فهرست مطالب

نشریه مهندسی مکانیک مدرس
سال دهم شماره 2 (تابستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/07/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • غلامحسین لیاقت، سید احمد دهقان منشادی صفحات 1-17
    مهمترین توانایی جوشکاری انفجاری در هندسه استوانه ای، پوشش دهی سطوح استوانه ای به منظور افزایش مقاومت به خوردگی، سایش و همچنین بهبود خواص مکانیکی است. در این مقاله، فرایند جوشکاری انفجاری لوله های دوجدار فولاد 37 St-و فسفر- برنز با استفاده از دو ماده منفجره TNT و آماتول 95-5 با سرعتهای انفجاری متفاوت مطالعه شده است. در ابتدا با استفاده از روابط تحلیلی- تجربی موجود، پنجره جوش پذیری این دو فلز ترسیم شده و سپس با انجام آزمایشهای متعدد، نقش کلیدی سرعت انفجار و همچنین موقعیت انتخاب پارامترها از پنجره جوشکاری در جوش پذیری دو فلز مورد بحث و بررسی قرار گرفته و همچنین روش تولید موفق اینگونه لوله ها ارائه شده است.
    کلیدواژگان: جوشکاری انف، جاری، ماده منفجره، سرعت انفجار، فصل مشترک موجی
  • محمد کاظمی نصرآبادی، محمدحسین صادقی، بهنام معتکف ایمانی صفحات 19-30
    در طی عملیات فرزکاری، نیروهای برشی باعث ایجاد ارتعاشات در ابزار برشی، قطعه کار و تجهیزات نگهدارنده می شود و بنابراین سلامت سطح قطعه نهایی و کیفیت محصول را تحت تاثیر قرار می دهد. پیش بینی دقیق نیروهای برشی برای انتخاب بهینه فرز انگشتی و ماشینهای ابزار از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق مدل سازی و شبیه سازی نیروهای برشی در فرایند فرزکاری انگشتی انجام می شود. ابعاد براده در حال ماشینکاری با استفاده از نرم افزار شبیه سازی سه بعدی تخمین زده می شود. اثر عمق برش و نرخ پیشروی تعیین شده و قبل از هرگونه عملیات ماشینکاری،شرایط براده برداری پیش بینی می شود.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیکی، فرزکاری جانبی، بار جانبی کم
  • قاسم حیدری نژاد، توحید صداقت صفحات 31-41
    در این تحقیق کاربرد مدل های زیر شبکه اسماگورینسکی و دینامیکی موضعی در روش شبیه سازی گردابه های بزرگ مطالعه می شود. در مدل سازی مقیاس کوچک، به تعیین ضریب اسماگورینسکی نیاز است که در مدل اسماگورینسکی مقدار ثابتی بوده و به صورت تجربی انتخاب می شود. برخی مدل های دینامیکی در راستای تخمین بهتر این ضریب توسعه یافته اند که مستلزم اعمال فیلتر عددی هستند. فیلتر مورد استفاده در متوسط گیری مکانی در این تحقیق، فیلتر گاوسی است. روش عددی، حجم محدود است و از الگوریتم سیمپل برای برآورد جمله فشار استفاده شده. برای کاهش بار محاسباتی با هدف انجام در کامپیوترهای شخصی، عدد رینولدز طوری انتخاب شده که جریان سیال را بتوان دوبعدی فرض کرد. مقایسه با نتایج آزمایشگاهی که عدد رینولدز آن در همین محدوده قرار دارد، بیانگر دقت بالای روش و مدل مورد استفاده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که گرچه مدل دینامیکی موضعی به دلیل محاسبه ضریب اسماگورینسکی برای هر نقطه، هزینه محاسباتی بیشتری دارد، اما به دلیل دقت بالاتر و استفاده از شبکه بندی بزرگ تر، هزینه محاسبات اضافی را می توان جبران کرد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی گردابه های بزرگ، فیلتر، مدل اسماگورینسکی، مدل دینامیکی، مدل دینامیکی موضعی، جریان آشفته
  • محمدرضا شیرزادی، علی بهبهانی نیا، مجید قاسمی صفحات 43-55
    در این مقاله حل عددی جابه جایی مختلط با هدایت حرارتی و تشعشع سطحی در کانال شیبدار تشکیل شده از یک برد مدار چاپی همراه با سه تراشه به عنوان مولد گرما بررسی شده است. جریان هوا بعنوان سیال خنک کننده به صورت حالت دائم، لایه ای، تراکم ناپذیر و در حال توسعه حرارتی و هیدرودینامیکی فرض شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود در شبکه جابه جا گسسته سازی شده و برای تزویج سرعت و فشار روش سیمپل به کار رفته است. مقایسه نتایج عددی با کارهای تجربی و عددی موجود صحت و دقت نتایج را تایید می کند. نتایج عددی برای توزیع دما و سرعت وبیشینه دمای تولید شده در تراشه به ازای زاویه نصب و سرعتهای مختلف فن، بر پایه عدد رینولدز در محدوده و شار حرارت تولیدی در تراشه ها بر پایه عدد گراشف در محدوده ارائه شده است. بیشترین تاکید بر مقایسه دو حالت مختلف طراحی برد به صورت افقی و عمودی به ازای پارامترهای مختلف است. نتایج نشان می دهند که دمای بیشینه، به عنوان مهمترین پارامتر طراحی تجهیزات الکترونیکی، در محدوده جابه جایی طبیعی با افزایش زاویه نصب برد از حالت افقی به حالت عمودی، تا سانتی گراد کاهش می یابد اما در محدوده جابه جایی اجباری، تا درجه سانتی گراد افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: جابه جایی مختلط، ترکیب هدایت و جابه جایی و تشعشع، حل عددی، کانال شیبدار
  • صفحات 57-67
    این مقاله تحلیل استاتیکی تیر چند لایه همراه با لایه پیزوالکتریک به عنوان حسگر و همچنین بدون در نظر گرفتن لایه پیزوالکتریک، تحت تغییرشکل بزرگ به روش المان محدود و با بهره گیری از فرمول بندی لاگرانژی به هنگام (ال- یو- ام)1 و اصل کار مجازی مطالعه شده است. برای تحلیل از المان چهار گرهی که در هر گره دو درجه آزادی جابه جایی و یک درجه آزادی الکتریکی دارد، استفاده شده است. برای نشان دادن قابلیت و کارایی روش محاسباتی و تحلیل حاضر، با استفاده از کد نویسی در متلب2 نتایج با سایر تحقیقات مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: پیزوالکتریک، تحلیل غیر خطی، تغییر شکل بزرگ
  • منصور درویزه صفحات 69-78
    عملکرد یاتاقان های غیر مدور -بر خلاف یاتاقان های مدور- به پارامترهای طراحی مختلفی مانند زاویه انحراف بستگی دارد. در این مقاله، اثر زاویه انحراف یاتاقان از وضعیت تقارن، بر مشخصه های استاتیکی و پایداری دو نوع یاتاقان های گازی غیر مدور مطالعه می شود. سیستم خطی شده با در نظر گرفتن روش اجزای محدود برای حل معادلات به منظور دستیابی به مشخصه های مورد نظر به کار گرفته می شود.
    نتایج نشان می دهند که زاویه انحراف بر مشخصه های استاتیکی و پایداری یاتاقان های گازی دو – لب و چهار - لب اثر قابل توجهی دارد، به طوری که با افزایش زاویه انحراف، کاهش در مشخصه های استاتیکی و افزایش در محدوده پایداری سیستم مشاهده می شود. با مقایسه اثر زاویه انحراف بر عملکرد یاتاقان های دو – لب و چهار – لب مشاهده می شود که این اثر برای یاتاقان و – لب محسوس تر است.
    کلیدواژگان: یاتاقان های گازی غیر مدور، زاویه انحراف، مشخصه های استاتیکی و پایداری
  • صفحات 79-87
    خاصیت خنثی خاصیتی است که فقط از میدان جریان اثر می پذیرد، بدون اینکه بر آن تاثیر بگذارد. در این مقاله نخست معادلات حاکم بر جریان آشفته حل شده و پدیده انتقال خاصیتی خنثی، در جریان آشفته دو بعدی، به صورت عددی مطالعه شده است. سپس با در دست داشتن مقادیر سرعت ها، معادله انتقال برای یافتن خاصیت خنثی حل می شود. برای حل جریان آشفته میدان سرعت، از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ (LES) با مدل زیر شبکه از نوع اسماگورینسکی استفاده شده است. در بررسی اعتبار کد، جریان داخل حفره مبنای مقایسه بوده است. در محاسبات مربوط به پدیده انتقال برای خاصیت خنثی از روش LES توام با مدل اسماگورینسکی استفاده شده تا سازگاری بیشتری بین نحوه حل معادلات سرعت و پدیده انتقال ایجاد شود، حل سه بعدی جریان آشفته مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی است، لذا با استفاده از نوعی مدل دو بعدی، صرفه جویی مناسبی صورت می گیرد. در عوض، برای راست آزمایی مدل، عدد رینولدز جریان باید چنان انتخاب شود که فرض دو بعدی بودن جریان معتبر باشد. مقایسه نتایج عددی با مقادیر آزمایشگاهی در محدوده مدل دو بعدی، نشان دهنده دقت بالای روش پیشنهادی و سازگاری آن با حل عددی معادلات انتقال و مومنتم است. دقت نتایج حاصل، این امید را ایجاد می کند که بتوان انتقال گونه ها و نهایتا شبیه سازی احتراق را با استفاده از روش گردابه های بزرگ ممکن ساخت.
    کلیدواژگان: خاصیت خنثی، آشفتگی، گردابه های بزرگ، فیلتر کردن، شبیه سازی عددی، مدل سازی جریان آشفته، جریان حفره، جریان پشت پله
  • صفحات 89-99
    در این تحقیق سوخت بیودیزل از روغن پسماند رستوران و با استفاده از واکنش ترانس استریفیکاسیون تولید و سپس ویژگی های مهم آن با استاندارد ASTM D-6751 مطابقت داده شد. پس از اطمینان از کیفیت بالای سوخت تولید شده، عملکرد موتور تراکتور MF-399 با استفاده از ترکیبات 5 تا 25 درصد از سوخت بیودیزل و دیزل، آزمایش و ارزیابی شد.گرفت.آزمایشها نشان داد که با استفاده از ترکیبات سوخت بیودیزل و دیزل، توان و گشتاور موتور تراکتور MF-399 افزایش می یابد. علت این امر، بهسوزی بیودیزل به دلیل اکسیژن دار بودن آن تعبیر شد. مصرف سوخت و مصرف سوخت ویژه ی تراکتور نیز به دلیل ارزش حرارتی پایین بیودیزل، اندکی افزایش یافت. نتایج تحقیق نشان داد که ترکیب B5D95، دارای بهترین عملکرد و کمترین افزایش مصرف سوخت ویژه است. میزان مصرف سوخت و مصرف سوخت ویژه ی ترکیب B25D75 بسیار کمتر از ترکیب B20D80 به دست آمد. بنابراین در صورت استفاده از مقادیر بیشتر بیودیزل، ترکیب B25D75 به دلیل مصرف سوخت کمتر بسیار مناسبتر از ترکیب B20D80 است. لذا ترکیب B25D75 برای استفاده در موتور تراکتور MF-399 توصیه می شود.
    کلیدواژگان: موتور تراکتور، سوخت دیزل، متیل استر، ترانس استریفیکاسیون، استاندارد ASTM D، 6751
|
  • Gholam Hossean Liaghat, Ahmad Dehghan Manshadi Pages 1-17
    The most important application of explosive welding in cylindrical geometry is cladding of cylindrical surfaces in order to increase corrosion and wear resistance and also improving the mechanical properties of bimetal product. In this study, the explosive welding of bimetal tubes made of steel and Phosphor-Bronze was investigated using two explosives (TNT and Amatol 5-95) with different explosion velocity. At first the explosive window of two metals was achieved using the theoretical-experimental relations, and then using different experiments, the key role of explosion velocity and also the position of selected parameters of explosive window in the metals weldability were determined. At the end, the successfull method of manufacturing of this bimetal tubes is presented and commented upon.
  • Mohammad Nasrabadi, Mohammad.Hosean Sadeghi, Behnam Motakef. Imani Pages 19-30
    In end milling operation, cutting forces induce vibration on tool, workpiece and clamping devices which affects surface integrity and quality of the product. In this process, to select the optimum end mill and machine tool, the prediction of exact cutting forces is of prime importance. In the present work, modeling and simulation of cutting forces in end milling operation are performed. Instantaneous chip geometry is predicted using a 3D simulation software, the effect of cutting depth and feed rate are calculated and cutting conditions are predicted before any machining operation.
  • Ghasem Heidarnejad Pages 31-41
    In this article sub-grid modeling of Smagorinsky and Localized Smagorinsky Models are investigated. In modeling sub-grid scales, it is necessary to determine the Smagorinsky coefficient which is an experimental constant. Dynamic Models are developed to estimate this value more efficiently. In this research, the test filter is Gaussian, numerical method is based on the finite volume scheme, and a SIMPLE algorithm is used to evaluate the pressure. To perform computations on a personal computer, value of Reynolds number had chosen enough low to make a two dimensional modeling and comparison with respective experimental results possible. Comparison of numerical results shows high accuracy of the localized dynamic models. More numerical investigations reveal that although localized dynamic models need more computing time, but the higher resolution of the method makes it possible to use a coarser grid and hence compensate the extra CPU time.
  • Mohammad. Reza. Shirzadi, Ali Behbahani-Nia, Majid. Ghasemi Pages 43-55
    Numerical solution for mixed convection combined with surface radiation in an inclined channel containing three protruding heat sourcesis investigated in this article. This combinationre present printed circuit boards in electrical equipments. Air is assumed to be the working fluid which is laminar, steady, incompressible and thermally and hydrodynamicaly developing. Governing equations are discretized using the F.V. method in an staggered domain and simple algorithm is used to couple velocity and a pressure.
  • Mansoor Darvizeh, Abolfazl. Darvizeh, Vahid. Arab Zadeh, Hamed Rajabi Pages 57-67
    This paper presents a finite element solution for the static analysis of a multi-layers beam with and without piezoelectric layers. The beam is under large deformation. The virtual work principle and the Lagrangian update method (LUM) have been employed to study the static behavior of piezoelectric beams. Four-nodes element with two displacement degrees of freedom and one electrical degree of freedom has been used in this analysis. Finally, in order to prove the validity of the presented formulation and the solving process, the results are compared with the other available data.
  • Ali Zenouzi, Barat. Ghobadian, Teymoor Tvakoli Hashjin, Mehdi Feyzolahnejad, Hassan Bagherpour Pages 89-99
    In this research, biodiesel was initially produced from waste vegetable oil by transesterification reaction. The main properties of this fuel were compared with the ASTM D-6751 standard.then, performance of MF-399 tractor engine was tested and evaluated by using 5 to 25 percent biodiesel and diesel blends. Test results showed that, the power and torque of MF-399 tractor engine were increased, using biodiesel and diesel blends. This is because of good combustion of biodiesel due to high oxygen content of this fuel. There was also a slight increase in the fuel consumption and specific fuel consumption of biodiesel and diesel blends due to low calorific value of biodiesel. Results show that the B5D95 blend has the best performance and the lowest increase in specific fuel consumption among the other blends. The fuel consumption and specific fuel consumption of B25D75 was lower than the B20D80 blend. Therefore, if the goal is using high amount of biodiesel, B25D75 blend is recommended for use in MF-399 tractor engine.