فهرست مطالب

مهندسی مکانیک مدرس - سال چهاردهم شماره 10 (دی 1393)

نشریه مهندسی مکانیک مدرس
سال چهاردهم شماره 10 (دی 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/08/20
  • تعداد عناوین: 25
|
  • رحمت الله قاجار، اکبر رصاف سهی صفحات 1-8
    در پژوهش حاضر اثر شکل ضربه زننده و دماهای بالا بر روی پاسخ صفحات کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفته است. کامپوزیت مورد استفاده از جنس شیشه/اپوکسی، ابعاد 3×120×120 میلیمتر، جرم ضربه زننده 7 کیلوگرم و سرعت برخورد 4/1 متر بر ثانیه می باشد. جهت انجام آزمایش ضربه از دستگاه وزنه افتان، و برای بررسی اثر شکل ضربه زننده از چهار نوع ضربه زننده تخت، نیم کروی، مخروطی و سهموی استفاده شده است. میزان آسیب، زمان برخورد، بیشینه نیروی برخورد، انرژی جذب شده و جابجایی برای چهار ضربه زننده مختلف با یکدیگر مقایسه شده اند. هرچه سر ضربه زننده پهن تر باشد زمان برخورد کمتر و بیشینه نیروی برخورد بیشتر خواهد بود. ناحیه آسیب ضربه زننده مخروطی از همه بیشتر است. ضربه زننده تخت بر خلاف سه نمونه دیگر دارای مرز ناحیه آسیب مشخصی نمی باشد. همچنین جهت بررسی اثر دما بر روی پاسخ کامپوزیت، دماهای آزمایش را بین دمای اتاق و 150 درجه سانتیگراد تغییر داده و پارامترهایی مانند بیشینه نیروی برخورد، جابجایی و انرژی جذب شده مورد بررسی قرار گرفته اند. با افزایش دما بیشینه نیروی برخورد کاهش و جابجایی افزایش می یابد ولی انرژی جذب شده با تغییر دما تغییر چندانی نمی کند.
    کلیدواژگان: ضربه سرعت پایین، ورق کامپوزیتی، شکل ضربه زننده، دما
  • رضا زمانی، غلامحسین رحیمی*، محمدحسین پل صفحات 9-16

    در این مقاله، تاثیر افزودن نانوذرات اصلاح شده رسی بر خواص مکانیکی دو سیستم رزین اپوکسی بررسی شده است. پایه اپوکسی در هر دو سیستم، دیگلیسیدیل اتر بیس فنول نوع آبا نام تجاری ایپون 828 بوده و از یک سیکلوآلیفاتیک آمین اصلاح شده با نام تجاری اف205و تری اتیلن تترامین با نام تجاری تتا به عنوان پایه دوم سیستم رزین اپوکسی، سخت کننده، استفاده شده است. نانوذرات رسی کلویسید سی بی با درصد های وزنی 0، 5/1، 3 و 5 درصد نسبت به مجموعه رزین (اپوکسی- نانوذرات رس) در سیستم اپوکسی پخش شده اند. به منظور تعیین مورفولوژی نانوکامپوزیت های اپوکسی/ نانورس از آزمون پراش اشعه ایکس استفاده شده است. مشاهدات به روش پراش پرتو ایکس نشان می دهد که توزیع نانوذرات رسی اصلاح شده در زمینه پلیمری در هر دو سیستم رزین از نوع بین لایه ای می باشد. خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های اپوکسی/ نانورس نیز با استفاده از آزمون های استاندارد کشش تک محوری و خمش سه نقطه ای تعیین گردید. نتایج مربوط به آزمایش های مکانیکی نشان می دهد که رفتار مکانیکی دو سیستم رزین اپوکسی با افزودن نانوذرات رسی، متفاوت از یکدیگر می باشد. با مقایسه نتایج مربوط به دو سیستم رزین اپوکسی تقویت شده با نانوذرات رسی می توان نتیجه گرفت که تاثیر مثبت حضور نانوذرات رسی بر خواص مکانیکی در سیستم رزین اپوکسی سخت شده با سخت کننده اف205مشهودتر می باشد.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، نانوذرات رسی، خواص مکانیکی، سخت کننده تتا، سخت کننده اف205
  • بیژن محمدی، داود سلیمی مجد، محمدحسین علی بخشی صفحات 17-25
    مواد مرکب چندلایه به دلیل استحکام و سفتی بالا در مقایسه با وزنشان، به طور وسیعی در سازه های مختلف مانند سازه های هوافضایی استفاده می شوند. بنابراین پیش بینی آسیب این مواد بسیار مهم می باشد. یکی از اصلی ترین مکانیزم های خرابی این مواد، جدایی بین لایه ای می باشد که در اتصالات پوسته-تقویت کننده زیاد رخ می دهد. در این مقاله جدایی بین لایه ای در سازه های پوسته – تقویت کننده کامپوزیتی تحت بارگذاری استاتیکی خمش سه نقطه ای و چهار نقطه ای با استفاده از المان چسبنده به صورت مقایسه ای مورد ارزیابی قرار گرفته است. هم چنین اثرات ترتیب لایه چینی در تخریب به صورت تفصیلی بررسی شده است. المان بین لایه ای در چارچوب مکانیک آسیب و بر مبنای مدل ناحیه چسبنده دوخطی با استفاده از ماده نوشته شده توسط کاربر در نرم افزار Ansys پیاده سازی شده است. مزیت این روش، امکان مدلسازی رشد جدایی بین لایه ای بدون نیاز به وجود ترک اولیه و المان بندی مجدد می باشد. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود با آزمایش های موجود، نشان از کارایی روش به کار گرفته شده در پیش بینی شروع و رشد جدایی بین لایه ای دارد. نتایج نشان می دهد که در خمش سه نقطه، آسیب ابتدا از اتصال چسبی بین پوسته و تقویت کننده شروع می شود، در حالی که در خمش چهار نقطه، آسیب ابتدا از داخل المان بین لایه ای پوسته در مجاورت اتصال چسبی آغاز می گردد. به علاوه با توجه به نتایج حاصل، برای افزایش استحکام سازه های پوسته-تقویت کننده توصیه می شود که از قرار دادن لایه های 45 و 90 درجه در محل اتصال پوسته و تقویت کننده اجتناب گردد.
    کلیدواژگان: پوسته - تقویت کننده، جدایی بین لایه ای، المان چسبنده بین لایه ای، متغیر آسیب
  • احمدرضا حقیقی، محمد شهبازی اصل صفحات 26-34
    در تحقیق حاضر، یک مدل دولایه ای از جریان خون غیردائم و پالسی در طول سرخرگ گرفته شده با استفاده از روش عددی شبیه سازی می شود. مدل حاضر شامل لایه مرکزی سوسپانسیون گلبول های قرمز و لایه جانبی پلاسما می باشد. سیال میکروپلار معرف لایه مرکزی و سیال نیوتنی معرف لایه جانبی می باشد. سرخرگ مفروض به صورت الاستیک و هندسه مفروض وابسته به زمان فرض می شود، ولی جریان خون در طول سرخرگ الاستیک و غیرالاستیک با هم دیگر مقایسه می شوند. به منظور شبیه سازی هرچه بیشتر شرایط واقعی بدن انسان، نوع گرفتگی نسبت به جهت محوری غیرمتقارن و نسبت به جهت شعاعی متقارن در نظر گرفته شده است. با اعمال تبدیل مختصات شعاعی مناسب، سرخرگ الاستیک گرفته شده، تبدیل به سرخرگ مستطیلی شکل و صلب می شود. معادلات ناویر-استوکس حاکم بر جریان خون با درنظر گرفتن گرادیان فشار ورودی با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده اند. مشخصه های دینامیکی جریان خون از قبیل پروفیل سرعت، دبی حجمی و مقاومت در برابر جریان به دست آورده شده است و در مورد تاثیر خاصیت ارتجاعی دیواره و شدت گرفتگی بر روی آن ها بحث شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی حاضر توافق خوبی با نتایج تحلیلی موجود دارد.
    کلیدواژگان: گرفتگی، جریان خون، روش تفاضل محدود، سیال نیوتنی، سیال میکروپلار
  • محمدرضا خان آرمویی، حسن رحیم زاده، حامد سرکرده صفحات 35-42
    در مقاله حاضر به بررسی آزمایشگاهی تشکیل گرداب های سطحی در دهانه آبگیرها برای شرایط مختلف هیدرولیکی پرداخته شده است. در بخش اول این مطالعه، قدرت گرداب های پایدار تشکیل شده در آبگیرهای منفرد برای سه زاویه آبگیری عمودی، °45 و افقی در شرایط مختلف هیدرولیکی اندازه گیری شده است. برای انجام آزمایش های این بخش، از دستگاه سرعت سنج دینامیکی به منظور اندازه گیری سرعت مماسی گرداب استفاده شده است. قدرت گرداب های تشکیل شده در آبگیرها بوسیله عدد بی بعد گردندگی، برای شش عدد فرود و دو عمق استغراق نسبی مختلف ارائه شده است. نتایج نشان داد که با کاهش زاویه آبگیری نسبت به حالت عمود، قدرت گرداب های تشکیل شده کاهش پیدا می کند. قدرت گرداب در آبگیرهای افقی نسبت به آبگیر عمودی بطور میانگین در حدود 31% کاهش پیدا کرده است. بر اساس نتایج بدست آمده رابطه ای به منظور تعیین عدد گردندگی گرداب های تشکیل شده در آبگیر برای هر زاویه آبگیری استخراج شده است. در بخش دیگر این مطالعه، آزمایش ها به منظور تعیین عمق استغراق بحرانی آبگیرهای منفرد انجام شده است. نتایج نشان می دهد که با کاهش زاویه آبگیری نسبت به حالت عمود، عمق استغراق بحرانی آبگیر ها کاهش پیدا می کند، به طوریکه کمترین عمق استغراق بحرانی برای زاویه آبگیری افقی رخ داده است. برای هر زاویه آبگیری معادله ای به منظور پیش بینی عمق استغراق بحرانی برحسب عدد فرود آبگیر ارائه شده است. همچنین نتایج بدست آمده با نتایج محققین دیگر مقایسه شده است که از تطابق خوبی برخوردار است.
    کلیدواژگان: گرداب سطحی، آبگیر منفرد، زاویه آبگیری، عمق استغراق بحرانی، قدرت گرداب
  • رضا تیکنی، سعید ضیایی راد، محسن اصفهانیان صفحات 43-49
    یکی از معایب دسته موتورهای الاستومری ایده آل نبودن سفتی دینامیکی آنها می باشد. موتور در شرایط بارگذاری ضربه ای نیازمند نگهدارنده ای سخت بوده تا از حرکات بیش از اندازه آن جلوگیری کند ولی در فرکانس های بالا که دامنه ارتعاشات پایین است، قرارگیری موتور بر روی نگهدارنده هایی نرم باعث کاهش ارتعاشات انتقالی به بدنه خودرو می گردد. در دسته موتورهای شبه فعال، با تغییر در پارامترهای سیستم نظیر سفتی و استهلاک هدف مورد نظر تحقق می یاید. با استفاده از سیال مگنتورئولوژیکال در دسته موتور شبه فعال، امکان تغییر در استهلاک سیستم با اعمال میدان مغناطیسی به وجود می آید. دسته موتور ارائه شده در این مقاله، دسته موتوری مگنتورئولوژیگال می باشد که قابلیت تغییر در میزان استهلاک سیستم را با روشن و خاموش نمودن جریان ورودی به سیم پیچ مغناطیسی فراهم می آورد. افت فشار سیال، ناشی از عبور آن از مجرای تحت میدان مغناطیسی، دسته موتور را از نظر دینامیکی سخت تر می کند. در این طرح کاربرد سیال مگنتورئولوژیکال برای ایجاد تغییر در خواص استهلاکی سیستم به خوبی نشان داده شده است. شبیه سازی ارتعاشی دسته موتور با در نظر گرفتن اثرات استهلاک سیال مگنتورئولوژیکال در حالت قرارگیری در میدان مغناطیسی صورت پذیرفته و نتایج حاصل با نتایج حاصل از آزمایش مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: دسته موتور مگنتورئولویکال، سفتی دینامیکی، تغییر استهلاک، شبیه سازی ارتعاشی
  • رحمت الله قاجار، جواد علیزاده کاکلر صفحات 50-58
    یکی از انواع ترک های مشاهده شده در سازه های مکانیکی، ترک های زیرسطحی بیضوی هستند. در این ترک ها، به دلیل عدم تقارن هندسی نسبت به سطح ترک، پدیده کوپلینگ مودهای شکست منجر می شود که تحت بارگذاری کششی، ترک هر سه مود شکست را تجربه نماید. تحت بارگذاری کششی، مود III ناشی از پدیده کوپلینگ مودها قابل صرف نظر ولی مود II قابل ملاحظه می باشد. در این مطالعه، تابع وزن دوبعدی مود ترکیبی ترک های زیرسطحی بیضوی موازی با سطح تحت کشش برای نسبت منظرهای 0.2، 0.4، 0.6، 0.8، 1.0 و نسبت عمق ترک به طول ترک های 0.05، 0.06، 0.08، 0.1، 0.14، 0.2، 0.3، 0.5، 1.0 استخراج شده است. برای استخراج توابع وزن، از کشش یکنواخت اعمال شده روی سطوح ترک به عنوان بارگذاری مرجع استفاده شده است. با برازش تابع با دقت بالا روی ضرایب تابع وزن به دست آمده، تابع وزن ارائه شده برای هر مقداری از نسبت منظر و نسبت عمق به طول ترک قابل استفاده شده است. به منظور صحه گذاری تابع وزن به دست آمده، ضرایب شدت تنش مود ترکیبی تمام نقاط جبهه ترک تحت توزیع تنش های خطی، بیض گون و مثلثاتی با استفاده از آن محاسبه شده و با نتابج اجزامحدود مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه نتایج، دقت بالا و میانگین خطای نسبی زیر 7 درصد را نشان می دهد. به کمک توابع وزن ارائه شده می توان ضرایب شدت تنش مود ترکیبی ترک زیرسطحی بیضوی با هر ضریب منظر و عمقی را تحت هر توزیع بار کششی دلخواه محاسبه نمود.
    کلیدواژگان: ترک زیرسطحی بیضوی، تابع وزن دوبعدی، کوپلینگ مودهای شکست، مود ترکیبی
  • سید مصطفی حسینعلی پور*، حدیثه کریمایی، فتح الله امی صفحات 59-62

    در این مقاله، پنج نمونه از یک نوع افشانک گریز از مرکز با ورودی های مماسی که طراحی و با روش تراشکاری دقیق ساخته شده است مورد آزمون قرار گرفته است. این افشانک به صورت جریان چرخشی می باشد و به سبب افت فشار در محور میانی افشانک، هوای بیرون به داخل افشانک مکیده شده و به این ترتیب یک حفره هوا در مرکز افشانک شکل می گیرد. بنابراین افشانکی یک پایه اما با عملکرد دوفازی می باشد و از این رو چتر پاششی به صورت یک مخروط توخالی با لایه نازک ایجاد می نماید. آزمون های بررسی عملکرد به منظور تعیین منحنی مشخصه، توزیع حجمی پاشش و زاویه مخروط پاشش این افشانک ها و تشخیص افشانک قابل قبول در آزمایشگاه پیشرانش دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است. مراحل و روش بررسی عملکرد افشانک ها به کمک آزمون تجربی به صورت کامل بیان گردیده است و عامل های مهم معرفی شده اند. نتایج حاصل از آزمون تجربی با مقادیر طراحی مقایسه شده است. در نهایت یک افشانک به عنوان افشانک مناسب و نزدیک ترین به افشانک تئوری که طراحی بر اساس آن انجام گرفته است معرفی گردیده است. از نتایج آزمون این افشانک منتخب می توان برای صحه گذاری نتایج عددی و همچنین انجام آزمون های تکمیلی استفاده نمود. نتایج این بررسی ها در مقاله به تفصیل ارائه و بحث گردیده است.

    کلیدواژگان: افشانک گریز از مرکز، طراحی افشانک، دستگاه آزمون پاشش، بررسی عملکرد افشانک، چتر پاشش
  • نوروز محمد نوری، حمیدرضا غرویان، علی ولی پور چهارده چریک صفحات 63-70
    آکوستیک زیرآبی به علت کاربردهای زیادی که دارد، به موضوعی پراهمیت برای محققان بدل شده است. چیدمانی از ترانسدیوسرهای الکتروآکوستیکی که آرایه نامیده می شود به عنوان ابزارهای فرستنده و گیرنده امواج صوتی در زیر آب مورد استفاده قرار می گیرند. پرکاربردترین ترانسدیوسر مورد استفاده در آرایه ها، ترانسدیوسر تانپیلز می باشد. برای طراحی و تحلیل این ترانسدیوسرها می توان از روش های مختلف تحلیلی یا حل عددی استفاده کرد. در این مقاله تلاش شده با استفاده از مدل اجزاء محدود، رفتار این ترانسدیوسر به طور کامل شبیه سازی شده و مهمترین پارامترهای سنجش عملکرد آن مورد بررسی قرار گیرند. همچنین برای صحت سنجی مدل اجزاء محدود، نمونه ی این ترانسدیوسر نیز ساخته شده و مورد تست های الکتروآکوستیکی قرار می گیرد. با مقایسه نتایج مدل شبیه سازی شده با مدل تست شده، مشاهده می شود که مدل اجزاء محدود می تواند رفتار الکتریکی و آکوستیکی ترانسدیوسر را به خوبی پیش بینی کند. ضمن اینکه افزودن عوامل میراکننده به سیستم می تواند باعث افزایش پهنای باند فرکانسی شود. در نهایت سعی شده تا با ایجاد تغییراتی در ساختار ترانسدیوسر، پاسخ فرکانسی آن ها تا حد امکان بهبود داده شود.
    کلیدواژگان: ترانسدیوسر تانپیلز، تست های الکتروآکوستیکی، شبیه سازی اجزاء محدود، پاسخ فرکانسی، پاسخ ولتاژ ارسالی
  • محمدحسین مظفری، محمود خداداد صفحات 71-79
    یکی از موضوعات مهم در صنعت بخصوص صنایع ریخته گری تعیین ساختار داخلی اجسام مانند شناسایی مرزهای داخلی بین ماده ها، شناسایی ناخالصی ها یا تعیین خواص مکانیکی ماده ها می باشد. در این مقاله ابتدا با استفاده از روش بهینه سازی همگانی رقابت استعماری (ICA)، خواص مکانیکی(مدول الاستیسیته و ضریب پواسون) سه ماده همگن تشکیل دهنده یک جسم ناهمگن، با هندسه دلخواه مرزهای داخلی و با استفاده از نتایج آزمون تست کشش، به صورت همزمان و با دقت زیاد تخمین زده می شود. این کار براساس مینیمم کردن یک تابع هدف که به صورت مجموع مربعات تفاضل بین جابجایی اندازه گیری شده و جابجایی محاسبه شده با استفاده از روش المان مرزی(BEM) می باشد، انجام می شود. در ادامه سعی شده است تا با تلفیقی از روش بهینه سازی همگانی(رقابت استعماری) و بهینه سازی محلی(روش سیمپلکس)، مساله معکوس شناسایی مرزهای منظم داخلی یک جسم ناهمگن، متشکل از سه جسم همگن و ایزوتروپ به همراه تخمین همزمان مدول الاستیسیته و ضریب پواسون مواد تشکیل دهنده آن جسم، انجام شود. از نتایج به دست آمده (مدت زمان اجرای برنامه و میزان خطا) می توان به کارایی روش بهینه سازی رقابت استعماری و روش سیمپلکس در بهینه کردن تابع هدف مورد نظر و در نهایت تخمین خواص مکانیکی سه ماده به همراه شناسایی مرزها پی برد.
    کلیدواژگان: الکوریتم رقابت استعماری، جسم ناهمگن، روش المان های مرزی، روش بهینه سازی سیمپلکس، شناسایی مرزها
  • احد قلی پور، وحید ذاکری مهرآباد، عطا حجاوری صفحات 80-84
    در این مقاله، برای اجتناب از مشکلات استفاده از مایعات روانکاری مثل هزینه بالا، آلودگی محیط زیست و به خطر انداختن سلامتی ماشینکار در فرآیند فرزکاری و همچنین استفاده از مزایای آنها از قبیل افزایش عمر ابزار و کیفیت سطح ماشینکاری شده، روش ماشینکاری با حداقل استفاده از روانکار (MQL) یا روانکاری نیمه خشک معرفی شده و تاثیر آن بر توان مصرفی و زبری سطح ماشینکاری شده با روش های دیگر روانکاری از قبیل روانکاری با مایع و روانکاری خشک مقایسه شده است. همچنین از روش طراحی آزمایش تاگوچی برای اجرای یکسری آزمایش ها به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف فرآیند از قبیل سرعت دورانی ابزار، سرعت پیشروی، فشار گاز ورودی و نرخ جریان مایع بر توان مصرفی و زبری سطح ماشینکاری شده استفاده شده است و در ادامه با استفاده از آنالیز واریانس مهمترین فاکتورهای موثر بر توان مصرفی و زبری سطح ماشینکاری شده به دست آمدند. نتایج به دست آمده از آزمایش ها نشان می دهند که استفاده از روش روانکاری نیمه خشک به توان مصرفی کمتر و زبری سطح قابل مقایسه با سایر روش های روانکاری منجر می شود. آنالیز واریانس انجام شده نیز نشان می دهد که در بین پارامترهای بررسی شده در این پژوهش، سرعت پیشروی مهمترین پارامتر موثر بر توان مصرفی و نرخ جریان مایع مهمترین پارامتر موثر بر زبری سطح ماشینکاری شده است.
    کلیدواژگان: فرزکاری، روانکاری نیمه خشک، روش تاگوچی، توان مصرفی، زبری سطح
  • روح الله طالبی توتی، جواد مرزبان راد، مهدی حدادی صفحات 85-92
    در این مقاله به منظور کاهش زاویه غلت و افزایش آستانه واژگونی خودرو به هنگام وارد شدن شتاب جانبی بالا، یک سیستم کنترلی طراحی شده است. بدین منظور دو عملگر الکتریکی چرخشی مشابه بر روی میله های پاد غلت سیستم تعلیق جلو و پشت خودرو قرار داده شده است. این سیستم با وارد کردن یک کوپل مخالف که بر شاسی خودرو وارد می کند، به صورت متغیر با زمان، شتاب جانبی را تا حد امکان کاهش داده و پایداری جانبی و آستانه واژگونی در مانورهای نسبتا خطرناک را بهبود می بخشد. برای مشاهده نتایج و تاثیر وجود این سیستم فعال بر پایداری خودرو، ابتدا با استفاده از یک مدل هشت درجه آزادی غیر خطی از دینامیک جانبی خودرو و با در نظر گرفتن زاویه فرمان به عنوان ورودی مدل، پارامترهای سینماتیکی مربوطه و در نتیجه شاخص واژگونی که به صورت میزان جابجایی بار جانبی تعریف شده، پیش بینی شده است. برای طراحی کنترلر از روش تئوری کنترل بهینه مرتبه دو به همراه مدل سه درجه آزادی خودرو استفاده می شود. سپس با مدل سازی جامع خودرو، تاثیر کنترلر بر متغیرهای حالت و دینامیک جانبی خودرو در طی مسیر آزمون استاندارد قلاب ماهی بررسی شده است.
    کلیدواژگان: زاویه غلت، عملگر الکتریکی، کنترلر بهینه، میله پاد غلت فعال
  • الهام ستاری، مجتبی آقاجانی دلاور، احسان فتاحی، کوروش صدیقی صفحات 93-100
    در مقاله ی حاضر از روش اینامارو که بر گرفته از مدل انرژی آزاد شبکه بولتزمن می باشد، برای شبیه سازی حرکت حباب و نحوه ی ادغام دو حباب تحت تاثیر نیروی شناوری استفاده شده است. به منظور کاهش هزینه ی محاسباتی با تلفیق مدل دو بعدی تاناکا و سه بعدی اینامارو از مدل ایناماروی در دو بعد استفاده شده است. در ابتدا با انجام صحت سنجی از درستی مدل فوق در اعمال نیروی کشش سطحی و قانون لاپلاس برای دو اختلاف چگالی 50 و 1000 اطمینان حاصل شده است. در مرحله بعد اثر اعداد بی بعد حاکم بر مساله از جمله عدد اتوس، مورتن بر رینولدز و شکل نهایی حباب برای یک حباب بررسی شده است، الگوهای جریانی متفاوتی در اعداد بی بعد متفاوت به دست آمده و با تغییر اعداد بی بعد تغییر شکل نهایی حباب مشاهده گردید. در مرحله آخر حرکت دو حباب و شکل نهایی حاصل از ادغام دو حباب در اعداد بی بعد متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است که شکل حباب اول تقریبا همان شکل تک حباب به دست می آید، اما حباب دوم به دلیل قرار گرفتن در دنباله ی حباب اول و اختلاف فشار کمتر در دو طرف آن تغییر شکل متفاوتی را از خود نشان می دهد.
    کلیدواژگان: جریان دو فاز، روش شبکه بولتزمن، مدل اینامارو، عدد اتوس، عدد مورتن
  • مهران رجبی زرگرآبادی، موسی زکی صفحات 101-108
    اکسید نیتروژن از آلاینده های خطرناک محیط زیست محسوب می شود. کنترل تولید اکسید نیتروژن در فرآیند احتراق یک قید مهم در طراحی محفظه احتراق توربین های گاز مدرن می باشد. در تحقیق حاضر شبیه سازی جریان آشفته و فرآیند احتراق به صورت دو بعدی در یک محفظه احتراق مدل توربین گاز انجام شده است. از مدل آشفتگی k−ε و فرض استهلاک ادی به ترتیب برای شبیه سازی جریان آشفته و نرخ انجام واکنش احتراق استفاده شده است. همچنین برای ارتباط معادلات سرعت- فشار الگوریتم سیمپل به کار گرفته شده است. مدل سازی و محاسبه میزان تولید اکسید نیتروژن از دو مکانیزم حرارتی و انگیخته برای سه سوخت مختلف متان، پروپان و پنتان انجام شده است. همچنین تاثیر نسبت هم ارزی و هوادهی در مجرای سوخت بر میزان تولید اکسید نیروژن مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی عددی نشان می دهد که برای هر سه سوخت متان، پروپان و پنتان نسبت هم ارزی تاثیر قابل توجهی بر میزان تولید اکسید نیتروژن دارد. همچنین هوادهی به شکل محسوسی میزان متوسط تولید اکسید نیتروژن در محفظه احتراق را کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: احتراق، هوادهی، اکسید نیتروژن، مکانیزم حرارتی، مکانیزم انگیخته
  • محسن ایرانی رهقی، کیوان ترابی، حسن افشاری صفحات 109-120
    در این پژوهش با استفاده از روش المانی تفاضلات مربعی (DQEM)، ارتعاشات عرضی محور چندپله ای با چند تکیه گاه بررسی گردیده است. به منظور افزایش دقت مدلسازی و بررسی اثر ژیروسکوپیک ناشی لز دوران محور، از مدل تیر تیموشنکو استفاده شده است. به منظور جامعیت بخشیدن به مدلسازی تکیه گاه ها، هر یک از تکیه گاه ها توسط چهر فنر مدلسازی شده است؛ به فنر طولی و دو فنر پیچشی که دو به دو در دو صفحه ی عمود بر راستای محور عمل می کنند. معادلات حاکم، شرایط سازگاری در مقاطع پله دار و تکیه گاه ها و همچنین شرایط مرزی استخراج شده و با استفاده قوانین روش تفاضلات مربعی معادلسازی و حل شده اند. پس از حل معادلات، ابتدا همگرایی و اعتبار روش از طریق مقایسه ی نتایج با حل دقیق ارائه شده بررسی گردیده اند. سپس منحنی تغییرات فرکانس حرکت رقص محوری بر حسب سرعت دوران محور(منحنی کمپبل) برای چند مثال مختلف رسم گردیده است. مزیت اصلی روش استفاده شده سرعت بالای آن به دلیل حجم کمتر محاسبات در مقایسه حل های دقیق می باشد؛ بویژه برای محورهای دارای چندین مقطع پله دار و چندین تکیه گاه که به دلیل حجم بالای محاسبات در تحلیل های دقیق ارائه شده عملا توسط این تحلیل ها غیرقابل حل می باشند.
    کلیدواژگان: رقص محوری، محور پله دار، تئوری تیر تیموشنکو، روش المانی تفاضلات مربعی
  • امیر سوری، شریف شاه بیک صفحات 121-128
    فوم های فلزی به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی بسیار مناسب مانند نسبت سختی و مقاومت به وزن بالا، امکان جذب انرژی ناشی از برخورد و یا انفجار و قابلیت بازیافت، به سرعت در حال گسترش در کاربردهای مهندسی مانند صنایع هوافضا، خودروسازی، سازه های سبک وزن و مستهلک کننده ها انرژی می باشند و در هر سازه ای به کار روند این خواص را به ارمغان می آورند. به منظور شبیه سازی عددی این مواد می توان از روش های مختل ی استفاده نمود که از آن میان می توان به مدل دو مقیاسی ریزصفحه اشاره نمود. در این مقاله یک الگوریتم عددی کارآمد و ساده به منظور پیاده سازی مدل ریزصفحه برای شبیه سازی رفتار فوم های فلزی سلول ارائه می شود. در گام بعد و به منظور کالیبراسیون متغیرهای مدل ریزصفحه، ریزساختار فوم به صورت پوسته های کروی مماس بر هم به کمک روش اجزای محدود غیرخطی شبیه سازی شده و تحت بارگذاری های تک محوری و هیدروستاتیکی قرار می گیرد. در گام پایانی و در جهت صحه گذاری مدل ریزصفحه، نتایج دو مدل ریزصفحه و شبیه سازی ریزساختار برای یک نمونهی مکعبی تحت بارگذاری دومحوری مقایسه می شود که این مقایسه نشان می دهد علی رغم کاهش قابل توجه زمان محاسبات در شبیه سازی ریزصفحه، این روش از دقت بالای برخوردار است.
    کلیدواژگان: فوم فلزی سلول بسته، مدل ریزصفحه، اجزای محدود غیر خطی، پیاده سازی عددی، ریزساختار
  • میرامین حسینی صفحات 129-138
    شاخصهای عملکرد سینماتیکی به طور قابل ملاحظه ای در تشخیص کارآمدی ربات در اهداف خاص به کار می روند. از جمله زمینه های قابل استفاده می توان به طراحی بهینه، برنامه ریزی مسیر، برنامه نویسی، تحلیل رفتار و بررسی چالاکی و تفکیک پذیری ربات اشاره نمود. در بیشتر موارد، این شاخص ها زمانی قابل استفاده خواهند بود که ربات تنها دارای یک نوع درجه آزادی از نوع انتقالی یا دورانی باشد. در شرایطی که ربات هر دو درجه آزادی انتقالی و دورانی را داشته باشد، شاخص های عملکرد مانند عدد شرط ماتریس ژاکوبین و مقادیر تکین مربوط به آن به دلیل غیرهم بعدبودن عناصر تشکیل دهنده، کاربردی نمی باشند. در این مقاله، مشکل ناهم بعدی ماتریس ژاکوبین و عدم امکان استفاده از شاخص های وابسته، با معرفی ماتریس ژاکوبین جدیدی به نام ماتریس ژاکوبین کارتزینی، که ارتباط سرعت پنجه را در دستگاه کارتزینی با بردار سرعت مفاصل محرک نشان می دهد، حل شده است. روش معرفی شده در قالب مطالعه موردی، برای ربات موازی تری سپت به کار گرفته شده است. همچنین، پس از بررسی تغییرات شاخص های عملکرد درون فضای کاری، با استفاده از الگوریتم ژنتیک، عملیات بهینه سازی ساختار ربات جهت دستیابی به فضای کاری کارتزینی حداکثر با بیشترین قدرت سرعت پذیری پنجه، انجام شده است. همچنین ساختار ربات چنان بهینه سازی شده است که دارای بزرگترین حجم فضای کارتزینی مکعبی شکل به عنوان زیرفضای کاربردی با سرعت پذیری زیاد باشد. بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در نرم افزار متلب با ویرایش 2012 انجام شده است.
    کلیدواژگان: ماتریس ژاکوبین کارتزین بی بعد، ربات موازی، بهینه سازی، درجه آزادی مرکب، فضای کاری کارتزینی
  • علی غفاری، بهناز بهمئی، مصطفی نظری، بهاره غفاری، میترا دانشمند صفحات 139-149
    به دلیل وجود اثرات مخرب شیمی درمانی و تعدیل شدن اثر آن به واسطه ایجاد مقاومت دارویی، این مقاله به دنبال ارائه پروتکل بهینه درمانی برای درمان سرطان در زمان محدود می باشد. در این مقاله مدلی از رشد تومور با افزودن عبارت های مربوط به رادیو درمانی، شیمی درمانی و متاستاز سلول های سرطانی توسعه داده شده است. تحلیل پایداری بر روی مدل بدون درمان، نشان می دهد که نقطه تعادل بدون تومور ناپایدار می باشد. از اینرو تغییر دینامیک رفتاری سیستم حول این نقطه تعادل جهت درمان در زمان محدود ضروری می باشد. از اینرو، اثرات داروی شیمی درمانی هم بر روی جمعیت سلول ها و هم بر روی پارامترهای سیستم، در نظر گرفته شده است. جهت استخراج پروتکل بهینه درمانی، از روش کنترل بهینه بر مبنای حل معادله ریکاتی وابسته به حالت (SDRE) برای مدل غیرخطی توسعه یافته استفاده شده است. در ادامه برای نشان دادن انعطاف پذیری در طراحی، دو مورد برای ماتریس وزنی مربوط به ورودی در نظر گرفته شده است. همچنین مقاوم بودن این روش در برابر تغییر پارامترهای سیستم با شبیه سازی آن بر روی داده های دو بیمار مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد تغییر دینامیک سیستم برای داشتن درمان موفق، در کنار کاهش تعداد سلول های سرطانی ضروری می باشد.
    کلیدواژگان: سرطان، مدل ریاضی، رشد تومور، متاستاز، کنترل SDRE
  • موسی بلالی اوصیا، سید جمال حسینی پور، محمد بخشی جویباری، عبدالحمید گرجی صفحات 150-158
    صفحات دوقطبی یکی از مهمترین اجزای پیل های سوختی میباشند. این صفحات از روش های مختلف نظیر ماشینکاری، قالب گیری و شکل دهی و همچنین از جنس های مختلفی نظیر صفحات گرافیتی، کامپوزیتی و فلزی ساخته می شوند. در این پژوهش، شکل دهی صفحات دوقطبی فلزی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با ضخامت 11/0 میلیمتر و با الگوی پینی به کمک فرآیند هیدروفرمینگ در قالب محدب بطور تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار می گیرد. در این راستا پارامترهای مختلفی نظیر سطح فشار اعمالی، هندسه پین و نسبت عمق به عرض تغییر داده شده و نتایجی همچون پروفیل شکل داده شده، درصد پرشدگی، توزیع ضخامت و درصد نازک شدگی نمونه های شکل داده شده با یکدیگر مقایسه می گردند. نتایج نشان می دهند که در نسبت عمق به عرض 1 هیچ نمونه سالمی بدست نیامده، در صورتیکه در نسبت عمق به عرض 67/0 برای نمونه های دایروی (a/b=1) و بیضوی (a/b=0.7) و در نسبت عمق به عرض 33/0 برای هر سه نمونه دایروی (a/b=1)، بیضوی (a/b=0.7) و بیضی کشیده (a/b=0.4) نمونه سالمی در فشار 300 مگاپاسگال از نظر درصد پر شدگی و نازک شدگی حاصل میشود. بطور کلی با افزایش نسبت قطر کوچک به قطر بزرگ (a/b) و کاهش نسبت عمق به عرض (h/w) درصد پر شدگی و نازک شدگی رفتار مطلوبتری از خود نشان می دهند.
    کلیدواژگان: صفحات دوقطبی فلزی، هیدروفرمینگ، درصد پرشدگی، درصد نازک شدگی
  • فائزه راثی، رامین کمالی مقدم صفحات 159-166
    در تحقیق حاضر، مشتقات دینامیکی طولی یک ایرفویل از نوع ناکا سری 6، تحت نوسان اجباری پیچشی و انتقالی در شرایط مختلف در تونل باد زیر صوت مورد آزمایش قرار گرفته است. آزمایش های نوسانات پیچشی و انتقالی، در شرایط مختلفی از زاویه حمله متوسط، فرکانس کاهش یافته و دامنه نوسانی انجام شده و مشتقات دینامیکی طولی آنها با استفاده از تغییرات ضریب ممان پیچشی نسبت به زاویه حمله، محاسبه و مورد بررسی واقع شده است. برای تخمین ضرایب مشتقات دینامیکی در حرکت های نوسانی هارمونیک از بسط تیلور و انتگرال فوریه به صورت توابع خطی از پارامترهای وابسته استفاده شده است. روش های به کارگرفته شده، نتایج یکسان داشته و قابل تعمیم جهت تعیین مشتقات دینامیکی طولی هر وسیله پروازی می باشد. نتایج نشان داد در نواحی قبل و حدود واماندگی استاتیکی ایرفویل، تغییرات ضرایب مشتقات دینامیکی طولی نسبت به زاویه حمله دارای روندی معکوس نسبت به نواحی بعد از واماندگی است. اثر فرکانس کاهش یافته بر میزان پایداری دو حرکت نوسانی پیچشی و انتقالی متفاوت از یکدیگر است، به این ترتیب که در حرکت نوسانی انتقالی، افزایش فرکانس کاهش یافته، باعث کاهش پایداری نوسان می شود، درحالیکه در حرکت نوسانی پیچشی، تغییر قابل توجهی بر میزان پایداری آن نمی گذارد.
    کلیدواژگان: مشتقات دینامیکی طولی، تونل باد، ایرفویل، نوسان پیچشی، نوسان انتقالی
  • صالح اکبرزاده، ابوالفضل ابراهیمی سرست صفحات 167-176
    چرخ دنده ها یکی از اجزای بسیار مهم در سیستم های انتقال قدرت می باشند. از بین انواع چرخ دنده ها، چرخ دنده های مارپیچ به علت ظرفیت بالای انتقال توان و سروصدای کمتر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از این تحقیق، ارائه مدلی برای تحلیل درگیری یک دندانه چرخ دنده مارپیچ با لحاظ نمودن اثرات دما و زبری سطح است. در مدل حاضر هر چرخ دنده مارپیچ از تعداد محدودی چرخ دنده ساده ی باریک تشکیل شده که هر یک نسبت به قبلی به میزان زاویه کوچکی دوران داشته است. همچنین از جایگزینی دو استوانه معادل به جای هرنقطه از تماس دو چرخ دنده استفاده شده است. با توجه به این که رژیم حاکم بر روان کاری چرخ دنده ها رژیم الاستوهیدرودینامیک مخلوط است، بار کلی بین روان کار و زبری ها تقسیم شده است. تحلیل درگیری و روان کاری دو چرخ دنده مارپیچ براساس روش تقسیم بار انجام شده است و مشخصه های عملکردی مانند ضخامت لایه روغن، ضریب اصطکاک و افزایش دمای روغن پیش بینی شده است. نتایج حاصل از روش تقسیم بار با نتایج سایر روش ها مقایسه شده است. دقت قابل قبول، و زمان اجرای کوتاه از ویژگی های مطالعه ی پیش رو می باشد.
    کلیدواژگان: چرخ دنده مارپیچ، روان کاری، زبری سطح، ضریب اصطکاک، ضخامت فیلم روان کار
  • فضل الله موسوی، جعفر روشنی یان، رضا امامی صفحات 177-186
    در این پژوهش طراحی و تست سخت افزار در حلقه سامانه کنترل وضعیت ماژول زیر مداری با استفاده از مجموعه تراسترهای گاز سرد انجام گرفته است.پس از طراحی کنترلر مبتنی بر بازخورد کواترنین با استفاده از مدولاتورهای عرض پالس-فرکانس پالس، فرمان کنترل لازم برای تراسترهای از نوع خاموش-روشن و غیر پیوسته فراهم گردیده است. پس از این به طراحی معماری و ساخت میز تست های سخت افزار در حلقه برای تراسترهای گاز سرد نیتروژن برای انجام تستهای زمان حقیقی پرداخته شده است. سپس شبیه سازی های عددی حلقه بسته انجام گرفته است.با استفاده از تست های سخت افزار در حلقه نتایج شبیه سازی عددی مورد تایید و صحه گذاری قرار گرفته است. دستاورد دوم این پژوهش در انجام تست های شبیه سازی سخت افزار در حلقه، مقادیر نامعینی مدل و نویز اندازه گیری تخمین زده شده و در مدل محاسباتی به روز شده و به مدل حقیقی نزدیک گردیده است. بدین ترتیب از این مدل محاسباتی در انجام تست هایی که به صورت مکرر استفاده می شوند با هزینه های بسیار کمتر از تست سخت افزار در حلقه پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: تراستر گاز سرد، سخت افزار در حلقه، کنترل وضعیت، ماژول زیر مداری، بازخورد کواترنین
  • ابوذر بریمانی ورندی، سید جمال حسینی پور صفحات 187-194
    آلیاژهای آلومینیوم به دلیل دارا بودن نسبت استحکام به چگالی بالا به عنوان جایگزینی برای ورق های فولادی در صنایع خودرو سازی، کشتی سازی و هوا فضا مورد استفاده گسترده قرار می گیرند. به منظور افزایش شکل پذیری آلیاژ های آلومینیوم در فرآیند کشش عمیق و با توجه به مشکلات شکل پذیری این آلیاژ ها در دمای اتاق استفاده از فرآیند های شکل دهی گرم ضروری می باشد. با توجه به پژوهش های انجام شده، فرآیند کشش عمیق گرم در حالت گرادیانی نتایج مطلوب تری را نسبت به حالت هم دما دارد لذا در این مقاله پارامترهای فرآیندی در تولید قطعات استوانه ای از ورق آلیاژی آلومینیوم 5083 با ضخامت mm2 به وسیله فرآیند کشش عمیق گرم گرادیانی در دماهای محیط، ̊c80، ̊c150، ̊c180، ̊c250، ̊c350، ̊c450 و ̊c550 مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ناحیه فلنج بلنک توسط حرارت دهی قالب گرم شده و خنک سازی مرکز بلنک جهت افزایش مقاومت ناحیه در تماس با شعاع گوشه سنبه نیز توسط سنبه آبگردی که دو کانال محوری برای جریان آب ورودی و خروجی در آن ماشینکاری شده است، انجام می گیرد. نتایج نشان می دهد که افزایش دما در ناحیه فلنچ بلنک و همچنین خنک سازی مرکز بلنک منجربه بهبود نسبت کشش حدی می شود، بطوری که در دمای شکل دهی ̊c550 و سرعت رم mm/s3/6 با روانکاری پودر گرافیت می توان به نسبت کشش حدی 83/2 دست یافت.
    کلیدواژگان: کشش عمیق گرم گرادیانی، آلیاژ آلومینیوم، نسبت کشش حدی
  • اکبر علی بیگلو، محسن علیزاده صفحات 195-204
    در این پژوهش به بررسی رفتار استاتیکی و ارتعاشات آزاد ورق های ساندویچی مستطیلی متشکل از هسته مدرج تابعی و رویه های همگن و یا رویه های از جنس مواد مدرج تابعی و هسته همگن پرداخته شده است. در لایه مدرج تابعی، مواد در راستای ضخامت درجه بندی شده اند و از تابعیت توزیع توانی پیروی می کنند. ورق با شرایط مرزی تکیه گاه ساده تحت فشار با توزیع یکنواخت بر سطح فوقانی است. اساس حل مسئله بر پایه ی تئوری الاستیسیته ی سه بعدی بنا شده است. از ترکیب معادلات تعادل، تنش-کرنش و کرنش-جابجایی معادلات فضای حالت حاکم استخراج شده است. سپس با استفاده از بسط فوریه در راستاهای طولی و عرضی ورق که شرایط تکیه گاهی ساده را ارضاء می کند، بصورت تحلیلی حل شده است. از حل حاضر می توان برای اعتبار سنجی و صحه گذاری نتایج مربوط به اعمال فرضیات مربوط به تئوری های دو بعدی استفاده نمود. سپس با مقایسه نتایج حاصل با نتایج مقاله های معتبر، صحت و دقت روش مذکور تایید شده است. در نهایت تاثیر ضریب توانی، نسبت ضخامت لایه ها، نسبت ضخامت به طول و نسبت طول به عرض در رفتار ورق ساندویچی ارائه شده است.
    کلیدواژگان: ورق مستطیلی، مواد مدرج تابعی، تحلیل استاتیکی و ارتعاشی، الاستیسیته سه بعدی
  • مینا قنبری، سیامک حسین پور، قادر رضا زاده صفحات 205-210
    در این مقاله به بررسی میرایی فیلم فشرده سیال در میکرو رزوناتور با بکارگیری تئوری میکروپولار پرداخته شده است. مدل پیشنهادی، شامل یک میکروتیر دوسر گیر دار می باشد که توسط صفحاتی در بالا و پایین تیر احاطه شده است. در میکرو فاصله بین میکروتیر و صفحات ثابت هوا قرار دارد. معادله استخراج شده حاکم بر ارتعاش عرضی میکروتیر با استفاده از تئوری گرادیان کرنش و همین طور معادله غیر خطی رینولدز استخراج شده حاکم بر میدان فشار سیال با استفاده از تئوری میکروپولار، خطی سازی شده و بعد از بی بعد سازی با بکارگیری روش عددی گلرکین جداسازی و بصورت عددی حل شده اند. هدف از حل معادلات بدست آوردن فرکانس های میرایی و در نهایت فاکتور کیفیت سیستم می باشد. سپس اثرات پارامترهای میکروپولار روی مقادیر فاکتور کیفیت مورد مطالعه قرار گرفته و درادامه روی اختلاف مقادیر بدست آمده برای فاکتور کیفیت با بکارگیری تئوری کلاسیک و تئوری های میکروپولار برای سیال و گرادیان کرنش برای میکروتیر مطالعه و بررسی لازم انجام می گیرد. نشان داده می شود که بکارگیری تئوری میکروپولار جهت مدل کردن میدان سیال مقادیر فاکتور کیفیت را کمتر از حالت کلاسیک پیش بینی می کند و همین طور بکارگیری تئوری گرادیان کرنش جهت مدل کردن میکروتیر مقادیر فاکتور کیفیت را بیشتر از حالت کلاسیک پیش بینی می کند. در نهایت تاثیر پارامترهایی چون عدد فشردگی، فشار محیط و همین طور پارامترهای هندسی میکروتیر روی اختلاف مقادیر فاکتور کیفیت مورد بررسی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: سیستم های الکترومکانیکی در ابعاد میکرو، تئوری میکروپولار، میرایی فیلم فشرده سیال
|
  • Rahmatollah Ghajar, Akbar Rassaf Sohi Pages 1-8
    In this research, low velocity impact tests have been carried out on laminated composite plates to investigate the impactor shape and temperature effect on the dynamic behavior and material damage. The woven E glass/ epoxy laminates were manufactured. The studies have been done on plate with dimensions of 120 mm× 120 mm× 3 mm, impactor with 1.4 m/s incident velocity and 7 kg mass. Specimens have been impacted by using steel flat, hemispherical, ogival and conical impactors, all 12.7 mm in diameter. The specimens impacted by the conical impactor absorbed most energy because of local penetration. The flat impactor caused the highest peak force and lowest contact duration as expected. The force history of the impactor, projectile displacement and absorbed energy of different impactor shapes has been measured and compared with each other. The temperatures were in the range of room temperature to 150 °C. The parameters including maximum contact force, projectile displacement and the absorbed energy of different temperature have been investigated. Maximum contact force decreased with increasing of temperature, and deflection of impactor increased with increasing of temperature.
  • Reza Zamani, G. H. Rahimi, Mohammad Hossein Pol Pages 9-16

    In this study, the reinforcing effect of organically modified layered clay in two epoxy matrices, TETA-cured and F205-cured, was studied. The epoxy resin system is made of a diglycidyl ether of bisphenol A, Epon 828, as the epoxy prepolymer and the two hardeners were Epikure 3234, namely TETA, and Epikure F205. The organically modified clay, Closite 30B, is dispersed into the epoxy system in a 0%, 1.5%, 3% and 5% ratio in weight with respect to the matrix. The state of dispersion was characterized by X-ray diffraction method. In both systems of epoxy resin, the results of XRD show that the clay has been further intercalated by the epoxy matrix. The tensile and flexural properties of the epoxy/clay nanocomposites were investigated according to the standard tests. The results of mechanical tests indicate that the mechanical behavior of two epoxy resin systems reinforced with clay nanoparticles, are different from each other, so that adding clay into the epoxy matrices makes the TETA-cured nanocomposites more brittle and the others cured with F205 more soften. By comparing the results of two epoxy resin systems reinforced with clay nanoparticles, it is concluded that positive effect of presence of the clay nanoparticles is evident on the mechanical properties of the F205-cured epoxy resin.

    Keywords: Nanocomposite, Clay nanoparticles, Mechanical properties, Epikure TETA, Epikure F205
  • Bijan Mohammadi, Davood Salimi, Majd, Mohammad Hossain Ali, Bakhshi Pages 17-25
    Due to high strength and stiffness in comparison with their weights, laminated composite materials are widely used in many structures such as aerospace and naval structures. Therefore, the understanding of their failure mechanisms to predict their mechanical response is of high importance. One of the major aforementioned mechanisms is the delamination which commonly occurs in skin/stiffener joints. In the present paper, a comparative study on the delamination in composite skin/stringer structures under 3 point and 4 point bending loads is performed by the finite element method (FEM) employing the cohesive elements. The detailed effects of stacking sequence on the damage of structure are investigated. A user defined interface element has been implemented in the Ansys software in continuum damage mechanics framework based on the bilinear cohesive zone model. The advantage of this method is the modeling of delamination growth without any requirements to the presence of initial crack and remeshing. Comparison of the obtained results from FEM with that of experiment justifies the capability of the employed model to predict the delamination initiation and propagation. The results indicate that in the 3 point bending load, the damage initiates from the adhesive between skin and stringer, while in 4 point bending load it initiates from the interface elements between skin layers near the adhesive bond. Finally, in order to increase the strength of skin/stringer structures, the results strongly recommends preventing the use of 45 and 90 degrees plies near each other around the adhesive bond.
    Keywords: Skin, Stringer, Delamination, Cohesive interface element, Damage variable
  • Ahmad Reza Haghighi, Mohammad Shahbazi Asl Pages 26-34
    In the present study the problem of a two-layered model for an unsteady and pulsatile flow of blood through a stenosed artery is numerically simulated. The model consists of a core layer of suspension of erythrocytes and a peripheral plasma layer. The core is assumed to be represented using a micropolar fluid and the plasma layer using a Newtonian fluid. The artery is considered to be elastic and the geometry of the stenosis is taken as time-dependent, however a comparison has been made with the rigid ones. The shape of the stenosis in the arterial lumen is chosen to be axially non-symmetric but radially symmetric in order to improve resemblance to the in-vivo situations. By applying a suitable coordinate transformation, the stenosed artery turns into a rectangular and rigid artery. The Navier-Stokes equations of motion of the blood flow, subjected to a pulsatile pressure gradient are solved numerically using the finite difference scheme. Dynamical characteristics of the blood flow such as the velocity profile, the volumetric flow rate and the resistance to flow are obtained and the effects of the wall motion and the severity of the stenosis on these flow characteristics are discussed. The results are found to be in good agreement with the available analytical results.
    Keywords: Stenosis, Blood flow, Finite difference scheme, Newtonian fluid, Micropolar fluid
  • Mohammad Reza Khanarmuei, Hassan Rahimzadeh, Hamed Sarkardeh Pages 35-42
    Free surface vortex formation phenomenon at intakes is one of the most important problems in the water withdrawal process. In the present study, the free surface vortex formation was experimentally investigated. Experiments were performed on a single intake with three common intake withdrawal directions (vertical, horizontal and with angle of 45°). One of the main objectives of present study was determination of the strength of vortices. The tangential velocity component of vortices was measured by an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV). The results indicated that, by varying the withdrawal angle from vertical to horizontal, the strength of vortices decreased by about 31%. Based on analyzing of experimental data, an empirical relationship between the circulation number and Froude number for various submergence depths was developed for each withdrawal direction. The critical submergence for an air entraining vortex at intakes was also investigated. The results indicated that the critical submergence was considerably affected by the changing of withdrawal direction. It could be concluded that the minimum of critical submergence was occurred at horizontal direction. Based on analysis of the experimental data for each withdrawal direction, an empirical equation was also obtained, which is used to calculate the critical submergence. The results also were compared and analyzed by other researcher’s investigations and showed satisfactory agreement.
    Keywords: Surface vortex, Single intake, Intake withdrawal direction, Critical submergence, Strength of vortices
  • Reza Tikani, Saeed Ziaei, Rad, Mohsen Esfahanian Pages 43-49
    Hydraulic engine mounts are applied to the automotive applications to isolate the frame from the high frequency noise and vibration produced by the engine. It also designs to reduce the engine shake motions from the road distribution usually occurred at low frequencies. This implies that the stiffness and damping properties of the engine mount should be amplitude- and frequency- dependent. In the semi-active engine mounts this task will be done by changing the mount parameters such as stiffness and damping. Magneto-rheological fluids are used in the mounts to change their damping by applying the magnetic field. When the current is applied to the electromagnet and the magnetic field is present, the behavior of the magneto-rheological mount is changed by the magneto-rheological effects. In this paper, a prototype magneto-rheological mount was built and experimentally evaluated. Also, the mathematical model of the mount was developed to represent the dynamic behavior of the engine mount system. The model was numerically solved based on the prototype parameters and simulated in MATLAB. The experimental results were used to verify the model in predicting the mount characteristics.
    Keywords: Magneto, Rheological Engine Mount, Dynamic Stiffness, Damping, Vibration Simulation
  • Rahmatollah Ghajar, Javad Alizadeh Pages 50-58
    Elliptical subsurface cracks are one of the probable types of cracks that occur in engineering structures. Due to the non-symmetrical geometry with respect to the crack surface, coupling of the fracture modes occurs in an elliptical subsurface crack and so, the crack under normal loading will experience all fracture modes. Mode III caused by the coupling effect under normal loading is negligible whereas mode II is significant. In this paper, mixed mode two dimensional weight functions of the elliptical subsurface cracks parallel to the surface are derived for aspect ratios of αlpha=0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 and ratios of crack depth to crack length of Betta=0.05, 0.06, 0.08, 0.1, 0.14, 0.2, 0.3, 0.5, 1.0. Mixed mode stress intensity factors under uniform normal loading are used as reference stress intensity factors. By curve fitting on the calculated weight functions coefficients, the derived weight functions are able to be used for any αlpha and Betta. To verify the weight functions, the stress intensity factors of all points of the crack front are calculated under linear, elliptic paraboloid and trigonometric paraboloid stress distributions and compared to the finite element results. Comparison of the results shows high accuracy with mean relative error less than 7%. Using derived weight functions, mixed mode stress intensity factors of the subsurface elliptical crack can be determined for any αlpha and Betta and under any normal stress distributions.
    Keywords: Elliptical subsurface crack, Two dimensional weight function, Coupling of the fracture modes, Mixed mode
  • Seyed Mostafa Hosseinalipour, Hadiseh Karimaei, Fathollah Ommi Pages 59-62

    In this paper, 5 samples of one kind of swirl injector with tangential inlets, which has been designed and manufactured by using CNC, have been tested. Above injector has a spray cone in the shape of very thin layer because it is formed an air core in injector center. In fact, this is a one-fluid injector but its operation is two-phase. In order to detect acceptable injector among them, characterization tests have been done in the propulsion laboratory of Tarbiat Modarres University for all sample injectors. The methods of experimental characterization have been described in detail in current paper and also important parameters introduced. In these tests, injection uniformity, symmetry, mass flow rate versus pressure difference and some other parameter such as spray cone angle are investigated. Experimental results have been compared with design points. Finally, one injector has been selected as a suitable and nearer to theoretical design injector among them. The selected injector can be used for validation of numerical analysis results and also doing some complemental microscopic experiments. The results show good agreement between theoretical predictions and experimental results.

    Keywords: Swirl injector, injector design, atomization setup, characterization, spray cone
  • Nowrouz Nouri, Hamid Reza Gharavian, Ali Valipour Pages 63-70
    Systems of recognition and location identification of underwater moving bodies which using acoustic waves are called sonar. Electroacoustic transducers have an important role in underwater communication systems such as Sonar. A set of electroacoustic transducers which is called sonar array, can be used for sending and receiving underwater sound. The most widely used transducer in these arrays are Tonpilz transducer. In this paper, a full simulation of Tonpilz transducer is given and the most important factors for evaluating transducer performance are checked experimentally and numerically. Also for validation of finite element model, the sample of transducer was designed and made. This transducer was tested in two methods, electrically and acoustically. Electrical behavior was tested by Impedance gain analyzer devise. Acoustic test was carried in the acoustic pool. Then the result of FEM compared with experimental results. With comparing FEM results and tested model, it is observed that the finite element model can predict electrical and acoustical behavior of Tonpilz transducer so well. Finally it is tried to improve frequency response of transducer with making changes in the structure. While the addition of damping factors can increase frequency bandwidth.
    Keywords: Tonpilz transducer, Electroacoustic tests, finite element simulation, Frequency Response, Transmit voltage response
  • Mohammad Hossein Mozaffari, Mahmud Khodadad Pages 71-79
    One of the most important issues in industry, particular casting industry is to determine the internal structure of objects such as identifying the interfacial boundary configurations between material, identification of impurities or mechanical properties of the material. The objective of the present inverse problem is to identified simultaneously two regular interfacial boundary configurations and mechanical properties of the components of a multiple (three) connected domains using a discrete number of displacement measurements obtained from an uniaxial tension test. A unique combination of a global optimization method i.e. the Imperialist Competitive Algorithm (ICA) and local optimization methods i.e. Simplex Method (SM) along with the inverse application of the Boundary Elements Method (BEM) are employed in an inverse software package. A fitness function, which is the summation of squared differences between the measured displacements and computed at identical locations on the exterior boundary, is minimized. The obtained results (run-time and error-rate), clearly demonstrate the efficiency of this present algorithm (the Imperialist Competitive Algorithm and Simplex Method) to optimize the objective function and the estimation simultaneously two regular interfacial boundary configurations and mechanical properties.
    Keywords: Imperialist Competitive Algorithm (ICA), Non, homogeneous body, Boundary Elements Method (BEM), Simplex Method, Identification
  • Ahad Gholipoor, Vahid Zakeri Mehrabad, Ata Hejavari Pages 80-84
    In this paper, in order to avoid the problems induced by cutting liquids like higher cost, environmental pollution and dangerous for operator health in milling process and also using the benefits of them such as increasing tool life and machined surface quality, machining by minimum quantity of lubrication (MQL) or near dry lubrication was introduced and that’s effects on main outputs (consumed power and surface roughness) was compared with other lubrication methods such as lubrication by cutting fluids and by air. In order to perform a series of experiments and investigate the effects of different process parameters such as tools rotational speed, feed rate, gas pressure and liquid flow rate on main outputs, the Taguchi method of design of experiments was employed and then the analysis of variance (ANOVA) was used to find the most important factors effecting main outputs. The results obtained by experiments showed that employing near dry lubrication leads to lower electrical power and comparable surface roughness as compared with other lubrication methods. The analysis of variance showed that feed rate is the most important factor affecting consumed power and liquid flow rate is the most important factor influencing surface roughness.
    Keywords: Milling, minimum quantity lubrication (MQL), Taguchi method, electrical power, surface roughness
  • Rouhollah Talebi, Javad Marzban, Mehdi Haddadi Pages 85-92
    In this paper, a control system is designed to reduce roll angle which consequently leads into increasing vehicle roll threshold during high lateral accelerations. Accordingly, the two same rotation-electric actuators are mounted on front and rear suspension system anti-roll bars. This control system turns by applying an opposite couple that is acted upon the chassis, as time varying, reduce the lateral acceleration as it possible and improves lateral stability and roll threshold during extreme maneuvers. In order to find out the effects of the performance of this active system on vehicle stability, firstly based on a nonlinear eight degrees of freedom model of the lateral dynamics of the vehicle and by taking Steering angle as an input, the kinematic parameters and finally roll threshold that is defined lateral load transfer, is estimated. Then, the optimized second order control theory with three degrees of freedom of the vehicle model is used to design the controller. Finally, with the aid of comprehensive model of the vehicle, the lateral dynamics of the vehicle as well as the effects of the controller during path of standard Fish hook maneuver are investigated.
    Keywords: Active Anti, roll Bar, Electric Actuator, Optimal control, Roll Angle
  • Elham Sattari, Mojtaba Aghajani Delavar, Ehsan Fattahi, Korosh Sedighi Pages 93-100
    In present paper the Inamuro Model based on free energy approach of the Lattice Boltzmann Method (LBM) was used to simulate the motion of bubble and coalescence of two bubbles under buoyancy force. By combining the Tanaka and Inamuro models, three-dimensional model of Inamuro was used in two-dimension for decreasing the computational cost. Firstly it was ensured that the surface tension effect and Laplace low for two density ratio 50 and 1000 were properly implemented. Secondly in next step, effect of governing dimensionless numbers problem such as Etvos number and Morton number on Reynolds number and terminal shape of bubble were investigated. Different flow patterns in various dimensionless numbers were obtained and by changing the dimensionless number, terminal change of bubble’s shape was seen. Finally, motion of two bubbles and terminal shape of coalescence of two bubbles were studied in different dimensionless number, which shape of first bubble was same to single bubble, but it was seen that second bubble experienced various shapes due to its location in wake of first bubble and less difference pressure on two sides of this bubble.
    Keywords: two phase flow, Lattice Boltzmann Method, Inamuro Model, Etvos Number, Morton Number
  • Mehran Rajabi Zargarabadi, Moosa Zaki Pages 101-108
    The nitrogen oxide emission is known as a potentially hazardous pollutant in reacting flows. To improve this process, it is of fundamental importance to take into consideration environment protection through reduction of fuel consumption in addition to increasing combustion efficiency. The control of NO emission from the combustion process is an important design criterion in modern gas turbine technology. In the present work a two-dimensional combustion simulation is developed for a model gas turbine combustion chamber. The k−ε turbulence model and the eddy dissipation concept model are applied for flow predictions and reaction rate simulation respectively. The flow field pressure linked equations are solved using the SIMPLE algorithm. In the present work, the thermal and prompt NO formations are estimated and calculated for three different methane, propane and pentane fuels. Also the effects of equivalence ratio and primary aeration on nitrogen oxide emission are considered. Results of numerical simulation show that the nitrogen oxide emission significantly affected by the equivalence ratio for all three type of fuels. Also by applying primary aeration the averaged nitrogen oxide production can be significantly reduced.
    Keywords: Combustion, Primary aeration, Nitrogen oxide, Thermal mechanism, Prompt mechanism
  • Mohsen Irani Rahaghi, Keyvan Torabi, Hasan Afshari Pages 109-120
    In this paper, differential quadrature element method (DQEM) is used to analyze the free transverse vibration of multi-stepped rotors resting on multiple bearings. Timoshenko beam theory is used to show the gyroscopic effects; Also each bearing is replaced with four springs; two translational and two rotational acting on two perpendicular directions. Governing equations, compatibility conditions at the each step and each bearing and external boundary conditions are derived and formulated by the differential quadrature rules. First, convergence and versatility of the proposed method are tested by the presented exact solutions. Then, the Campbell diagram is derived for a desired case study and variation of natural frequencies is investigated versus angular velocity of spin. The most advantage of the proposed method is being less time-consuming in comparison with the other methods, especially for cases with high number of steps and bearings. Accuracy of the proposed method is confirmed by the presented exact solutions and effect of angular velocity of spin on natural frequencies (Campbell diagram) is investigated. Comparison of the proposed method with the exact solutions revealed the convergence and accuracy of the proposed method.
    Keywords: whirling, Multi, step, Timoshenko beam theory, Differential Quadrature Element Method(DQEM)
  • Amir Souri, Sharif Shahbeyk Pages 121-128
    Metal foams as a new class of materials with interesting properties such as high stiffness and strength to density ratios, capacity to absorb impact energy, and reproducibility, are rapidly growing their share in engineering applications such as aerospace, automotive industry, lightweight structures, and energy absorbers. Different numerical approaches have been already developed for the simulation of this class of materials from which the two-scale microplane model has been focused in this research. First a simple algorithm has been proposed for the numerical implementation of microplane model to simulate the mechanical behavior of closed-cell metal foams. The structure of foam is assumed to be an assembly of firmly bonded spherical shells. Next, in order to calibrate the microplane model, the mesostructure of foam has been simulated using non-linear finite element model. The FE model has been subjected to both uniaxial and hydrostatical loads and required steps for the extraction of model parameters from the results have been outlined. Finally, the results of microplane model and mesomodel have been compared for a more general biaxial loading condition. Despite tremendous reduction of computational cost, good agreement has been achieved.
    Keywords: Closed, Cell Metal Foams, Microplane Model, Non, Linear Finite Element, Numerical Implementation, Mesostructure
  • Mir Amin Hosseini Pages 129-138
    Kinematic performance indices are used to have an evaluation of the potential efficiency of the robots. Some of these items are designing the optimal structure, trajectory planning, programming, and evaluation of behavior of the robot in positioning and orienting with desired rates or resolution. These indices will be used when the robot has even translational or rotational degrees of freedom (DoF). Due to dimensional incompatibility of the Jacobian entries in the complex DoF’s robots with both types of DoF’s, performance indices such as Jacobian condition index and associate singular values, are not applicable. In this paper, inhomogeneity of Jacobin matrix has been resolved by introducing a new Jacobian matrix which is called Cartesian Jacobian Matrix (CJM). Cartesian Jacobian Matrix maps Cartesian velocity vector of End-Effector (EE) to the joint space velocity vector. As a case study, the suggested method has been used for a Tricept parallel kinematic manipulator. Moreover, considering Local Conditioning Index (LCI) and associated singular values through the workspace have been led to structure optimization of the robot in order to have maximum positioning and orienting rates of EE through the maximum cuboid workspace. The optimization has been performed by Genetic algorithm via GA toolbox of MATLAB 2012 software.
    Keywords: Homogeneous Cartesian jacobian matrix, Parallel kinematic, optimization, Complex DoF, Cartesian workspace
  • Ali Ghaffari, Behnaz Bahmaie, Motafa Nazari, Bahareh Ghaffari, Mitra Daneshmand Pages 139-149
    Although chemotherapy is one of the effective methods in cancer treatment its effects may be moderated due to drug resistance. The main objective of this paper is to propose optimal finite cancer treatment duration. In this paper, a mathematical model of tumor growth by adding radiotherapy, chemotherapy and metastasis of cancer cells terms is extended. Stability analysis shows that the tumor free equilibrium point is unstable. Hence, changing the dynamics of the system around this equilibrium point for achieving finite duration treatment method is essential. Therefore, the effects of chemotherapy drug are considered not only on cells populations but also on the dynamics of the system. For this purposes, State Dependent Riccati Equation (SDRE) based optimal control is used. So chemotherapy agent is used as the control input to the extended cancer nonlinear model. Then, in order to show the flexibility in design, two different types of input weighting matrices are selected. Moreover, the robustness of this control method is investigated by simulation. Results show that changing the dynamics of the system is necessary for finite duration cancer treatment method.
    Keywords: Cancer, Mathematical modeling, tumor growth, metastasis, SDRE control
  • Moosa Belali Osia, Seyed Jamal Hosseinipour, Mohammad Bakhshi, Abdolhamid Gorji Pages 150-158
    Bipolar plates are the most important of fuel cells components. These plates are made with different methods such as machining, molding and forming and they are made of variety materials such as graphite, composite and metal plates. In this research, forming of metallic bipolar plates with pin-type pattern from stainless steel 304 with 0.11mm thickness is investigated numerically and experimentally using hydroforming process in convex die. In this regard, several parameters such as applied pressure, pin geometry, and depth to width ratio of the profiles has been changed and the experimental and simulation results of formed profiles, filling percent, thickness distribution and thinning percent of the formed parts have been compared. The results have been shown that no safe sample has been reached in depth to width ratio 1, while safe samples have been formed in depth to width ratio 0.67 in circle (a/b=1) and ellipse (a/b=0.7) samples and all samples in depth to width ratio 0.33 at 300 MPa pressure level in viewpoint of filling and thinning percentage. In general, increasing the small diameter to big diameter ratio (a/b) and decreasing the depth to width ratio (h/w) makes the thinning percent and filling percent more desirable.
    Keywords: Metal bipolar plates, Hydroforming, Filling percent, Thinning percent
  • Faezeh Rasi, Ramin Kamali Moghaddam Pages 159-166
    In this study, longitudinal dynamic derivatives of an airfoil of the type NACA 6-series, oscillating in pitching and plunging motions were calculated using variation of pitching moment coefficients with angle of attack in various conditions, based on wind tunnel data. Various parameters of the tests were mean angle of attack, reduced frequency and amplitude of oscillation. To calculate the longitudinal dynamic derivatives in harmonic oscillations, the Taylor's series and integral of Fourier were used. Both the methods had the same results and could be extended to each flight vehicles. The effect of parameters on variation of longitudinal oscillatory derivatives was investigated, in three different regions of oscillation: before, over and post stall conditions. The results showed that variation of the longitudinal oscillatory coefficients with angle of attack is different in the pre-stall and over stall conditions with respect to post-stall region. The effect of reduced frequency on stability of the motion is different for two types of oscillations. Increasing the reduced frequency resulted in reducing the stability of plunging motion, but has a little effect on the stability of pitching motion.
    Keywords: Longitudinal Dynamic Derivative, Wind Tunnel, Airfoil, Pitching, Plunging
  • Saleh Akbarzadeh, Abolfazl Ebrahimi Serest Pages 167-176
    Gears are one of the most important elements of any power transmission system. Among all types of gears, helical gears are more common due to their high capacity in power transmission as well as lower level of noise. The aim of this study is to present a model for analyzing the contact of teeth of helical gears considering thermal effects and surface roughness. In the present model, each helical gear is divided to several narrow spur gears in which each of the spur gears have a small rotation angle relative to the previous one. Also each contact point of gears is replaced with contact of two equivalent cylinders. Considering the fact that the governing regime for gears lubrication is the mixed-elastohydrodynamic regime, the total load is carried by lubricant and asperitie's contact. Meshing and lubrication analysis of a pair of helical gears is conducted based on the load-sharing concept and parameters such as film thickness, friction coefficient and temperature rise are predicted. The predictions based on the load-sharing concept are compared to other published results Acceptable accuracy, short execution time along with considering thermal and roughness effects are some of the major characteristics of this study.
    Keywords: Helical gear, Lubrication, surface roughness, Friction coefficient, Film thickness of lubricant
  • Fazlollah Moosavi, Jafar Roshanian, Reza Emami Pages 177-186
    This paper is concerned with design, develop and implementation of a quaternion based attitude control system for a rigid suborbital module which using cold gas thrusters over a short-duration mission. The quaternion controller produces a demand torque, and a pulse-width pulse-frequency (PWPF) modulator determines the necessary thruster fire signals. The effect of disturbances on module attitude has been investigated and the most significant found to be due to misalignment of thrusters effects. The system concept has been evaluated through modeling in Simulink and a rapid prototype hardware-in-the-loop platform and has been found to meet the requirements laid out for a typical module mission.The satisfactory performance of the controllers was illustrated through both numerical and hardware-in-the-loop simulations, where a system of twelve thrusters and load sensors were implemented in the hardware and disturbance effects such as thrust misalignment and sensor noise were studied. The results show the effectiveness of the proposed control method for agile attitude maneuvers of suborbital modules. The results of the HIL simulation were also used for tuning the parameters of the module’s numerical simulation that is to be used for error budgeting analyses.
    Keywords: Quaternion error vector, Attitude Control, Suborbital Module, Cold Gas Thruster
  • Abozar Barimani, Seyed Jamal Hosseinipour Pages 187-194
    Aluminum alloys are using widely duo to high strength-to-density ratio in the industries of automotive, shipbuilding and aerospace as a substitution of steel sheets.. To increases the formability of aluminum alloys in deep drawing process and due to formability problems of these alloys in room temperature using of warm deep drawing process is necessary. According to recent researches, warm deep drawing in gradient condition has better results as isothermal case. In this paper the process parameters in production of cylindrical parts from aluminum alloys 5083 sheet with 2mm thickness is investigated. For this purpose, gradient warm deep drawing in temperatures of ambient (25˚C), 80˚C, 150˚C, 180˚C, 250˚C, 350˚C, 450˚C and 550˚C have been used. The blank in flange region is heated by die heating and the blank center to increases the strength of the region which contact with punch corner radius is cooled by water circulating punch. The results show that increasing the temperature of the blank in flange region and also cooling of blank center lead to improve the limit drawing ratio. In forming temperature of 550˚C and ram speed of 378 mm/min and lubrication by graphite powder can reach to the limit drawing ratio equal to 2.83.
    Keywords: Gradient warm deep drawing, Limit drawing ratio, Aluminum alloy
  • Akbar Alibeigloo, Mohsen Alizadeh Pages 195-204
    In this study, static and free vibration behaviors of two type of sandwich plates based on the three dimensional theory of elasticity are investigated. The core layer of one type is functionally graded (FG) with the homogeneous face sheets where as in second type the core layer is isotropic with the face sheets FG material. Plate is under uniform pressure at the top surface and free from traction in the bottom surface. The effective material properties of FG layers are estimated to vary continuously through the thickness direction according to a power-law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. State space differential equations are obtained from equilibrium equations and constitutive relations. The obtained governing differential equations are solved by using Fourier series expansion along the in plane directions and state space technique across the thickness direction. Accuracy and exactness of the present approach is validated by comparing the numerical results with the published results. Furthermore it is possible to validate the exactness of the conventional two dimensional theories. Finally the influences of volume fraction, width-to-thickness ratios and aspect ratio on the vibration and static behaviors of plate are investigated.
    Keywords: Rectangular plate, functionally graded material, Static, free vibration analyses, Three dimensional
  • Mina Ghanbari, Siamak Hossainpour, Ghader Rezazadeh Pages 205-210
    In this paper, squeeze film damping in a micro-beam resonator based on micro-polar fluid theory has been investigated. The proposed model for this study consists of a clamped-clamped micro-beam suspended between two fixed stratums. The gap between the micro-beam and stratums is filled with air. Equation of motion governing the transverse deflection of the micro-beam based on strain gradient theory and also non-linear Reynolds equation of the fluid field based on micro-polar theory have been non-dimensionalized, linearized and solved simultaneously to calculate the quality factor of the squeeze film damping. The effect of non-dimensional length scale parameter of the air and micro-beam for different values of micro-polar coupling parameter has been investigated. It has been shown that applying micro-polar theory underestimates and also applying strain gradient theory overestimates the values of quality factor that are obtained in the case of classic theory. The quality factor of the squeeze film damping for different values of non-dimensional length of the beam, squeeze number and non-dimensional pressure have been calculated and compared to the obtained values of quality factor based on classic theory.
    Keywords: MEMS, Micro, polar theory, Squeeze film damping