فهرست مطالب

مهندسی مکانیک مدرس - سال پانزدهم شماره 1 (فروردین 1394)

نشریه مهندسی مکانیک مدرس
سال پانزدهم شماره 1 (فروردین 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/01/10
  • تعداد عناوین: 47
|
  • سپهر رمضانی، سید مهدی رضاعی، محمد زارعی نژاد، کیوان باغستان صفحات 1-10
    در سیستم های سروونیوماتیک عوامل غیر خطی مانند تراکم پذیری سیال، نشتی در سیلندر و اصطکاک موجب پیچیدگی مدل سیستم می شود. به دلایل فوق از کنترل کننده-های مدل مبنای مقاوم برای کنترل دقیق این سیستم ها استفاده می شود. این دسته از کنترل کننده ها نیازمند اندازه گیری تمامی حالتهای سیستم هستند. در یک سیستم نیوماتیک موقعیت، سرعت و فشار دو طرف سیلندر حالت های سیستم می باشند. اندازه گیری فشار مسائلی چون هزینه سنسور و پایین بودن پاسخ فرکانسی را به همراه دارد. راه مناسب برای حل مشکلات اندازه گیری استفاده از رویتگر برای رویت فشار و سرعت می باشد. مسئله موجود در سیستم نیوماتیکی رویت ناپذیری آن است. در حقیقت فشار دو طرف سیلندر را نمی توان فقط با اندازه گیری موقعیت، رویت کرد. برای حل این مشکل در این مقاله، عملگر نیوماتیکی به دو سیستم مجزا افراز شده و هر سیستم به صورت مستقل رویت پذیر شده است. در این رویکرد فشار مخزن مقابل در عملگر به عنوان اغتشاش فرض می شود. برای رویت فشار از رویتگر بهره بالا که نسبت به اغتشاش مقاوم می باشد استفاده شده است. رویتگر طراحی شده تنها موقعیت را به عنوان ورودی دریافت می کند. در نهایت کنترل کننده مقاوم مود- لغزشی برای تعقیب موقعیت طراحی شده و کارایی کنترل کننده در حضور رویتگر بر روی سیستم واقعی بررسی می شود.
    کلیدواژگان: رویتگر فشار، رویتگر بهره بالا، سروونیوماتیک، شیر تناسبی، کنترل کننده مود لغزشی
  • مجتبی یزدانی، علی راشد صفحات 11-20
    در این مقاله، رفتار زره سرامیکی چند لایه (آلومینا) در برابر پرتابه سرعت بالا مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. سرامیک با توجه به مکانیزم شکست مخروطی در برابر ضربه، مقاومت فشاری بالا و رفتار سایشی مناسب در برابر پرتابه های مختلف، به ویژه پرتابه های نوک تیز، دارای کاربردهای زیادی در زره های امروزی است. با مطالعه دقیق تر این رفتار و توجه به مدل های ساختاری گوناگون از جمله مدل ساختاری جانسون - هولمکوییست، می توان زره هایی با مقاومت و کارایی بالستیک بالا را طراحی کرد.
    در این مطالعه، رفتار شکست مخروطی زره چند لایه سرامیک - الاستومر با مدل ساختاری جانسون - هولمکوییست در نرم افزار «ال اس داینا» شبیه سازی شده و مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاکی از این امر است که شکست مخروطی لایه سرامیک فوقانی، منجر به کاهش فشار ناشی از ضربه در لایه سرامیکی بعدی می شود؛ و اپوکسی به عنوان ماده ای حایل، این توزیع فشار را بین لایه های سرامیک میسر می کند. با رشد و توسعه شکست مخروطی و کاهش فشار مرحله به مرحله بین لایه های سرامیک، در نهایت زره مذکور توانایی مقاومت در برابر پرتابه را خواهد داشت. با استفاده از این زره، نیاز به استفاده از صفحات سنگین و ضخیم به عنوان صفحه محافظ پشتی نخواهد بود.
    کلیدواژگان: نفوذ پرتابه سرعت بالا، زره چند لایه سرامیکی، شکست مخروطی، مدل ساختاری جانسون، هولمکوییست
  • غلامحسن پایگانه، کرامت ملک زاده فرد، فهیمه راشد سقاواز صفحات 21-30
    در مقاله حاضر، پارامترهای هندسی و فیزیکی موثر بر ارتعاشات آزاد و نیروی ضربه یک ورق ساندویچی سه لایه با الاستومر مگنتورئولوژیکال در لایه میانی تحت ضربه عرضی با سرعت پایین بررسی شده است. فرکانس طبیعی اول و ضریب استهلاک مودال متناظر برای چهار مود اول ارتعاشی برای ضخامت هسته، شدت میدان مغناطیسی و ضرایب منظری متفاوت بدست آمده است. سیال هوشمند مگنتورئولوژیکال (MR) در شدت میدان مغناطیسی مختلف، خواص متفاوتی از خود نشان می دهد. این مواد با پاسخ زمانی سریع (در حد میلی ثانیه) به طور بسیار دقیقی با اعمال تغییر در شدت میدان مغناطیسی قابل کنترل است. معادلات حرکت ورق مستطیلی ساندویچی به کمک اصل هامیلتون استخراج شده و نتایج حل معادلات با استفاده از روش حل تحلیلی سیستماتیک بدست آمده است. تابع نیروی ضربه به کمک مدل جرم و فنر دو درجه آزادی به صورت تحلیلی بدست آمده است. فرکانس طبیعی بدست آمده در حل مقدار ویژه، در محاسبه جرم معادل ورق در مدل جرم و فنر استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با تغییر سیستماتیک شدت میدان مغناطیسی هسته میانی، افزایش نسبت ضخامت هسته به ضخامت لایه ورق و با افزایش نسبت طول به ضخامت کل ورق می توان به ترتیب مقدار سفتی، ضریب استهلاک سازه ای و ماکزیمم نیروی برخورد را تغییر داده و کنترل کرد.
    کلیدواژگان: سازه های هوشمند، کاهش ارتعاشات، سیال مگنتورئولوژیکال، پارامترهای هندسی و فیزیکی
  • داود شاهقلیان قهفرخی، محمود سلیمی*، محمود فرزین صفحات 31-38

    زمانی که دو جسم روی سطح مشترکی لغزش می کنند بین آن ها اصطکاک به وجود می آید. با اعمال ارتعاشات آلتراسونیک به یکی از این دو جسم، نیروی اصطکاک بین دو جسم کاهش می یابد. این خاصیت دارای کاربردهای فراوانی در فرآیندهای شکل دهی و ماشین کاری داراست. برای تولید و انتقال ارتعاشات آلتراسونیک به ناحیه هدف نیاز به استفاده از اجزاء سیستم آلتراسونیک، شامل ژنراتور، ترانسدیوسر و متمرکزکننده می باشد. بخش مهمی از یک سیستم آلتراسونیک را متمرکزکننده تشکیل می دهد که مهمترین وظیفه آن انتقال ارتعاشات آلتراسونیک و تقویت دامنه ارتعاشات آلتراسونیک در خروجی خود می باشد. در این تحقیق متمرکزکننده آلومینیومی با هندسه استوانه-ای-مخروطی-استوانه ای طراحی شد و در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس آنالیز مودال شده و سپس ساخته شد. فرکانس تشدید به دست آمده از نرم افزار آباکوس 19976 هرتز می باشد. فرکانس تشدید به دست آمده از ژنراتور 19920 هرتز می باشد. نتایج به دست آمده، تطابق خوب بین نتایج شبیه سازی اجزاء محدود و نتایج تجربی را نشان می دهد. اختلاف بین نتایج شبیه سازی اجزاء محدود با نتایج تجربی کمتر از یک درصد می باشد. همچنین یک مجوعه متمرکزکننده- قطعه کار جهت به کارگیری در فرآیند اصطکاک به همراه آلتراسونیک طراحی و ساخته شد و سپس گیره بندی و ابزار نگهدارنده برای ابزار ارتعاشی به گونه ای طراحی شد که بتوان آن را برروی دستگاه تراش نصب کرد و اندازه گیری نیروی اصطکاک هنگام اعمال ارتعاشات آلتراسونیک را ممکن باشد.

    کلیدواژگان: متمرکزکننده استوانه ای، مخروطی، استوانه ای، شبیه سازی اجزاء محدود، ارتعاشات آلتراسونیک، فرآیند اصطکاک لغزشی
  • وحید خندان، بهار فیروزآبادی دهقان*، محمدسعید سعیدی صفحات 39-48

    آلزایمر شایع ترین نوع بیماری زوال عقل در افراد بالای 65 سال می باشد که علت اصلی و روش درمان قطعی آن تاکنون به درستی مشخص نشده است. مطالعات آسیب شناختی، تشکیل پلاک های فیبری و توده های تجمع یافته پروتئین آمیلوئید بتا در سیستم اعصاب مرکزی را به عنوان یکی از دلایل بیماری آلزایمر پیشنهاد و مهار این فرایند را به عنوان روش درمان موثر برای این نوع بیماری معرفی کرده اند. ناحیه والین10-اسیدگلوتامیک22 از پروتئین آمیلوئید بتا، در فرایند تجمع منومرها، تشکیل توده های محلول و پلاک های فیبری نامحلول نقش اساسی را ایفا می کند. ازاین جهت، مهار این ناحیه می تواند فرایند آمیلوئید شدن را متوقف و از پیشرفت آن جلوگیری کند. گزینه ی دارویی استفاده شده در این پژوهش، پنتا -پپتاید جداشده از پایانه ی کربوکسیل پروتئین آمیلوئید بتا با توالی گلیسین33-گلیسین37 می باشد و نحوه اتصال آن به ناحیه والین10-اسیدگلوتامیک22 از پروتئین آمیلوئید بتا42 به روش شبیه سازی ترکیبی داکینگ و دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. درنتیجه این شبیه سازی، سه محل پیوند پایدار برای اثر پنتا-پپتاید بر گیرنده مشخص شد و تحلیل های ساختاری بر روی این محل های پیوند نشان دادند که پنتا-پپتاید استفاده شده با مهار ناحیه ی والین10-اسیدگلوتامیک22، می تواند از تجمع و تشکیل توده های پروتئینی آمیلوئید بتا42 جلوگیری کند. پژوهش حاضر توالی پپتیدی گلیسین33-گلیسین37 را به عنوان داروی موثر در درمان بیماری آلزایمر به دیگر مطالعات پیش کلینیکی در این زمینه، معرفی می کند.

    کلیدواژگان: بیماری آلزایمر، آمیلوئید بتا، شبیه سازی داکینگ، دینامیک مولکولی
  • حمید پورشمسی، عباس مزیدی*، سید احمد فاضل زاده حقیقی صفحات 49-58

    در این مقاله فلاتر بال هواپیما و جرم خارجی متصل به آن با در نظر گرفتن خاصیت الاستیک در محل اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. بال بصورت یک تیر یکسر گیردار یکنواخت با زاویه عقبگرد در نظر گرفته شده است و جرم خارجی با یک فنر و میراگر به آن متصل شده است. معادلات آیروالاستیک بال و جرم خارجی با استفاده از اصل هامیلتون بدست آمده است که بصورت معادلات دیفرانسیل پاره ای می باشند. برای شبیه سازی جریان سیال از مدل اصلاح شده پیترز استفاده شده است. در نهایت با بکارگیری روش مودهای فرضی، معادلات پاره ای به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده است. تاثیر حالت های مختلف عدم اتصال جرم خارجی به بال، اتصال صلب جرم خارجی به بال و اتصال الاستیک جرم خارجی به بال بر سرعت فلاتر بررسی شده است. برای صحه گذاری بر روی پژوهش انجام شده نتایج تحلیل فلاتر بال با پژوهش های پیشین مقایسه شده است که همخوانی خوبی بین نتایج دیده می شود. سپس جرم خارجی به صورت الاستیک به بال متصل شده و تاثیر پارامترهای مختلف همچون موقعیت نصب جرم خارجی، زاویه عقبگرد بال و همچنین اندازه جرم خارجی بر سرعت فلاتر بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش فاصله جرم خارجی از ریشه بال در جهت طولی و همچنین انتقال جرم خارجی به سمت لبه حمله بال در جهت عرضی، سرعت فلاتر کاهش می یابد و همچنین افزایش جرم خارجی و ثابت فنر اتصال باعث کاهش سرعت فلاتر مجموعه می گردد. در تمامی حالت ها با افزایش زاویه عقبگرد بال سرعت فلاتر افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: فلاتر، بال هواپیما، جرم خارجی، اتصال الاستیک
  • رضا تیکنی، سعید ضیایی راد، نادر وحدتی، سمیه حیدری صفحات 59-66
    دسته موتورهای هیدرولیکی به طور گسترده در صنایع هوایی و خودرویی برای جداسازی ارتعاشات و راحتی بیشتر مسافران مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش دسته موتور هیدرولیکی فعالی ارائه گردیده است که علاوه بر قابلیت جداسازی ارتعاشات در گستره وسیعی از فرکانس ها، قابلیت تبدیل شدن به یک مستهلک کننده و همچنین قابلیت تبدیل شدن به یک دسته موتور شبه فعال را دارا می باشد. طراحی جدید شامل یک دسته موتور هیدرولیکی غیرفعال، یک عملگر الکترومغناطیسی و یک مدار الکتریکی شامل خازن و کلیدهای قطع و وصل می باشد. عملگر الکترومغناطیسی در محفظه پایینی قرار گرفته است و وظیفه تغییر در سختی حجمی آن محفظه و در نتیجه تاثیر بر سختی دینامیکی دسته موتور را بر عهده دارد. مدار الکتریکی یک خازن را به صورت موازی با سیم پیچ مغناطیسی قرار می دهد و در هنگام اعمال بارهای ضربه ای امکان تغییر در ویژگی های دسته موتور از جداساز ارتعاشات به مستهلک کننده را فراهم می آورد. مدل فیزیکی و روابط ریاضی مربوط به این دسته موتور به طور کامل ارائه گردیده است. در انتها با به کارگیری الگوریتم کنترل وفقی FXLMS کارایی دسته موتور در حالت فعال نشان داده شده و با حالت غیر فعال مقایسه گردیده است.
    کلیدواژگان: دسته موتور هیدرولیکی، کنترل ارتعاشات، دسته موتور فعال، کنترل وفقی
  • فتح الله طاهری بهروز، روزبه نوحی حفظ آباد، علیرضا شماعی کاشانی صفحات 67-74
    در این مقاله رویکردی تحلیلی برای تعیین توزیع نیرو در اتصالات پیچی کامپوزیتی با لحاظ کردن رفتار غیر خطی الاستیک مواد کامپوزیت ارائه شده است. توزیع نیرو در این روش با نوشتن صریح روابط تعادلی قابل محاسبه است. این روش شامل حلی تحلیلی بر اساس مدل جرم- فنر و ترکیب آن با رفتار غیرخطی مواد است که در آن چندلایه کامپوزیتی و اجزای اتصال به عنوان مجموعه ای از جرم و فنر درنظر گرفته شده است. با استفاده از این روش و تحلیل معادلات تعادل حاکم بر سیستم، نیروی اعمالی بر هر پیچ و جابجایی آن قابل محاسبه است. در این مقاله پس از معرفی این روش، توزیع نیرو بین پیچ ها برای یک اتصال سه پیچ تک ردیفه محاسبه شده است و برای بررسی تاثیر رفتار غیرخطی مواد بر توزیع نیرو در اتصالات، تغییرات نیرو برحسب جابجایی برای این اتصال با مواد خطی و غیرخطی رسم شده است. نتایج بدست آمده بوسیله مدل ارائه شده، افزایش تقریبی 5/2 تا 5 درصدی جابجایی پیچ را برای اتصالات با مواد غیرخطی نشان می دهد. علاوه بر این، در این مطالعه با توجه به تلورانس های ساخت و امکان وجود لقی، تاثیرات لقی در اتصالات با رفتار خطی و غیرخطی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: اتصالات کامپوزیتی تک لبه، خواص مکانیکی غیرخطی، لقی، حل تحلیلی
  • مهدی چوبینی، غلام حسین لیاقت، محمدحسین پل صفحات 75-83
    در این تحقیق به بررسی تجربی و عددی جذب انرژی و تغییرشکل لوله های جدار نازک با هندسه های مربعی و دایروی تحت بار ضربه ای عرضی پرداخته شده است. هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر تغییر شکل هندسی برای لوله آلومینیومی بر میزان جذب انرژی و بررسی اثر وجود فوم درون آن جهت جذب انرژی بیشتر ناشی از ضربه ای عرضی می باشد. در بخش تجربی، ابتدا لوله هایی از جنس آلومینیوم به صورت تو خالی و توپر با فوم پلی اورتان تهیه شد و سپس آزمایش های شبه استاتیکی با نرخ بارگذاری ثابت و دینامیکی توسط دستگاه سقوط وزنه بر روی نمونه ها با انرژی های مختلف انجام گرفت و دیاگرام شتاب لحظه ای بر حسب زمان در هر آزمایش اندازه گیری گردید. در بخش عددی، شبیه سازی پدیده ی ضربه ی عرضی بر مقاطع جدار نازک با نرم افزار ABAQUS صورت گرفت. مقایسه نتایج تجربی و عددی نشان دهنده هم خوانی خوب (اختلاف کمتر از بیست درصد)میان این نتایج می باشد. در پایان چنین نتیجه گیری شد که با توجه به جنس سازه، در انرژی های بالا لوله مربعی نسبت به دایروی 50 درصد جذب انرژی ویژه بالاتر و لوله توپر نسبت به لوله توخالی 20 درصد جذب انرژی ویژه بالاتری دارد. میزان خیز در لوله توخالی و لوله دایروی همواره به ترتیب بیشتر از لوله توپر و لوله مربعی است.
    کلیدواژگان: جاذب انرژی، لوله جدار نازک، آلومینیوم، بار ضربه ای عرضی، فوم پلی اورتان
  • حامد حسن پور، حامد رضایی، محمدحسین صادقی*، امیر راستی، محمد مهدی هادوی صفحات 84-90

    میکروفرزکاری یکی از فرایندهای ساخت قطعات مینیاتوری است. به دلیل خواص منحصر به فرد آلیاژ Ti6Al4V، مانند مقاومت در برابر اکسیداسیون، خستگی، خوردگی و همچنین کاربرد آن در صنایع حساس، در این تحقیق به مطالعه زبری و عرض پلیسه تشکیل شده در فرآیند میکروفرزکاری این آلیاژ پرداخته می شود. پارامترهای ماشین کاری از جمله سرعت اسپیندل، نرخ پیشروی و عمق برش محوری به عنوان ورودی های فرایند در نظر گرفته شدند. آزمایش ها در حضور دو سیستم روان کاری تر و نیمه خشک انجام گرفت. ابزار میکرو به کار رفته در آزمایش ها نیز، فرز انگشتی کاربایدی سرتخت به قطر 5/0 میلیمتر با روکش TiAlN بود. به منظور طراحی و تحلیل نتایج، از روش تاگوچی استفاده گردید. نتایج نشان داد که سرعت برشی و نرخ پیشروی به ترتیب، موثرترین پارامترها روی زبری سطح و اندازه پلیسه در میکروفرزکاری آلیاژ تیتانیوم بودند و افزایش هر دوی آن ها، موجب کاهش مقدار زبری و عرض پلیسه شد. همچنین روان کاری نیمه خشک عملکرد بهتری روی کیفیت سطح قطعات میکروفرزکاری داشته است و این تاثیر در سرعت های برشی و عمق های برش بالا برجسته تر بود. در نهایت بهترین شرایط کیفیت سطح در هنگام استفاده از سیستم روان کاری نیمه خشک و در شرایط سرعت اسپیندل 30000 دور بر دقیقه، پیشروی 8/0 میکرومتر بر لبه برنده و عمق برش 60 میکرومتر حاصل شد.

    کلیدواژگان: میکروفرزکاری، زبری سطح، پلیسه، آلیاژ تیتانیوم
  • محمد مقیمان، زهره شمس صفحات 91-98
    این مقاله مدلی برای تعیین ضریب هدایت حرارتی موثر نانوسیال ها ارائه می کند. در این مدل، تاثیر وجود لایه ی بین سطحی در سطح مشترک ذره-سیال و توزیع غیر یکنواخت اندازه ی نانوذرات معلق درون سیال در نظر گرفته شده است. مدل ارائه شده شامل اثرات ضریب هدایت حرارتی نانوذره و سیال پایه، درصد حجمی و قطر نانو ذرات، دما و حرکت برآونی می باشد. دقت مدل ارائه شده در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی برای نانوسیال های آب- اکسید آلومینیم، اتیلن گلیکول- اکسید آلومینیم، آب- اکسید مس، اتیلن گلیکول- اکسید مس، اتیلن گلیکول- آلومینیم و آب- دی اکسید تیتانیم ارزیابی شده و تاثیرات دما، قطر و کسر حجمی نانوذرات بر ضریب هدایت حرارتی موثر نانوسیال بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که در نظر گرفتن همزمان وجود لایه بین سطحی و توزیع غیر یکنواخت اندازه نانوذرات سبب افزایش دقت مدلسازی می شود و خطای مدل در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی در دسترس حداکثر 5 درصد است. مقایسه نتایج به دست آمده از مدل ارائه شده با اطلاعات آزمایشگاهی موجود و سایر مدل ها نشان می دهد که نتایج این مدل تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی داشته و مقادیر دقیق تری نسبت به سایر مدل ها ارائه می کند.
    کلیدواژگان: نانوسیال، نانوذرات، ضریب هدایت حرارتی موثر، توزیع غیر یکنواخت، لایه بین سطحی
  • رضا انصاری خلخالی، محمدکاظم حسن زاده اقدم صفحات 99-107
    در این پژوهش، یک مدل تحلیلی میکرومکانیکی سه بعدی به منظور بررسی اثرات توزیع اتفاقی و منظم نانوذرات سیلیکا بر خواص ترمو-الاستیک و ویسکوالاستیک نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری ارایه می شود. برای این مدل میکرومکانیکی یک المان حجمی نماینده نانوکامپوزیت از سه فاز شامل نانوذرات سیلیکا، زمینه پلیمری و فاز میانی، درنظر گرفته می شود. چون خواص ماده زمینه پلیمری در نزدیکی نانوذرات سیلیکا بدلیل واکنش بین دو فاز تقویت و زمینه متفاوت از خواص کلی آن پلیمر است، این بخش بعنوان فاز میانی با ضخامت و خواص مشخص در مدل سازی میکرومکانیکی در نظر گرفته می شود. برای شبیه سازی توزیع اتفاقی نانوذرات سیلیکا، هندسه المان حجمی نانوکامپوزیت به c×r×h نانوسلول مکعبی در سه بعد تقسیم می شود. شرایط اتصال کامل بین اجزای سازنده المان حجمی نانوکامپوزیت درنظر گرفته می شود. به منظور بررسی خواص ترمو-الاستیک نانوکامپوزیت، فرض می شود که رفتار هر سه فاز المان حجمی نماینده بصورت همگن و ایزوتروپ باشد. نتایج خواص ترمو-الاستیک بدست آمده با مدل میکرومکانیکی حاضر با توزیع اتفاقی نانوذرات سیلیکا به داده های تجربی نزدیکتر می باشد. به منظور بررسی خواص ویسکوالاستیک نانوکامپوزیت، رفتار نانوذرات سیلیکا بصورت الاستیک خطی و رفتار زمینه پلیمری و فاز میانی بعنوان یک ماده ویسکوالاستیک خطی فرض می شود. با استفاده از مدل میکرومکانیکی ارایه شده، اثرات تغییر خواص ویسکوالاستیک مواد فاز میانی و اندازه نانوذرات بر پاسخ نانوکامپوزیت بررسی می شود. همچنین، رفتار خزشی نانوکامپوزیت تحت سطوح مختلف تنش مورد مطالعه قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، میکرومکانیک، توزیع اتفاقی و منظم، ترمو، الاستیک، ویسکوالاستیک
  • مسعود فرحناکیان، محمدرضا رازفر، فریدرضا بیگلری صفحات 108-116
    ماشینکاری بکمک پلاسما، یکی از روش های بهبود ماشینکاری مواد سخت می باشد. در فرآیند تراشکاری بکمک پلاسما، از قوس پلاسما با دمای زیاد برای گرم کردن منطقه کوچکی از قطعه کار در جلوی ابزار استفاده می شود و فقط قسمت کوچکی از ماده در جلوی ابزار، که قرار است براده برداری شود، بر اثر گرم شدن نرم می شود. هدف از این مطالعه، ارایه یک روش برای محاسبه نیروهای برشی در حین تراشکاری بکمک پلاسما است. بدین منظور یک مدل تفاضل محدود برای تعیین دمای براده تغییر شکل نیافته، در شرایط مختلف جریان پلاسما، سرعت برشی و مقدار پیشروی در حین گرم کردن قطعه کار بکمک پلاسما، ایجاد شد. یک مدل تحلیلی برای تخمین نیروهای برشی در شرایط مختلف ماشینکاری بکمک پلاسما با توجه به تنش های برشی در صفحه برش، ناحیه اصطکاکی براده – ابزار و تنش های وارده بر لبه ابزار توسعه داده شد. مدل پیشنهاد شده، توسط داده های تجربی در حین تراشکاری معمولی (بدون پلاسما) کالیبره شده و مدل کالیبره شده برای شرایط مختلف تراشکاری بکمک پلاسما اعتبار سنجی شد. خطای متوسط مدل ساخته شده و نتایج تجربی کمتر از ده درصد بوده و نتایج تحلیلی و تجربی نشان دادند که در تراشکاری بکمک پلاسما، نیروی اصلی تراش تا 40 درصد در شرایط آزمایش شده نسبت به تراشکاری معمولی برای فولاد سخت شده، در بیشترین دمای براده تغییر شکل نیافته، کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: نیروهای برشی، تراشکاری بکمک پلاسما، سخت تراشی، مدلسازی تحلیلی
  • هادی حامدی، مهدی جهرمی*، مصطفی محمودی، جاماسب پیرکندی صفحات 117-125

    هدف این تحقیق شبیه سازی عملکرد، سیستم کنترل بردار تراست با استفاده ازنازل های دارای دو گلوگاه می باشد. هندسه نازل با ابعاد مشخص و جریان مافوق صوت تراکم پذیر با سه مدل آشفتگی مختلف و نسبت فشار معین شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهند که مدل آشفتگیSST K-ωرفتار جریان درون نازل های دارای دو گلوگاه را به درستی پیش بینی می کند. پس از اعتبار سنجی حل عددی و مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی موجود، تاثیر پارامترهای موثر، نظیر طول شیار ناحیه تزریق جریان ثانویه و درصد دبی جرمی ثانویه تزریق شده، بر عملکرد نازل و سیستم کنترل بردار تراست به کمک نازل های دارای دو گلوگاه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج عددی بدست آمده نشان می دهد که با کاهش طول شیار، زاویه برداردهی و بازدهی سیستم کنترل بردار تراست افزایش می یابد. به طوری که با کاهش طول شیار و با تزریق 7% دبی جرمی ثانویه، مقدار زاویه برداردهی نازل از 12درجه به 20 درجه می رسد. با افزایش طول شیار تزریق جریان ثانویه، ضریب تخلیه و ضریب تراست نازل افزایش می یابد. برای نمونه با چهار برابر نمودن طول شیار مقدار ضریب تخلیه نازل حدود 10% افزایش می یابد.از طرفی کاهش طول شیار وافزایش دبی جرمی جریان ثانویه منجر به کاهش ضریب تخلیه و ضریب تراست نازل می شود.

    کلیدواژگان: کنترل بردار تراست، زاویه برداردهی، راندمان برداردهی، ضریب تخلیه، ضریب تراست
  • عبدالرحمان صوفی محمدی، محمود موسوی مشهدی *، قادر فرجی صفحات 126-130

    این پژوهش تاثیر تعداد پاس ها برریزساختار وخواص مکانیکی آلیاژ منیزیم AZ31C در فرایند فشار در کانال زاویه دار لوله ای (TCAP) در دمای300 درجه سانتیگراد را بررسی می کند. فرایند فشار طی چهار پاس بر روی لوله های منیزیم AZ31C صورت گرفته است و درهر پاس نمونه تحت آزمون کشش، میکروسختی و متالوگرافی قرار گرفته است. خواص مکانیکی و میکرو ساختاری لوله های یک تا چهار پاسه فراوری شده مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که سختی نمونه لوله ای شکل یک پاسه از میزان اولیه Hv48 به Hv62 افزایش پیدا کرده است. افزایش تعداد پاس ها بعد از پاس اول تاثیر بیشتری بر روی افزایش سختی نمونه ها نداشته است. استحکام تسلیم و نهایی در مقایسه با نمونه خام ریختگی به ترتیب 1،97 و 1،49 برابر افزایش و درصد طول بیشینه از مقدار 5،8 درصد به 1،51 درصد کاهش پیدا کرده است. بیشترین افزایش استحکام در پاس دوم بدست آمد و تعداد پاس ها بعد از پاس دوم تاثیر بیشتری بر افزایش استحکام نداشت. تحقیقات ریز ساختاری نشانگر کاهش قابل توجه اندازه دانه از 200 میکرومتر به حدود 6 میکرو متر می باشد. همچنین تصاویر میکروسکوپی نشان می دهد که اندازه دانه تا پاس اول کوچکتر شده ولی در پاسهای بعدی بزرگتر می شود.

    کلیدواژگان: تغیرشکل پلاستیک شدید، فرایند فشار در کا نال زاویه دار لوله ای، آلیاژ منیزیم AZ31C، ریز دانه کردن، خواص مکا نیکی
  • بهزاد جانی زاده، مرتضی دردل، محمد هادی پاشایی، رضا اکبری آلاشتی صفحات 131-140
    در کار حاضر جذب انرژی ارتعاشی تیر غیر خطی یک سر گیردار تحت تحریک هارمونیک تکیه گاهی به کمک میدان مغناطیسی و نحوه تاثیر پارامترهای مختلف میدان مغناطیسی بر روی رفتار سیستم بررسی شده است. در مدلسازی از روش مد مفروض استفاده گردید و تیر نیز از نوع تیموشنکو با با خصوصیت تغییر شکل برشی و اینرسی دورانی در نظر گرفته شده است. از آنجا که در بررسی سیستم های جذب انرژی، به دست آوردن پاسخ فرکانسی از آن جهت که بهترین محدوده جذب انرژی و عملکرد سیستم را نشان می دهد بسیار اهمیت دارد، یک روش نیمه تحلیلی برای حل سریع مساله و یافتن پاسخ فرکانسی به کار گرفته شده است. در این روش ابتدا معادلات حرکت از روش میانگین گیری مختلط حل شده و سپس برای حل دستگاه معادلات غیر خطی حاصل از اعمال این روش، از الگوریتم پیوسته شبه کمان استفاده گردید. به منظور اعتبار سنجی روش حل ارائه شده، مقایسه ای بین حل عددی وحل تحلیلی در فرکانس های مختلف انجام شده است. همچنین سیستم جذب انرژی خطی و غیرخطی با یکدیگر مقایسه و نیز پایداری پاسخ تناوبی و انشقاق های سیستم غیرخطی بررسی شده است. علاوه بر این به منظور بررسی تاثیر افزایش تعداد مدها بر پاسخ سیستم و نیز همگرایی جواب ها، مقایسه ای بین حل تک مد، دو مد، سه مد و چهار مد صورت گرفته است.
    کلیدواژگان: جذب انرژی الکترومغناطیس، ارتعاشات غیر خطی، تحریک تکیه گاهی، روش میانگین گیری مختلط، الگوریتم تکرار شبه کمان
  • محمدحسین پور، سیدمحمدحسین سیدکاشی، سپیده شاهی صفحات 141-150
    در این مقاله، اثر معیار های تسلیم پیشرفته BBC2003، Yld2004 و BBC2008با قانون سخت شوندگی سوئیفت بر اساس مدل های مارسینیاک-کوزینسکی، گلویی پخشی سوئیفت و گلویی موضعی هیل در محاسبه ی کرنش های حدی بررسی شده است. این مدل ها برای ارزیابی قابلیت پیش بینی شکل پذیری در ورق های فلزی اورتوتروپیک AA2090-T3 و AA6111-T4 به کار برده شده. علاوه بر این، اثر PLC بر شکل پذیری ورق آلومینیومی AA5182-O نیز بررسی شده است. حساسیت مدل مارسینیاک-کوزینسکی نسبت به ضریب ناهمگنی اولیه بررسی و تاثیر این پارامتر در پیش بینی نمودار حد شکل دهی نشان داده شده است. مطالعه اثر توان معیار های تسلیم فوق بر شکل پذیری، نشان می دهد توان های بالاتر که برای مواد با ساختار اتمی FCC پیشنهاد شده، حد شکل پذیری بالاتری را نسبت به توان های پایین تر که برای مواد BCC پیشنهاد شده است، دارند. همچنین تاثیر پارامترهای موثر ماده از قبیل توان کرنش سختی و ناهمسانگردی در ورق مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شده که افزایش توان کرنش سختی باعث بهبود شکل پذیری و اثر PLC و افزایش ضریب ناهمسانگردی، موجب کاهش شکل پذیری ورق می شوند. همچنین پیش بینی کرنش های حدی آلیاژ AA6111-T4 توسط معیار تسلیم Yld2004در سمت راست منحنی با مدل مارسینیاک-کوزینسکی و در سمت چپ با مدل گلویی موضعی هیل، تطابق بهتری با نتایج تجربی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: باریک شدگی، ناپایداری پلاستیک، اثر PLC، اورتوتروپی، منحنی حد شکل دهی
  • حبیب احمدی، هانیه اسماعیلی، محمد مهدی فاتح صفحات 151-162
    عمل گرفتن در پنجه ربات هم در دست های مصنوعی و هم در ربات های صنعتی انجام می شود که در تمام آن ها مسئله لغزش به عنوان یک پدیده نامطلوب در نظر گرفته می شود. در این مقاله به منظور کنترل لغزش و تضمین رفتار حلقه بسته ی مطلوب، از کنترل گشتاور محاسبه شده استفاده شده است. بااین وجود، مانورهای مختلف برای ردیابی مسیر در فضای کار توسط ربات، باعث ایجاد شتاب بر روی جسم گرفته شده خواهد شد و این تغییرات شتاب باعث لغزش جسم گرفته شده خواهد شد. لذا اعمال کنترل کننده به ربات جهت ردیابی مسیر مطلوب، بر روی موقعیت جسم نسبت به پنجه اثر می گذارد. هرچند کنترل کننده گشتاور محاسبه شده برای تعقیب مسیر مطلوب بسیار خوب عمل می نماید، اما با توجه به لغزشی که در حین عملیات گرفتن رخ می دهد، این مسیر مطلوب در راستای لغزش دچار تغییر می شود. لذا در این مقاله با ارائه تمهیدی برای اصلاح مسیر مطلوب در حین عمل گرفتن نه تنها کنترل لغزش صورت می پذیرد بلکه جبران مقدار لغزش رخ داده نیز انجام می شود تا بدین ترتیب جسم در موقعیت مناسب خود قرار داده شود. در این مقاله جبران سازی لغزش رخ داده به صورت برخط توسط پنجه ربات ارائه شده است. با این رویکرد بهبود قابلیت پنجه ربات در جا به جایی ایمن اجسام در فضای کار و با توجه به موقعیت جسم نسبت به انگشتان ربات تضمین می شود.
    کلیدواژگان: کنترل لغزش، جبران لغزش، عمل گرفتن، جسم، پنجه ربات
  • سیدعلی کاظمی، مهدی نیلی احمد آبادی، محسن ثقفیان، احمد صداقت صفحات 163-172
    نسبت ضریب برآ به پسا در پره های توربین بادی، از پارامترهای تاثیر گذار در ضریب توان توربین بادی می باشد. با توجه به کارآیی توربین های بادی مگنوس در سرعت های کم وزش باد، این نوع توربین ها مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. در کار حاضر، هندسه جدیدی برای مقطع پره توربین های بادی مگنوس معرفی می شود. هندسه معرفی شده، برپایه هندسه تردمیل می باشد با این تفاوت که قطر دایره ابتدای آن از قطر دایره انتهای آن بیشتر است. در کار حاضر با قرار دادن این هندسه در معرض جریان هوا با سرعت کم و ایجاد سرعت مماسی روی سطح، تاثیر آن بر ضرایب برآ و پسا به روش عددی بررسی می شود. اثر ایجاد سرعت مماسی روی سطح در سرعت ها و زوایای حمله مختلف بررسی می شود و با وضعیت سطح بدون سرعت مقایسه می گردد. نتایج نشان می دهد به واسطه سرعت مماسی سطح، ضرایب برآ و پسا و نسبت این دو ضریب تغییر چشمگیری می یابد. در اثر حرکت مماسی سطح، بیشترین نسبت ضریب برآ به پسا مربوط به زاویه حمله صفر درجه بوده که مقدار آن برابر با 109 می باشد. علاوه بر این، بیشینه نسبت ضریب برآ به پسا در زاویه حمله 5 درجه برابر 81، در زاویه حمله 10 درجه برابر 64 و در زاویه حمله 15 درجه برابر 57 می باشد. قابل ذکر است که نتایج این روش جهت تعیین سرعت گردش مناسب سطح، باتوجه به زاویه حمله و سرعت جریان هوای آزاد، برای رسیدن به بیشترین نسبت ضریب برآ به ضریب پسا قابل استفاده خواهد بود.
    کلیدواژگان: اثر مگنوس، توربین بادی، سطوح متحرک
  • جواد فخرایی، حشمت الله محمدخانلو، مصطفی غیور * صفحات 173-184

    هدف این مقاله تحلیل و بررسی اثر حضور سرنشین بر روی ارتعاشات آشوبناک خودرو می باشد. مدل در نظر گرفته شده برای خودرو به صورت غیرخطی کامل بوده که دارای هفت درجه آزادی است و به ازای هر سرنشین یک درجه آزادی به آن اضافه می شود. چهار سرنشین به صورت متوالی به خودرو اضافه شده و مدل های خودرو هشت، نه، ده و یازده درجه آزادی را به ترتیب ایجاد می کنند و سپس در هر مرحله اثر حضور سرنشینان بر روی ارتعاشات آشوبناک خودرو مورد مطالعه قرار می گیرد. غیرخطی بودن سیستم به دلیل فنرها و دمپرهای غیرخطی به کار رفته در سیستم تعلیق و لاستیک هاست. ناهمواری سطح جاده به شکل موج های سینوسی همراه با تاخیر زمانی برای لاستیک ها فرض شده است. معادلات حاکم بر مسئله با استفاده از قوانین نیوتن- اویلر استخراج شده و به روش عددی رانگ- کوتای مرتبه چهار حل می شوند. با مشخص شدن نواحی ناپایداری فرکانسی سیستم در یک فرکانس مشخص از نیروی تحریک سطح جاده که امکان وقوع آشوب در آن وجود دارد، رفتار دینامیکی سیستم توسط تکنیک هایی مانند: نمودار دو شاخه ای شدن، نمودار طیف توان، مقطع پوانکاره و ماکزیمم نماهایی لیاپانوف که ابزارهای شناسایی حرکت آشوبناک می باشند مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده نشان دهنده متفاوت بودن نوع جاذب های دینامیکی غیرخطی در خودروی با حضور سرنشین نسبت به خودروی بدون سرنشین است. همچنین با اضافه شدن سرنشین و افزایش لختی سیستم تغییرات قابل توجه در رفتار دینامیکی خودرو حاصل می شود.

    کلیدواژگان: ارتعاشات آشوبناک، خودروی یازده درجه آزادی، مقطع پوانکاره، تاخیر زمانی
  • عرفان مهربانی یگانه، غلام حسین لیاقت، محمدحسین پل صفحات 185-193
    در این تحقیق، تاثیر هندسه نفوذ کننده بر فرآیند نفوذ شبه استاتیکی در کامپوزیت لایه ای شیشه/ اپوکسی با الیاف بافته شده، به شکل تجربی، مورد مطالعه قرار می گیرد. آزمایش های نفوذ با نرخ بارگذاری پایین، توسط نفوذ کننده های استوانه ای با شش هندسه دماغه تخت، نیم کروی، مخروطی با زاویه دماغه های 37 و 90 درجه و اجیوال با شعاع کالیبر 1.5 و 2.5، انجام شده و رفتار چندلایه کامپوزیتی، از جمله میزان جذب انرژی، نیروی تماسی، مکانیزم های گسیختگی و نیروی اصطکاک، برای نفوذ کننده های مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. ماده مرکب با 18 لایه الیاف شیشه بافته شده با کسر حجمی الیاف 45 درصد و به روش لایه چینی دستی تولید شده است. بررسی نتایج نشان می دهند که منحنی نیرو- جابجایی نفوذ کننده، در حالت کلی، از پنج ناحیه تشکیل می شود که وابسته به شکل هندسی دماغه نفوذ کننده، در برخی از نفوذ کننده ها تعدادی از این نواحی دیده نمی شوند و یا طویل تر یا کوتاه تر می گردند. بیشترین نیروی تماسی را نفوذ کننده های کند ارائه می کنند. نفوذ کننده اجیوال با شعاع کالیبر 2.5 به نیروی کمتری برای نفوذ کامل به درون کامپوزیت نیازمند است و از این جهت بهترین عملکرد را نشان می دهد. مقایسه انرژی جذب شده نشان می دهد که در یک جابجایی (عمق نفوذ) یکسان، هدف کامپوزیتی انرژی بیشتری از نفوذ کننده های کندتر جذب می کند. نفوذ کننده مخروطی ̊37 بیشترین انرژی را برای نفوذ کامل نیاز دارد که مقدار آن 2.6 برابر انرژی مورد نیاز نفوذ کننده تخت است. طول دماغه بیشتر، افزایش جابجایی تا نفوذ کامل را به همراه دارد.
    کلیدواژگان: نفوذ شبه استاتیک، هندسه نفوذ کننده، نیروی تماسی، جذب انرژی، چندلایه کامپوزیتی بافته شده
  • حسن حسن زاده، سید علیرضا ذوالفقاری*، حسین شریعتی ایوری صفحات 194-202

    انجام فعالیت در هوای سرد،اگر چه موجب بالا رفتن دمای بدن می شود،اما می تواند با افزایش نرخ تعرق و جمع شدن آب در بافت لباس عاملی مهم در بروز نارضایتی حرارتی در فرد به حساب آید. علاوه بر این،آب جمع شده در سطح داخلی لباس می تواند سبب اختلال در تنفس پوست بدن شود. لذا میزان آب جمع شده و رطوبت سطح داخلی شاخصهای مهمی برای ارزیابی مناسب بودن لباس برای فعالیت زمستانه می باشد.هدف از این تحقیق، تعیین مقدار آب جمع شده در آرایش های متفاوت یک لباس چند لایه،متشکل از سه لایه بافت اصلی با ترکیب ویسکوز و پلی استر در یک محیط بسیار سرد (20-درجه سلسیوس) است. برای این منظور، لباس به عنوان یک محیط متخلخل،با جریانی چند فازی و چند گونه ای به همراه میعان و جذب مورد مدل سازی قرار گرفته است.همچنین به منظور گسسته سازی و حل معادلات حاکم،از روش عددی حجم محدود ضمنی استفاده شده است.نتایج نشان می دهد که قرارگیری بافت غیر جاذب پلی استر در لایه نزدیک به پوست،موجب کم شدن تری لباس در این ناحیه می شود.همچنین، قرارگیری پلی استر در لایه خارجی می تواند به حفظ شرایط دمایی مطلوب برای لباس کمک نماید.ضمن اینکه نتایج نشان داد که استفاده از بافت ویسکوز در لایه میانی لباس می تواند منجر به کاهش تجمع آب در مرکز لباس می شود.بنابراین،آرایش پلی استر-ویسکوز-پلی استر با دارا بودن کمترین مقدار برای شاخص تجمع آب در مرز داخلی (02/0) و بیشترین مقادیر برای دمای مرز داخلی (33 درجه سلسیوس) و دمای متوسط لباس (1/16 درجه سلسیوس) می تواند علیرغم ایجاد شرایط حرارتی و دمایی مناسب،جرم آب ناشی از تعرق را به خوبی از سمت پوست به محیط دفع نماید.

    کلیدواژگان: لباس، انتقال جرم و حرارت، محیط متخلخل، شرایط سرما
  • میثم نظری، داود جلالی وحید، سمیرا خانجانی صفحات 203-210
    در مطالعه حاضر انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال استوانه ای بستر دانه ای با تولید حرارت داخلی مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. هوای خشک به عنوان سیال عامل در فرایند خنک کاری دانه های کروی گرم شده، مورد استفاده قرار گرفته است. حرارت داخلی با روش گرمایش القائی الکترومغناطیس در دانه های کروی فلزی استفاده شده در قسمت آزمایش به صورت یکنواخت تولید شده است. قطر دانه های کروی در محدوده 5/5 تا 5/7 میلی متر است و جنس آنها فولاد ضد زنگ انتخاب شده است. مطالعه حاضر در حالت جریان پایا و در رژیم جریان مغشوش در محدوده عدد رینولدز 4500 تا 9500 انجام گرفته است. پارامترهای مختلف ناشی از تغییرات قطر دانه ها، سرعت سیال و مقدار حرارت تولیدی بر روی انتقال حرارت جابجایی اجباری در کانال متخلخل مطالعه شده است. با توجه به مطالعات هیدرودینامیکی و حرارتی می توان دریافت که با افزایش عدد رینولدز، ضریب انتقال حرارت جابجایی افزایش می یابد. همچنین ضریب انتقال حرارت جابجایی با افزایش قطر دانه ها کاهش یافته است. مقدار حرارت تولیدی تاثیر ناچیزی بر ضریب انتقال حرارت جابجایی داشته است و تاثیر فشار بر روی انتقال حرارت جابجایی اهمیت ناچیزی دارد. کانال متخلخل در مقایسه با کانال خالی ضریب اصطکاک را به شدت افزایش می دهد در کانال خالی ضریب اصطکاک همواره عددی کمتر از واحد است ولی برای کانال متخلخل این پارامتر عددی در محدوده 10 تا 25 گزارش شده است.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت جابجایی اجباری، بررسی تجربی، محیط متخلخل، کانال استوانهای، تولید حرارت داخلی
  • فاطمه فرهت نیا، مهسا قنبری صفحات 211-218
    این مقاله به بررسی رفتار ترموالاستوپلاستیک پوسته جداره ضخیم استوانه ای ازجنس مواد مدرج تابعی تحت فشار داخلی و گرادیان حرارتی می پردازد. به منظور تحلیل ترموالاستو-پلاستیک پوسته از معادله جریان پرانتل - راس درشرایط کرنش صفحه ای استفاده شده است. این راهکار منجر به تعریف فرمولاسیون جدید برای پیدا کردن شعاع شروع تسلیم پوسته و محاسبه حد فشار الاستیک به ازای بارگذاری فشار داخلی توام با گرادیان حرارتی می شود. مدول الاستیسیته، ضریب انتقال حرارتی، ضریب انبساط حرارتی و تنش تسلیم مطابق مدل اردوگان، توابعی از شعاع می باشند. با حل معادله تعادل حاکم بر پوسته استوانه ای در شرایط تقارن محوری، توزیع تنش های شعاعی، محیطی و جابه جایی شعاعی حاصل شده است. در پایان نتایج عددی برای پوسته استوانه ای از مواد مدرج تابعی به منظور بیان اثر فشار و گرادیان حرارتی بر نحوه چگونگی توزیع منطقه پلاستیک ارائه شده است. در هر دو حالت بارگذاری فشاری با گرادیان حرارتی و بدون آن، چگونگی شروع و انتشار منطقه پلاستیک پیش بینی شده است. نتایج موید آن است که دو عامل شاخص توانی ماده مدرج تابعی و گرادیان حرارتی بر رفتار ترموالاستوپلاستیک پوسته تاثیرگذار هستند. با در نظر گرفتن پارامترهای توانی معین و افزایش گرادیان حرارتی، منطقه پلاستیک وسیع تر شده، چنانکه مشاهده می شود در بعضی موارد جهت شروع منطقه پلاستیک نیز عوض می شود. همچنین با اعمال فشار داخلی نشان داده شده می توان به تسلیم همزمان در دو نقطه از پوسته رسید.
    کلیدواژگان: تحلیل ترموالاستوپلاستیک، پوسته استوانه ای، مواد مدرج تابعی، شرایط کرنش صفحه ای، قانون جریان پرانتل، راس
  • جمال زمانی، محسن گودرزی صفحات 219-226
    در این تحقیق، به بررسی تجربی و عددی ماکزیمم خیز ورق های دایروی تحت اثر موج شوک حاصل از انفجار پرداخته شده است. موج شوک توسط انفجار یک خرج کروی، که در فاصله های مختلف از مرکز ورق قرار می گیرد، ایجاد می شود. دو سری آزمایش مورد طراحی قرار گرفته است که در سری اول موج شوک رسیده به سازه، غیر یکنواخت و در سری دوم موج شوک رسیده به سازه یکنواخت می باشد. هدف از طراحی و اجرای آزمایش ها، بررسی تاثیر نحوه برخورد موج بر میزان تغییر شکل و استخراج دو مدل نیمه تجربی برای پیش بینی میزان خیز ماکزیمم وسط ورق دایروی در دو حالت موج شوک یکنواخت و غیر یکنواخت است. این دو مدل به صورت تابعی از عدد تخریب نیوریک که تاثیر همه پارامترهای مربوط به ماده منفجره و سازه را خلاصه و بی بعد می کند، ارائه می گردند. برای راستی آزمایی آزمایش های تجربی، به کمک نرم افزار المان محدودLS-DYNA، شبیه سازی عددی رفتار ورق در برابر موج انفجار انجام شد و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی مقایسه گردید. نتایج بدست آمده با درصد خطای قابل قبولی به نتایج آزمایش های تجربی نزدیک است. در نهایت نتایج حاصل با مدل های نیمه تجربی محققان دیگر که در این زمینه تحقیق کرده اند، مقایسه گردید.
    کلیدواژگان: بارگذاری انفجاری، انفجار در هوا، ورق دایروی، روش المان محدود
  • خلیل خلیلی، ابوالفضل فورگی نژاد صفحات 227-235
    با توسعه سریع اسکنرهای سه بعدی لیزری، مدل های بر پایه نقاط در کاربردهای مهندسی بسیاری مانند کنترل کیفیت، مهندسی معکوس، گرافیک رایانه ای و ماشین بینایی به شکل وسیعی مورد استفاده قرار گرفته است. محاسبه انحنای سطح ابرهای نقاط یکی از موارد پایه بشمار می رود که در بسیاری از کاربردهای مرتبط با ابرهای نقاط مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله روش جدیدی برای تخمین انحنای سطوح ابرهای نقاط، معرفی می گردد. یکی از اجزا تعیین کننده انحنای سطح در ابر نقاط مختصات همسایگی های نقطه مورد بررسی می باشد. برای تعیین همسایگی های یک نقطه در ابر نقاط از روشی همسایگی همگن استفاده شده است. در روش تعیین همسایگی همگن، با بهبود روش نزدیکترین k همسایگی، علاوه بر نزدیک بودن همسایگی ها، توزیع آن ها در اطراف نقطه مورد بررسی نیز لحاظ می شود. بردار نرمال سطح از مختصات همسایگی های همگن تخمین زده می شود. در این پژوهش انحنای سطح در هر نقطه بر اساس بردار نرمال سطح در نقطه مورد بررسی و مختصات همسایگی های همگن، محاسبه می گردد. انحنای سطح بدست آمده با این روش انحنای چتری نامیده می شود. برای ارزیابی کارآیی این روش، مقادیر انحنای چتری برای چند ابر نقاط محاسبه گردیده و در چند کاربرد متفاوت استفاده گردید. نتایج حاصله از کاربرد این روش تعیین انحنای سطح در کاربردهای مختلف، نشان از کاربردی بودن روش پیشنهاد شده در تعیین انحنای سطوح ابرهای نقاط دارد.
    کلیدواژگان: انحنای سطح، ابرنقاط، همسایگی همگن، بردار نرمال سطح، هم مرجع سازی
  • علی غلامی، فرهنگ هنرور، حمید ابریشمی مقدم صفحات 236-244
    در یک آزمون فراصوتی پژواک های بازگشتی از درون قطعه دارای اطلاعات مفید و ارزشمندی در مورد مشخصات هندسی و ریزساختاری قطعه هستند. این اکوهای فراصوتی را می توان با استفاده از مدل پالس گوسی، که دارای پنج پارامتر مستقل است، مدلسازی کرد. برای مدلسازی دقیق یک اکو، پارامترهای پالس گوسی باید هر چه دقیق تر از روی اکوی واقعی محاسبه شوند. الگوریتم های متفاوتی برای تخمین این پنج پارامتر وجود دارد. در این پژوهش از سه روش بهینه سازی گوس-نیوتن (GN)، گروه ذرات (PSO)و الگوریتم ژنتیک (GA) برای این منظور استفاده خواهد شد و مزایا و معایب هر یک از این روش ها طی مثال هایی بررسی خواهد شد و در نهایت با ترکیب این الگوریتم ها مزایای یک الگوریتم، جایگزین معایب الگوریتم دیگر خواهد شد. در مورد سیگنال هایی که دارای چندین پژواک فراصوتی هستند از اصل حداقل طول توصیف (MDL) برای تخمین تعداد اکوها استفاده شده است و برای تسهیل تخمین پارامترهای تمامی پژواک ها از الگوریتم بیشینه سازی امید تعمیم یافته با فضای تناوبی (SAGE) استفاده خواهد شد. برای ارزیابی کارآیی الگوریتم ها نیز سیگنال های شبیه سازی شده و آزمایشی در حالت هایی که اکوها همپوشانی داشته و یا بدون همپوشانی هستند مورد بررسی قرار خواهد گرفت. الگوریتم ترکیبی در تمامی شرایط مورد مطالعه بهتر از الگوریتم های منفرد عمل نموده است.
    کلیدواژگان: آزمون فراصوتی، پردازش سیگنال، الگوریتم گوس، نیوتن، الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات، الگوریتم ژنتیک
  • سید جواد اعرج خدایی، عبدالرضا رحیمی * صفحات 245-256

    فرایند استریولیتوگرافی به دلیل دارا بودن همزمان دقت و استحکام، بیشترین سهم را در ایجاد قالب های تزریق پلاستیک و نمونه های ریخته گری در خلا و دیگر زمینه ها از میان شاخه های مختلف نمونه سازی سریع دارا می باشد. با این حال یکی از اصلی ترین محدودیت های آن کیفیت پایین سطح ایجاد شده می باشد. در این پروژه تاثیر پارامترهای فرایند و جهت قرارگیری نمونه بر کیفیت سطح بررسی شد. لذا نمونه هایی در شرایط مختلف زاویه سطح، فاصله هاشور و زمان بازپخت ایجاد شده و پارامترهای زبری سطح به دو روش تماسی و غیر تماسی اندازه گیری شد. نمونه ها درای زاویه سطح دربازه 0 تا 180 درجه با گام 2 درجه بودند. زمان های بازپخت درنظر گرفته شده 20، 50 و 80 دقیقه و مقدار فاصله هاشور 50، 75، 100 و 125 میکرومتر می باشد. در روش غیر تماسی به کمک میکروسکوپ دیجیتالی، پروفیل سطح بدست آمده و سپس زبری سطح به کمک نرم افزار متلب محاسبه شد. در نهایت به کمک تحلیل آنالیز واریانس رابطه ریاضی بین ورودی ها و پاسخ ها ایجاد شد. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله هاشور، زبری سطح افزایش می یابد و زبری سطح در سطوح بالایی، با افزایش زاویه سطح ابتدا با سرعت افزایش و سپس کاهش می یابد. در سطوح پایین با افزایش زاویه، زبری سطح به آرامی افزایش یافته و سپس کاهش می یابد. همچنین به نظر می رسد تغییرات زبری مستقل از زمان بازپخت است. مقایسه داده های واقعی با پیش بینی های صورت گرفته توسط مدل ایجاد شده نشان می دهد که خطای پیش بینی کمتر از 14% می باشد.

    کلیدواژگان: استریولیتوگرافی، زبری سطح، زاویه سطح، فاصله هاشور، تحلیل آنالیز واریانس
  • محمد علی فارسی، محمد نجفی صفحات 257-266
    در این مقاله، آنالیز قابلیت اطمینان سیستم منسجم چند حالتی تشخیص شرایط اضطراری یک فضاپیما براساس آنالیز درخت خطا مورد بررسی قرار گرفته است. سیستمی با پیچیدگی بالا و ترم های اشتراکی بسیاری به وجود خواهد آمد که تحلیل چنین سیستمی چه به روش حداقل مجموعه-برش و چه با استفاده از روش BDD بسیار زمان بر و دارای تحلیل بسیار مشکلی به لحاظ ترم های اشتراکی بوده و همچنین نتایج بدست آمده از دقت کمتری برخوردار خواهند بود. برای غلبه بر این مشکل، یک روش ترکیبی برای تحلیل درخت خطای استاتیکی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. در این روش، حداقل مجموعه-برش با روش BDD ادغام شده و احتمال رخداد رویداد اصلی محاسبه قرار می شود. برای تشریح این روش، سیستم تشخیص شرایط اضطراری (EDS) یک فضاپیما به عنوان نمونه بررسی می شود. در این مقاله، آنالیز سیستم از یک دیدگاه کلی تر صورت می گیرد. به این صورت که فرض می شود کل سیستم شامل دو زیرسیستم: زیرسیستم مربوط به فرستنده های سیگنال و زیرسیستم نشان دهنده های داخل کابین می باشد. دو درخت خطای متفاوت برای هر یک از حالت ها ساخته شده و بررسی می شوند. در نهایت، نتایج حاصل از آنالیز برای سیستم چند حالتی متشکل از اجزاء چند حالتی به کمک آنالیز درخت خطا ارائه شده و مقدار قابلیت اطمینان سیستم محاسبه گردیده است.
    کلیدواژگان: قابلیت اطمینان، آنالیز درخت خطا، سیستم چندحالتی، سیستم تشخیص شرایط اضطراری فضاپیما، مجموعه، برش، دیاگرام تصمیم باینری
  • علیرضا کارگر، رضا رحمان نژاد، محمدعلی حاج عباسی صفحات 267-276
    در این مقاله راه حلی الاستیک، با استفاده از توابع پتانسیل مختلط موسخلیشویلی و کولوسف، برای محاسبه مولفه های تنش در اطراف تونل های دایره ای شکل همراه با لاینینگ بتنی با ضخامت ثابت ارائه شده است. فرض شد که بتن و سنگ دارای رفتار الاستیک خطی بوده و همسانگردند. توده سنگ تحت میدان تنش اولیه قرار دارد. اتصال میان بتن و سنگ بصورت بدون لغزش فرض گردید بطوریکه دارای جاجایی یکسان در فصل مشترک می باشند. به علت پیچیدگی مسئله بخاطر وجود نگهداری بتنی از نگاشت همدیس برای حل مسئله استفاده گردید. با فرض کرنش صفحه ای جواب فرم بسته ای برای مولفه های تنش بدست آمد. جواب بدست آمده با راه حل کرش، هنگامیکه ضخامت نگهداری به صفر میل می کند، و نتایج نرم افزار اجزا محدود آباکوس مقایسه شد که همگرایی خوبی از خود نشان دادند، تنها در سقف تونل، در مرز داخلی دیواره بتنی، اختلافاتی میان روش تحلیلی و نرم افزار آباکوس مشاهده شد؛ همچنین مشخص گردید که روش ارائه شده مقادیر تنش ها را بصورت بسیار دقیقتر نسبت به نرم افزار آباکوس در دیواره داخلی نگهداری محاسبه می کند. در نهایت آنالیز حساسیتی نسبت به ضخامت و سختی بتن انجام گرفت و پیشنهادهایی برای طراحی لاینینگ ارائه شد. از مزایای این روش می توان به سرعت و دقت بالای محاسبات نسبت به روش های عددی اشاره نمود.
    کلیدواژگان: الاستیسیته صفحه ای، تونل دایروی شکل، توابع پتانسیل مختلط
  • سعید پروار، کیومرث مظاهری صفحات 277-284
    شبیه سازی عددی تراک گازی از جمله مسائل پیچیده در زمینه شبیه سازی عددی می باشد. با توجه به وجود نقطه صوتی (نقطه CJ) در انتهای ناحیه واکنش تراک و ایزوله شدن ناحیه واکنش و شوک پیشرو از اغتشاشات جریان دوردست، در اکثر شبیه سازی های عددی میدان محاسباتی با استفاده از شرایط مرزی مصنوعی در دور دست برش داده می شود. استفاده از این نوع شرایط مرزی موجب بوجود آمدن یک سری امواج مجازی و در نتیجه ورود خطا در محاسبات می شود. بنابراین، برای کاهش دادن این اثرات منفی، میدان محاسباتی به اندازه ی کافی بزرگ فرض می شود. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثرات طول و عرض میدان در شبیه سازی عددی این پدیده و همچنین بررسی نقش انرژی فعال سازی بر طول میدان محاسباتی می باشد. برای کاهش اثرات منفی برش میدان، از شرط مرزی غیرانعکاسی در دور دست استفاده می شود. در کار حاضر از روش مشخصه ها برای اعمال شرط مرزی غیرانعکاسی استفاده شد. با استفاده از مفاهیم اشاره شده، یک طول محدود به عنوان طول میدان محاسباتی تعریف می شود. مقدار مناسب این طول برای چند انرژی فعال سازی برای دو حالت یک و دو بعدی بدست آمد. افزایش انرژی فعال سازی منجر به افزایش طول ناحیه واکنش می شود بنابراین طول متناسب میدان محاسباتی برای انرژی فعال سازی بالاتر افزایش می باید. مقایسه زمان مورد نیاز برای حل کامل میدان با میدان برش خورده حاکی از کاهش قابل توجه این زمان بود.
    کلیدواژگان: تراک گازی، نقطه CJ، شرایط مرزی غیرانعکاسی، روش مشخصه، برش میدان محاسباتی
  • جلیل رضایی پژند، جعفر رحیمی نسب صفحات 285-293
    این مقاله ارتعاشات گذرای غیرخطی صفحات ساندویچی کامپوزیتی را با لایه ی سیال الکترورئولوژیکال مورد بررسی قرار می دهد. تحریک اولیه به صورت یک بار گسترده یکنواخت و یا ناپایداری فلاتر در اثر جریان هوای مافوق صوت است. برای مدل سازی صحیح رفتار سیال الکترورئولوژیکال در ناحیه ی پس از تسلیم، از مدل پلاستیک بینگهام استفاده می شود. به کمک روابط کرنش-جابه جایی وان کارمن اثر تغییر شکل های بزرگ در نظر گرفته می شود. از تئوری مرتبه ی اول پیستون برای به دست آوردن فشار ایرودینامیکی استفاده می شود. با اعمال اصل همیلتون و استفاده از روش اجزاء محدود معادلات حرکت استخراج شده و سپس، پاسخ از طریق روش انتگرال گیری نیومارک در حوزه ی زمان به دست می آید. در بررسی های عددی اثر لایه ی الکترورئولوژیکال بر رفتار ارتعاشی صفحه ی ساندویچی مطالعه می شود. اثر شدت میدان الکتریکی، ضخامت لایه ی الکترورئولوژیکال، تحریک اولیه و شرایط مرزی بر زمان نشست ارتعاشات گذرا تحلیل می شود. نتایج نشان می دهد با اعمال میدان الکتریکی بر لایه ی الکترورئولوژیکال، میرایی ارتعاشات گذرا به طور قابل توجهی بهبود می یابد، اما دامنه ی ارتعاشات پس از فلاتر تغییر نمی کند.
    کلیدواژگان: سیال الکترورئولوژیکال، ارتعاشات غیرخطی، صفحه ی ساندویچی، روش اجزاء محدود
  • امین حبیب نژاد کورایم، معین طاهری، محرم حبیب نژاد کورایم صفحات 294-300
    امروزه یکی از بحث هایی که در دنیای نانو مطرح است، بحث جابه جایی یا منیپولیشن نانوذرات است. این بحث به این دلیل مهم است که می توان با جابه جایی نانوذرات، ساختاری متفاوت ازآنچه درحال حاضر در دسترس است، را به دست آورد. لذا برای رسیدن به این مهم از پروب میکروسکوپ نیروی اتمی به عنوان منیپولاتور استفاده می شود. به این طریق که با استفاده از آن، نانوذرات با کشیدن و یا راندن روی سطح، جابه جاشده و به نقطه ی مطلوب رسانده می شوند. اگر نیروی وارده بیش ازحد نیاز باشد، نانوذره پس از ایستادن پروب میکروسکوپ نیروی اتمی همچنان به حرکت خود (لغزشی یا غلتشی) ادامه داده و از نقطه ی مطلوب نهایی دور می شود. از طرف دیگر، اگر نیروی وارده کم باشد، به طوری که نتواند بر نیروی اصطکاک ایستایی غلبه کند، نانوذره هیچ حرکتی نخواهد داشت. پس پیدا کردن نیروی بهینه در امر نانومنیپولیشن از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله، با استفاده از شبیه سازی دینامیکی نانوذره، معادلات حاکم بر نانوذره در هنگام منیپولیشن استخراج و شبیه سازی شده تا با استفاده از آن ها بتوان نیروی بحرانی و زمان بحرانی را برای نانوذرات طلا، مخمر و پلاکت در محیط های گازی، آبی، الکلی و پلاسما محاسبه کرد. با مقایسه ی نتایج به دست آمده، نتیجه گیری می شود که حرکت ذرات در محیط های مختلف بیولوژیکی با تاخیر زمانی و نیروی بحرانی بیشتر نسبت به محیط گازی صورت می گیرد.
    کلیدواژگان: تیرک، منیوپولیشن، نیرو و زمان بحرانی، میکروسکوپ نیروی اتمی، نانو ذرات
  • سینا نظری اونلقی، احمد عاصم پور * صفحات 301-309

    در اکستروژن مقاطع مختلف با استفاده از قالب های تخت چند سوراخه، جانمایی مناسب حفره ها اهمیت ویژه ای در اجتناب از عیوب هندسی دارد. در این مقاله، روشی برای جانمایی شعاعی حفره های قالب در فرآیند اکستروژن چند سوراخه ارائه شده است. برای این منظور، یک قالب دو حفره ای با حفره هایی به شکل T- نامتقارن به عنوان مثال برای محاسبات انتخاب شده است. ابتدا یک میدان سرعت مجاز به لحاظ سینماتیکی در ناحیه تغییر شکل بدست آمده است. در پیش بینی میدان سرعت اثرات تشکیل منطقه مرده فلزی لحاظ شده است. سپس برای اندازه گیری انحنای پروفیل خروجی تابع انحرافی معرفی شده که ورودی آن میدان سرعت در دهانه خروجی قالب و خروجی آن انحنای پروفیل اکسترود شده می باشد. از خروجی این تابع برای جانمایی حفره ها استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که هرچه موقعیت حفره ها به مرکز سطح قالب نزدیک تر باشد جریان فلز متوازن تر است. جهت اعتبارسنجی نتایج از شبیه سازی اجزای محدود استفاده گردیده است. روش ارائه شده قابل تعمیم به قالب هایی با تعداد حفره های بیشتر و اشکال پیچیده تر می باشد. این روش به طراح قالب کمک می کند تا فرآیند اکستروژن با کیفیت تری داشته باشیم.

    کلیدواژگان: فرآیند اکستروژن، قالب چند سوراخه، روش کران بالا، جریان نامتوازن فلز، شبیه سازی اجزای محدود
  • محرم حبیب نژاد کورایم، سپهر دهقانی قهنویه، مهدی قاسمی، معین طاهری صفحات 310-316
    در منیپولیشن نانوذرات با میکروسکوپ نیروی اتمی، به منظور مدل سازی دقیق دینامیک منیپولیشن و جلوگیری از آسیب به نانوذره، محاسبه ی دقیق نیروی بحرانی امری ضروری می باشد. برای مدل سازی دینامیکی دقیق و محاسبه ی نیروی وارد بر نانوذره نیز نیاز به مدل سازی سختی در انواع تیرکها، شناخت پارامترهای هندسی حساس موثر بر سختی تیرک ها و پارامترهای حساس موثر بر زمان و نیروی بحرانی می باشد. ازاین رو در این مقاله ابتدا به صورت مجزا به بررسی دو نوع متداول تیرکها یعنی تیرک های وی-شکل و خنجری پرداخته شده است. برای مدل سازی سختی تیرک وی-شکل، این تیرک به دو قسمت تقسیم شده است؛ قسمت اول مثلثی و قسمت دوم شامل دو تیر مورب مستطیلی است. سپس سختی هر قسمت به طور مجزا مدل شده و سختی نهایی محاسبه شده است. برای مدل سازی سختی تیرک خنجری نیز از همین روش استفاده شده و تیرک به دو قسمت مثلثی و مستطیلی تقسیم شده و سختی نهایی به دست آورده شده است. با توجه به این که بررسی پارامترهای اثرگذار بر سختی تیرک و زمان و نیروی بحرانی منیپولیشن در منیپولیشن ذرات زیستی اهمیت بالایی دارد، لذا با استفاده از روش آنالیز حساسیت ای-فست به انتخاب مناسب نوع تیرک و پارامترهای آن پرداخته شده است. در انتها در این مقاله نشان داده شده است که تیرک خنجری برای جابه جایی ذرات بیولوژیکی مناسب تر است.
    کلیدواژگان: تیرک، منیپولیشن، نیرو و زمان بحرانی، ای، فست
  • بهروز زارع دثاری، محمد عباس زاده یخفروزانی، بهنام داودی صفحات 317-322
    روانکاری در فرآیندهای شکل دهی ورق از جمله کشش عمیق به منظور کاهش اصطکاک در سطوح تماسی، کاهش سایش قالب، کاهش نیروی شکل دهی و افزایش شکل پذیری ورق امری ضروری می باشد. نانو ذرات اکسید فلزات مختلف بدلیل خواص منحصر به فردی همچون مساحت سطح ویژه می توانند به عنوان افزودنی به روانکار پایه اضافه شده و خواص تریبولوژیکی مطلوبی را در آن ایجاد نمایند. در پژوهش حاضر، به منظور بهبود شرایط اصطکاکی در فرآیند کشش عمیق استفاده از روانکار معمولی غنی شده با نانو ذرات آلومینا (Al2O3) مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی عملکرد نانو روانکار در مقایسه با روانکار معمولی، نیروی شکل دهی، مقادیر زبری سطح (Ra) و توزیع ضخامت قطعات شکل داده شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از آزمایشات تجربی نشان می دهند که افزودن 0/5 درصد وزنی نانو ذرات Al2O3 به روانکار معمولی سبب بهبود قابل ملاحظه خاصیت روانکاری می شود بطوریکه در مقایسه با روانکار معمولی نیروی شکل دهی و زبری سطح به ترتیب به میزان 16/39% و 19/33% کاهش می یابد. همچنین مشاهده شد که استفاده از روانکار حاوی افزودنی نانو ذرات سبب 23/94% بهبود در ماکزیمم کاهش ضخامت در نقطه بحرانی می شود.
    کلیدواژگان: نانو روانکار، نانو ذرات آلومینا، کشش عمیق، زبری سطح، توزیع ضخامت
  • قدرت قصابی، محسن کهرم صفحات 323-331
    در تحقیقات پیش از این، مطالعه جامع آزمایشگاهی که، اثر تمام متغیرهای موثر و تقابل آنها را بر میزان عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت صفحه تخت در حضور مانع بررسی نماید، صورت نگرفته است. اگرچه الگوی استفاده از مانع در نزدیکی صفحه تخت جهت افزایش انتقال حرارت در مبدل ها و تمایل محققین جهت دریافت اطلاعات کامل در زمینه عوامل ایجاد عدم تشابه، باعث تحقیقات فراوانی در این زمینه شده بود. از طرفی، با حضور مانع مستطیلی در نزدیکی صفحه تخت، ضریب انتقال حرارت و ضریب اصطکاک، تحت تاثیر عواملی مختلفی قرار می گیرد که بررسی تمام تقابل های بین متغیرها، با توجه به بازه تغییرات آنها، بصورت آزمایشگاهی امکان پذیر نمی باشد. در این مقاله، ماکزیمم و مینیمم مقدار ضرایب اصطکاک و انتقال حرارت به ازای تمام ترکیب های ممکن برای متغیرهای مستقل تعیین شدند تا حداقل و حداکثر میزان عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت مشخص شوند و وجود عدم تشابه، در میان ترکیب های متغیرهای مستقل، بررسی گردد. بدین منظور با توجه به تعدد متغیرها و بازه تغییرات آنها، ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایش ها، تعداد آزمایش ها کاهش یافته است بدون اینکه اطلاعات اساسی حذف شود. سپس آزمایش ها در یک تونل باد آزمایشگاهی که دارای حداکثر سرعت 13 متر بر ثانیه می باشد انجام گرفت و در آخرین مرحله، با استفاده از روش تاگوچی، حداکثر و حداقل مقادیر ضرایب اصطکاک و انتقال حرارت تعیین گردیدند. نتایج نشان می دهد عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت به ازای تمام ترکیب های ممکن برای متغیرهای مستقل وجود دارد.
    کلیدواژگان: ضریب اصطکاک، ضریب انتقال حرارت، عدم تشابه، تاگوچی
  • احسان پولادی برج، خلیل فرهنگدوست صفحات 332-338
    فرایند کارسرد، تمایل ترک های موجود در اطراف سوراخ هایی که تحت بار خستگی قرار می گیرند را برای جوانه زنی و یا رشد کاهش می دهد. این امر بخاطر بوجود آمدن تنش پسماند محیطی فشاری در اطراف سوراخ می باشد. تعیین تنش های پسماند نتیجه شده از این فرایند با روش های غیر مخرب، ساده و کم هزینه، هدف بسیارمهمی در فرایند طراحی قطعات سوراخدار به شمار می رود. دراین تحقیق برای اندازه گیری تنش های پسماند از روش نصب کرنش سنج بهره گرفته و در واقع کرنش های سطحی بعنوان شاخص مناسبی برای تعیین میدان تنش های پسماند معرفی شده اند. تعیین تعداد کرنش سنج های مورد نیاز و نیز محل مناسب برای نصب آنها در اطراف سوراخ کار سرد شده موضوع اصلی این تحقیق می باشد. نتیجه تحقیق همخوانی خوبی با نتیجه آزمایش کار سرد بر روی نمونه هایی از جنس آلیاژ آلومینیوم 2024 نشان می دهد. نتیجه حاصله حاکی ازین است که برای تعیین میدان تنش پسماند، نصب دو کرنش سنج در فاصله شعاعی یکسان از لبه سوراخ در دونقطه مقابل هم یکی بصورت شعاعی و دیگری بصورت محیطی مورد نیاز می باشد. همچنین برای حصول نتیجه مناسب، کرنش سنج ها می بایست در ناحیه الاستیک نصب گردند. نصب کرنش سنج ها در ناحیه پلاستیک منجر به ورود خطا و نتیجه غیر قابل اطمینان خواهد شد.
    کلیدواژگان: تنش پسماند، کرنش سنج، کار سرد، سوراخ کار سرد شده
  • مهدی فکور، مرضیه تقی نژاد، امیررضا کوثری صفحات 339-351
    در این مقاله روشی جهت طراحی پیکره بندی و بهینه سازی جانمایی اجزای ماهواره مخابراتی پیشنهاد می شود. در ابتدا الگوریتمی جهت طراحی پیکره بندی ماهواره زمین-آهنگ ارائه می گردد. با توجه به اینکه زیرسیستم پیشرانش ماهواره های زمین آهنگ بزرگترین قطعات را به لحاظ حجمی و جرمی داراست، می تواند تاثیر بسزایی در پیکره-بندی ماهواره داشته باشد؛ بنابراین این مسئله در الگوریتم طراحی پیکره بندی مورد توجه قرار می گیرد.
    پس از تعیین پیکره بندی، فرایند بهینه سازی طراحی جانمایی اجزای ماهواره انجام می گیرد که یکی از مسائل پیچیده طراحی مهندسی است. در این مقاله الگوریتم پیشنهاد شده جهت بهینه سازی طراحی جانمایی اجزای ماهواره شامل دو مرحله جانمایی اولیه و جزئی است. قیود هندسی با روش دایره محدود و قیود عملکردی با قید فاصله دور و نزدیک بودن اجزا بیان می شوند. روش بهینه سازی بکارگرفته شده، هیبرید است که ترکیبی از روش بهینه سازی تبرید فلزات و شبه نیوتن می باشد. الگوریتم بهینه سازی مورد نظر، بر روی یک نمونه تست به منظور اعتبارسنجی پیاده می شود. در نهایت الگوریتم پیکره بندی و طراحی جانمایی بهینه، بر ماهواره مخابراتی عملیاتی پیاده می شود. طراحی پیکره بندی و بهینه سازی طراحی جانمایی در ماهواره عملیاتی انجام می گیرد. نتایج حاصل نشان می دهد، ممانهای اینرسی ضربدری که تابع هدف هستند، مینیمم شدند و قیود مورد نظر نیز برآورده شده اند.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، طراحی جانمایی، پیکره بندی، مخازن سوخت، ماهواره
  • محمود مهرداد شکریه، رضا معدولیت، بهادر بستانی، احمد قاسمی قلعه بهمنی، وحید محمودیان صفحات 352-360
    در این تحقیق یک روش نوین ترکیبی از نتایج آزمایشگاهی و حل عددی برای تعیین ثوابت الاستیک ورق های اورتوتروپیک نازک و ضخیم و با چیدمان های مختلف و همچنین ورق های همگن با شرایط مرزی متفاوت، پیشنهاد شده است. این روش از داده های آزمایش ارتعاشی و حل عددی متناظر و روش بهینه سازی استفاده می کند. داده های آزمایشگاهی یک دسته از فرکانس های ویژه است که از ارتعاش عرضی ورق بدست می آید. همچنین حل عددی برمبنای مدل سازی با استفاده از روش المان محدود در یک نرم افزاری تجاری حاصل می گردد. برای تعیین ثوابت مادی ورق توسط روش معکوس از الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات در نرم افزار متلب بهره برداری شده است. از مجموع مربعات اختلاف بین مقادیر اندازه گیری شده آزمایشگاهی و محاسبه شده حل عددی فرکانس های ویژه به عنوان تابع خطا استفاده شده است. اعتبارسنجی، کارایی و توانایی روش پیشنهاد شده در این مقاله با استفاده از داده های آزمایشگاهی و تحلیلی در دسترس از دیگر مقالات بررسی شده است. دقت بالاتر نتایج بدست آمده از این روش نسبت به روش های موجود ارائه شده در مقالات تحت بررسی، به خوبی اعتبار روش پیشنهاد شده را تایید می کند.
    کلیدواژگان: روش معکوس، چندلایه های کامپوزیتی، مشخصه یابی مادی، المان محدود، بهینه سازی
  • امین فرخ آبادی، مریم اقا ابراهیمی سامانی صفحات 361-370
    در این مقاله با استفاده از یک مدل تاخیر برش توسعه یافته، با درنظرگیری اثرات تنشهای برشی خارج صفحه ای، میدانهای تنش، کرنش، جابجایی و انرژی کرنشی در چندلایه های کامپوزیتی متعامد نمونه 0m/90n]s] محاسبه می شود. در ادامه روابطی برای تعیین افت سختی ناشی از وجود ترک ماتریسی در چندلایه های کامپوزیتی متقارن متعامد ارایه می شود و پارامترهای خرابی ناشی از وجود ترک ماتریسی در ماترسی سختی لایه کامپوزیتی تعریف می گردند. در ادامه با استفاده از مفاهیم مکانیک شکست و با بکارگیری دو معیار بیشترین تنش و معیار انرژی کرنشی آزاد شده، رشد مکانیزم های خرابی نظیر ترک ماتریسی و جداشدگی بین لایه ای حاصل از آن مطالعه می شود و یک رابطه بسته تحلیلی برای رشد خرابی در مواد مرکب لایه ای برحسب تنش محوری اعمال شده ارائه میگردد و در نهایت نتایج حاصل با نتایج تحلیلی و تجربی موجود مقایسه می گردد. نتایج ارائه شده نشان خواهد داد که روابط ارائه شده در این پژوهش در مقایسه با نتایج نیمه تحلیلی قبلی دارای دقت مناسبتر و خطای کمتر در مقایسه با نتایج تجربی میباشند. لازم به ذکر است که مدل ارائه شده در این مقاله، قابل توسعه به چندلایه های متقارن عمومی نیز می باشد.
    کلیدواژگان: مدل تاخیربرش ارتقا یافته، ترک ماتریسی، جداشدگی بین لایه ای، معیاربیشترین تنش، معیار انرژی کرنشی آزاد شده
  • محمد دامغانی نوری، حسین حاتمی، علی قدس بین جهرمی صفحات 371-378
    امروزه به منظور کاهش خسارات ناشی از برخورد از جاذب های انرژی استفاده می کنند. سازه های جدارنازک محبوب ترین سازه هایی هستند که به عنوان جاذب انرژی در اشکال مختلف استفاده می شوند. در این تحقیق به بررسی جاذب های استوانه ای ساخته شده از ورق های مشبک تحت بارگذاری ضربه ای پرداخته شده است. ورق های مشبک به دلیل دارا بودن وزن کم و مکانیزم فروریزش کارآمد دارای ظرفیت جذب انرژی بالایی هستند. دو نوع جاذب با زاویه سلول های متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. ابتدا به جاذب با زاویه سلول 0=α و سپس به جاذب با زاویه سلول 90=α پرداخته شده است. آزمایشات به وسیله دستگاه دراپ هامر صورت گرفته است. خروجی دستگاه به صورت نمودار شتاب- زمان می باشد که به وسیله شتاب سنجی که روی وزنه ضربه زننده قرار گرفته نمایش داده می شود. در این پژوهش به بررسی نوع فروریزش، نمودارهای نیرو - جابه جایی و پارامتر های موثر پرداخته شده است. از نتایج بدست آمده مشاهده شد که جاذب های با زاویه سلول 0=α دارای فروریزش متقارن بوده و ظرفیت جذب انرژی بالایی داشتند و جاذب های با زاویه سلول 90=α دچار کمانش کلی شده و مقدار جذب انرژی مناسبی نداشتند.
    کلیدواژگان: جاذب های انرژی مشبک، ظرفیت جذب انرژی، بارگذاری دینامیکی محوری، تاثیر نیروی ضربه ای
  • موسی محمدپور فرد صفحات 379-389
    در این مطالعه، رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی یک نانوسیال غیرنیوتونی مغناطیس شونده (با فرض سیال پایه غیرنیوتونی بعلاوه 4% اکسید آهن) در یک کانال مستطیلی عمودی و در حضور میدانهای مغناطیسی مختلف، به صورت عددی با استفاده از مدل دوفازی مخلوط، مدل قانون توانی و روش حجم محدود مورد بررسی قرار گرفته است. با در نظر گرفتن هدایت الکتریکی برای سیال پایه، علاوه بر اصول فرهیدرودینامیک، اصول مگنتوهیدرودینامیک نیز در نظر گرفته شده است. تاثیر غیر نیوتونی بودن سیال با استفاده از مدل قانون توانی، با فرض برابر بودن شاخص سازگاری در این مدل با لزجت در حالت نیوتونی، برای دو مقدار متفاوت شاخص قانون توانی، یعنی 6/0 و 8/0 بررسی و نتایج بدست آمده با نتایج حالت نیوتونی مقایسه شده است. سه حالت مختلف میدان مغناطیسی برای بررسی انتخاب شده است: میدان محوری غیر یکنواخت، متقاطع یکنواخت و حالتی که هر دو میدان مذکور به صورت همزمان اعمال شده اند. با توجه به نتایج بدست آمده روند کلی تغییرات برای عدد نوسلت و ضریب اصطکاک برای سیال غیرنیوتونی همانند حالت نیوتونی است با این تفاوت که در حالت غیر نیوتونی و با کاهش شاخص توانی، تاثیر پذیری پروفیل سرعت، عدد نوسلت، ضریب اصطکاک از میدان محوری، بیشتر میشود. همچنین نتایج نشان میدهند که هدایت الکتریکی تاثیرات قابل ملاحظهای بر رفتار فروسیال دارد و قابل صرفنظر نیست و میدان محوری با گرادیان منفی و میدان متقاطع اثرات مشابهی بر افزایش عدد نوسلت و ضریب اصطکاک دارند، در حالیکه میدان محوری با گرادیان مثبت آنها را کاهش میدهد.
    کلیدواژگان: فروهیدرودینامیک، مگنتوهیدرودینامیک، هدایت الکتریکی، مدل دوفازی مخلوط، سیال غیر نیوتونی
  • علی اکبر الله دادیان، کوروش حسن پور صفحات 390-396
    مدل سازی ریاضی مرحله ای مهم در طراحی و بهینه سازی ابزار و پارامترهای عملیات شکل دهی فلزات است. نمودار حد شکل دهی فلزات نیز به عنوان یک ابزار کارآمد در تولید بهینه قطعات به روش شکل دهی، مورد توجه محققان قرار گرفته است. با توجه به شکل پذیری اندک آلیاژهای تیتانیوم و کاربردهای فراوان این آلیاژها در صنایع پیشرفته نظیر هوا و فضا، مطالعه رفتار این آلیاژها در شکل دهی، اهمیت فراوانی پیدا کرده است. با توجه به هزینه های بالای روش های تجربی تعیین حد شکل دهی مخصوصا در دماهای بالا، روش عددی، توجه محققان زیادی را جلب کرده است. روش عددی تحت تاثیر مدل سازی دقیق رفتار الاستیک-پلاستیک ماده است. در آلیاژ Ti-64 تیتانیوم، رفتار نامعمول مکانیکی از قبیل ناهمسانگردی پلاستیک و عدم تقارن کشش و فشار در جهت های مختلف مشاهده می شود. در این مقاله روش عددی مارشینیاک به همراه سطوح تسلیم کازاکا و هیل در محاسبه حد شکل دهی آلیاژ Ti64 به کار رفته است. ملاحظه می گردد که پیش بینی حد شکل دهی با استفاده از سطح تسلیم کازاکا به نتایج تجربی موجود نزدیک تر است. علت این موضوع، پیش بینی بهتر سطح تسلیم کازاکا از رفتار آلیاژ تیتانیوم از قبیل ناهمسانگردی در ضرایب لانکفورد و تنش های تسلیم است. پیش بینی سطوح تسلیم هیل و کازاکا از ضرایب لانکفورد و تنش های تسلیم مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: نمودار حد شکل دهی، آلیاژ تیتانیوم، ناهمسانگردی پلاستیک
  • مهدی پورجعفری کسمایی، محمد هنرپیشه صفحات 397-402
    یکی از روش های ایجاد اتصال بین فلزات هم جنس و غیر همجنس، فرایند جوش انفجاری می باشد که فشار لازم جهت ایجاد اتصال از طریق انرژی ناشی از انفجار مواد منفجره حاصل می شود. در این پژوهش ورق سه لایه آلومینیوم/فولاد/آلومینیوم از طریق جوشکاری انفجاری تولید گردید و اثر دما و زمان عملیات حرارتی آنیلینگ بر خواص مکانیکی و متالورژیکی فصل مشترک اتصال مطالعه شده است. بدین منظور تغییرات سختی در راستای ضخامت نمونه ها اندازه گیری شده و ضخامت و نوع ترکیبات بین فلزی تشکیل یافته در فصل مشترک اتصال با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین آنالیز شیمیایی عناصر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده آن است که افزایش دما و زمان عملیات حرارتی باعث افزایش عمق نفوذ و ضخامت ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک اتصال می شود. مطالعات صورت گرفته پس از تست میکروسختی ویکرز نشان دهنده تعدادی میکروترک در فصل مشترک بالا و پایین برخی نمونه های آنیل شده می باشد که این موضوع، تشکیل ترکیبات بین فلزی ترد در فصل مشترک اتصال و شکل پذیری پایین این ترکیبات را نشان می دهد. همچنین به منظور بررسی کیفیت اتصال لایه ها تست برش به انجام رسید که بیانگر اتصال قابل قبول لایه ها به یکدیگر بود.
    کلیدواژگان: جوشکاری انفجاری، عملیات حرارتی، ترکیبات بین فلزی، فصل مشترک
  • عطاالله ربیعی، علیرضا عطف صفحات 403-411
    در تحقیقات پیش از این، مطالعه جامع آزمایشگاهی که، اثر تمام متغیرهای موثر و تقابل آنها را بر میزان عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت صفحه تخت در حضور مانع بررسی نماید، صورت نگرفته است. اگرچه الگوی استفاده از مانع در نزدیکی صفحه تخت جهت افزایش انتقال حرارت در مبدل ها و تمایل محققین جهت دریافت اطلاعات کامل در زمینه عوامل ایجاد عدم تشابه، باعث تحقیقات فراوانی در این زمینه شده بود. از طرفی، با حضور مانع مستطیلی در نزدیکی صفحه تخت، ضریب انتقال حرارت و ضریب اصطکاک، تحت تاثیر عواملی مختلفی قرار می گیرد که بررسی تمام تقابل های بین متغیرها، با توجه به بازه تغییرات آنها، بصورت آزمایشگاهی امکان پذیر نمی باشد. در این مقاله، ماکزیمم و مینیمم مقدار ضرایب اصطکاک و انتقال حرارت به ازای تمام ترکیب های ممکن برای متغیرهای مستقل تعیین شدند تا حداقل و حداکثر میزان عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت مشخص شوند و وجود عدم تشابه، در میان ترکیب های متغیرهای مستقل، بررسی گردد. بدین منظور با توجه به تعدد متغیرها و بازه تغییرات آنها، ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایش ها، تعداد آزمایش ها کاهش یافته است بدون اینکه اطلاعات اساسی حذف شود. سپس آزمایش ها در یک تونل باد آزمایشگاهی که دارای حداکثر سرعت 13 متر بر ثانیه می باشد انجام گرفت و در آخرین مرحله، با استفاده از روش تاگوچی، حداکثر و حداقل مقادیر ضرایب اصطکاک و انتقال حرارت تعیین گردیدند. نتایج نشان می دهد عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت به ازای تمام ترکیب های ممکن برای متغیرهای مستقل وجود دارد.
    کلیدواژگان: ضریب اصطکاک، ضریب انتقال حرارت، عدم تشابه، تاگوچی
  • احمد محمدی نجف آبادی، ایرج ستاریفر، محسن رضاییان اکبرزاده صفحات 412-418
    ترک های ناشی از فرایندهای ساخت یا عملکرد قطعات، می توانند رشد نموده و موجب شکست سازه شوند. از این رو، دستیابی به روشی مناسب جهت پیش بینی شروع رشد ترک، همواره مورد توجه بوده است. رویکردهای اصلی در تحلیل شکست سازه ها، شامل دو رویکرد کل نگر و موضعی است. در رویکرد کلنگر، مقاومت در برابر شکست، بر حسب مقادیر بحرانی پارامترهایی دور از نوک ترک مثل K یا J تحلیل می شود. در پژوهش حاضر، مدل برمین رویکرد موضعی به کار گرفته شده که از آن به منظور پیش بینی شکست ترد استفاده می شود و در آن، میدان تنش و کرنش در حوزه نوک ترک مورد بررسی قرار می گیرد. در این مدل پارامترهایی معرفی می شوند که باید از طریق داده های آزمونهای تجربی کالیبره گردند. هدف از این پژوهش، مقایسه روش های مرسوم در کالیبراسیون پارامترهای رویکرد موضعی بر روی داده های آزمونهای شکست ترد نمونه های خمش سه نقطه، شناخت محدودیت ها و در نهایت ارائه یک روش جدید کالیبراسیون جهت استخراج پارامترهای مناسب برای پیش بینی شکست ترد این نمونه ها با استفاده از رویکرد موضعی مکانیک شکست است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد، روش های مرسوم در کالیبراسیون پارامترهای رویکرد موضعی با استفاده از آزمایش نمونه های خمش سه نقطه در برخی موارد با محدودیت همراه است. همچنین معرفی پارامتر موقعیت ویبال به عنوان معیاری از سه بعدی شدن تنش ها در مدل برمین، روش مستدل جدیدی جهت پیش بینی شکست ترد نمونه های خمش سه نقطه با قیود متفاوت، ارائه شده است.
    کلیدواژگان: شکست ترد، رویکرد موضعی، مدل برمین، کالیبراسیون، نمونه خمش سه نقطه
|
  • Sepehr Ramezani, Seyed Mehdi Rezaei, Mohammad Zareinejad, Kevani Baghestan Pages 1-10
    Nonlinear factors such as air compressibility, leakage and friction make the control of pneumatic systems complex. Model-based robust control strategies are appropriate candidates for pneumatic systems, however in such controllers the measurement of state variables of the system are needed. In a pneumatic system the state variables are position and velocity of the actuator, and pressure in both sides of the cylinder. Pressure measurement is usually obtained by means of costly and low response sensors. A better way to deal with the measurement problem is to use observers to reconstruct the missing velocity and pressure signals. However the problem in a pneumatic system is that the system is not observable and pressure signals could not be observed by means of position signals only. To deal with this problem, in this paper, the pneumatic actuator is modeled as two separate chambers and the resulting subsystems are observable independently. High gain observers are designed for mentioned subsystems and for each chamber the pressure of the other chamber is considered as a disturbance. The input signal for each observer is the actuator position signal only. Finally a sliding-mode control strategy is designed for position tracking and experimental results verify that both controller and observer objectives are satisfied.
    Keywords: Pressure observer, high, gain observer, servo pneumatic, proportional valve, Sliding Mode Control
  • Mojtaba Yazdani, Ali Rashed Pages 11-20
    In this paper, the behavior of multi-layered Alumina ceramic armor against high velocity projectile has been considered. Due to the conoid failure mechanism of ceramics under impact loadings, high compressive strength and erosive behavior of them against projectiles, specially ogive nosed ones, various incorporation of this material in modern armor applications is possible. Consideration of this behavior by means of different constitutive relations in detail, such as given by Johnson & Holmquist, one can design an armor with higher ballistic performance.In this study, "conoid fracture" behavior of "ceramic - elastomer" armor has been simulated in LS - Dyna with Johnson - Holmquist constitutive relation. As a result, the conoid failure of top layer ceramic causes the impact pressure to decrease in back layer, and consequently the epoxy interface transfers the pressure distribution between ceramic layers, causing growth and propagation of conoid failure thus distributing the pressure in larger area, finally resisting against projectile penetration in the armor. Application of this armor system for light-weight and heavy back layer-free purposes, would be of the highest priority against high velocity projectiles.
    Keywords: High, velocity penetrators, multi, layered ceramic, armor, conoid failure, Johnson, Holmquist constitutive relation
  • Gholamhasan Payghaneh, Karamat Malekzadeh Fard, Fahimeh Rashed Saghavaz Pages 21-30
    In this article, the physical and Geometrical effective parameters on free vibration and Force impact a three-layer sandwich plate in the middle layer with magneto rheological (core) Under cross-shot with low speed is investigated. The first natural frequency and loss factor of comparable modal for the first four vibrative modes for Core thickness, magnetic fields and different sheet’s geometrical parameters, is founded. The MR material shows variations in the rheological properties when subjected to varying magnetic fields. These materials with fast response time (in milliseconds) Through a detailed with variation in Magnetic field can be controlled. The governing equations of motion were obtained using Hamilton̕s principle. The results were obtained by the systematic analytical solution. Using the two degrees of freedom mass-spring model, the contact force function can be obtained analytically. The obtained natural frequency from eigen value problem, was used for calculating of equivalent mass of the plate in spring mass model. The results show that with systematic variation of magnetic field and with increasing the ratio of core thickness to the layer thickness and also with increasing the ratio of length to the whole of sheet thickness, we can in order, the stiffness, structural loss factor coefficient and maximum contact force can be changed and controlled.
    Keywords: Smart Structures, Vibration Suppression, Magneto Rheological Fluid, Geometrical, Physical Parameters
  • Davoud Shahgholian Ghahfarokhi, Mahmoud Salimi, Mahmoud Farzin Pages 31-38

    When two bodies slide on each other, friction is created. By superposing ultrasonic oscillation to one of the bodies, the friction force is reduced. This phenomenon is widely used in metal forming and metal cutting. For the production and transmission of ultrasonic vibrations to a target it is required to use an ultrasonic system the components of which are a generators, a transducers and a horn. Horn constitutes an important part of the Ultrasonic systems. The main task of the horn is to transmit the ultrasonic vibrations and amplify the ultrasonic vibration amplitude at the output. In this study, an Aluminum horn was designed in cylindrical-conical-cylindrical shape geometry and was analyzed by the finite-element method(FEM) using the Abaqus software was manufactured. The resonance frequency obtained in Abaqus was equal to 19976 Hz. The resonance frequency obtained from the generator was equal to 19920 Hz. Hence there is a very good agreement between the experimental result and the FEM simulation. The difference between the finite element simulation results and the experimental ones is less than one percent. Moreover, a horn –workpiece assembly for applying the ultrasonic sliding friction was designed and manufactured. Then the fixture and the tool holder clamp were designed for the vibrating tool so that it can be installed on a milling machine and the friction force measurement is possible while the ultrasonic vibrations are applied.

    Keywords: Cylindrical, conical, cylindrical horns, FEM simulation, Ultrasonic vibration, process sliding friction
  • Vahid Khandan, Bahar Firoozabadi, Mohammad Said Saidi Pages 39-48

    Alzheimer’s disease (AD) is the most common type of dementia in the elderly. The neuropathology and treatment of AD is not precisely determined yet, but according to the pathological studies, AD is associated with presence of toxic soluble oligomers and insoluble senile plaques formed by amyloidosis of Amyloid Beta (Aβ) in neocortical region of brain. The V10HHQKLVFFAE22 is a critical region of Aβ42 which facilitates aggregation process. An attractive therapeutic approach to treat AD is to identify small ligands that are capable of binding to critical residues in order to inhibit or reverse Aβ amyloidosis process as source of neurotoxicity. In this area, therapeutic efforts designed various organic agents and most of them focused on the N-terminal sequence of Aβ. Here, a peptide inhibitor derived from the C-terminal of Aβ (G33LMVG37) is utilized as inhibitor and combined Docking and Molecular dynamics simulation used to find the binding sights in the critical region (V10HHQKLVFFAE22). The simulation identified tree stable binding sites for Aβ42 inhibition by penta peptide. This result indicate that this penta-peptide is capable to inhibit aggregation process and can be consider as an drug for AD preclinical studies.

    Keywords: Alzheimer's disease (AD), Amyloid Beta (Aβ), Docking, Molecular dynamics(MD) simulation
  • Hamid Pourshamsi, Abbas Mazidi, Seyed Ahmad Fazelzadeh Haghighi Pages 49-58

    In this paper, the Flutter analysis of an aircraft wing carrying, elastically, an external store is studied. The wing is considered as a uniform cantilever beam and the external mass is connected to the wing by one spring and damper. The aeroelastic partial governing equations are determined via Hamilton’s variational principle. Also, modified Peter's finite-state aerodynamic model is employed. The resulting partial differential equations are transformed into a set of ordinary differential equations through the assume mode method. Effects of different situations like the wing without external mass, the wing with a rigidly attached external mass, and the wing with an elastically attached external mass on the flutter speed and frequency are investigated. The numerical results for a wing are compared with published results and good agreement is observed. Then, Simulation results for the wing with an elastically attached external mass are presented to show the effects of the wing sweep angle, store mass and its location and the spring rigidity constant on the wing flutter. Results show that sliding the external mass toward the wing tip in spanwise direction and also toward the trailing edge in chordwise direction decreases the flutter speed. Furthermore, increasing the store mass and spring constant decreases the wing flutter speed. Results show that increasing the wing sweep angle, increases the flutter speed, in all situations.

    Keywords: Flutter, aircraft wing, external store, elastic connection
  • Reza Tikani, Saeed Ziaei Rad, Nader Vahdati, Somayeh Heidari Pages 59-66
    Hydraulic engine mounts are widely used in aerospace and automotive applications for vibration isolation. Here in this paper an active engine mounting system is proposed which not only acts like an isolator in a wide range of frequencies, but also performs as a damper when shock inputs and engine resonances are present. The proposed new design consists of a conventional passive fluid mount, an electromagnetic actuator (voice coil) and a capacitive circuit. The voice coil is placed in the lower chamber of the passive fluid mount and it can change the volumetric stiffness of the bottom chamber actively such that the mount has low dynamic stiffness in a wide range of frequencies. The capacitive circuit is paralleled with the voice coil and in situations when large shock inputs are present; it adds capacitance to the electromagnetic circuit and changes the characteristics of the mount from an isolator to a damper. Here in this paper the physical and mathematical models of the new mounting system are presented, the simulation results are shown and the performances of the proposed design in all active, passive and damper conditions are demonstrated.
    Keywords: Active engine mount, Vibration isolation, Electromagnetic actuator, Filtered, X LMS
  • Fathollah Taheri, Behrooz, Rouzbeh Nouhi, Ali Reza Shamaei Kashani Pages 67-74
    In this paper an analytical approach for determining load distribution in single-column multi-bolt composite joints by considering elastic nonlinear behavior of the composite materials is presented. Load distribution was calculated by writing the governing equations of the motion. This closed form solution is an integration of spring-based models with nonlinear behavior of composite plate materials. Developed method is capable to calculate taken load by each bolt and its displacement by simultaneous solving of governing equilibrium equations of the system. This manuscript specifically focused on the influence of composite material nonlinearity on the load distribution of single bolted composite joints. For this purpose, load changes versus displacement are plotted by taking into account both the linear and nonlinear material behavior. The achieved results via suggested solution revealed that displacements were increased upto 2.5-5 percent in comparison with the results of linear method available in the literature. In addition, due to the manufacturing tolerances, bolt–hole clearances can vary within allowable limits and fits. Therefore the effect of bolt hole-clearance on the composite joints with linear and nonlinear material properties was also investigated.
    Keywords: Bolted composites joints, effects of nonlinear behavior, bolt, hole clearance, analytical solution
  • Mahdi Choubini, Gholam Hossein Liaghat, Mohammadhossein Pol Pages 75-83
    In this study, the numerical and experimental study of energy absorption and deformation of thinwalled tubes with square geometry and circular cross under impact loading is studied. The purpose of this study was to investigate the effect of geometry on the energy absorption of aluminum tubes and the effect of foam filled tubes to absorb more energy under transverse impact. In the experimental part, the tubes of aluminum in form of hollow and filled with solid polyurethane foam prepared and then the quasi-static tests with static and dynamic loading rates by drop hammer have been performed on samples with different energy and the acceleration-time diagrams in each test is obtained. In the last part of this study simulation of the phenomenon of transverse impact on thin sections was carried out with the ABAQUS software. The discussion and conclusions of this study, the results of experimental tests carried out by the author of the thesis has been compared with the results of numerical analysis show a good agreement(difference below twenty percent). Finally, it was concluded that with regard to material of structure, at high energies square tubes have 50 percent specific energy absorbed higher than circular tubes and filled tubes have 20 percent specific energy absorbed higher than hollowones. And transverse displacement of the hollow tube and circular tube is always higher than the filled tube and square tube.
    Keywords: energy absorber, thin walled tube, aluminum, transverse impact load, polyurethane foam
  • Hamed Hassanpour, Hamed Rezaei, Mohammad Hossein Sadeghi, Amir Rasti, Mohammad Mahdi Hadavi Pages 84-90

    Micromilling is a machining process in manufacturing of the miniature parts. Because of high oxidation and corrosion resistance, high fatigue strength and application of Ti6Al4V in hi-tech industries, in this paper surface roughness and burr formation in micromilling of this alloy have been investigated. Cutting parameters including spindle speed, feed rate and axial depth of cuthave been considered as input parameters of tests. Experiments have been performed for two cases: a) in presence of the minimum quantity lubrication and b) wet conditions. Carbide micro-end mill tool of diameter 0.5 mm and TiAlN coating was used. The Taguchi experimental design method has been used to design and analysis of results. Results showed that the spindle speed and feed rate were the most effective parameters on the surface roughness and burr width of titanium alloy, respectively. Also, by increasing both of these parameters, surface roughness and burr width were decreased. In addition, application of minimum quantity lubrication technique significantly improved the surface quality, and it was more effective in upper levels of spindle speed and axial depth of cut. Finally, the best surface quality was attained in spindle speed of 30000 rpm, feed rate of 0.8 μm/tooth and cutting depth of 60 μm.

    Keywords: Micromilling, surface roughness, burr, Titanium Alloy
  • Mohammad Moghiman, Zohreh Shams Pages 91-98
    This work presents a model for calculating the effective thermal conductivity of nanofluids. In this method, the effect of non-uniform sizes of nanoparticles and interfacial layer is investigated simultaneously. The developed model for the thermal conductivity of nanofluids takes into account the effects of the thermal conductivity of base fluids, the thermal conductivity, the volume fraction and the size of nanoparticles, the interfacial layer, non-uniform sizes of nanoparticles, Brownian motion and temperature. Hence, this model has the capability of offering both analytical and numerical Predictions. The accuracy of proposed model for the effective thermal conductivity of water-〖 Al〗_2 O_3, ethylene glycol-〖 Al〗_2 O_3, water- CuO, ethylene glycol-CuO, ethylene glycol-Al, water- TiO_2 is investigated. The effect of temperature, size of nanopartcles and volume fraction of nanopartcles is determined. Results show that the interfacial layer at the nanoparticle-liquid interface and non-uniform sizes of nonparticles are the important parameters for calculating the thermal conductivity of nanofluids. The Comparison between the result and available experimental data of several types of nanofluids indicates that the proposed model provides accurate results and the maximum error is 5%.
    Keywords: Nanofluid, Nanoparticle, Effective thermal conductivity, Non, uniform size, Interfacial layer
  • Reza Ansari, Mohammad Kazem Hassanzadeh Pages 99-107
    In this study, a three-dimensional micromechanics-based analytical model is developed to study the effects of regular and random distribution of silica nanoparticles on the thermo-elastic and viscoelastic properties of polymer nanocomposites. The Representative Volume Element (RVE) of nanocomposites consists of three phases including silica nanoparticles, polyimide matrix and interphase. Since the polymer in the vicinity of the nanoparticles shows distinct properties from those of the bulk matrix, because of nanoparticle–polymer matrix interactions, this region as interphase is considered in micromechanical modeling with specific thickness and properties. In order to simulate random distribution of silica nanoparticles into polyimide matrix, the RVE is extended to c×r×h cubic nano-cells in three dimensions. Perfect bonding conditions are applied between the constituents of RVE. It is assumed that all three phases of the RVE to be homogeneous and isotropic to obtain the thermo-elastic response of nanocomposite. The extracted thermo-elastic properties by the micromechanical model with random distribution of silica nanoparticles are closer to the experimental data. To predict the effective viscoelastic properties of the nanocomposites, silica nanoparticles are modeled as a linear elastic material, while polyimide matrix and interphase are assumed to be as a linear viscoelastic material. The model is also used to examine the influence of varying interphase properties and silica nanoparticle size on the effective nanocomposite behavior. The overall creep behavior of the nanocomposite for several stress levels is also presented.
    Keywords: Nanocomposite, Micromechanics, Random, regular distribution, Thermo, elastic, Viscoelastic
  • Masoud Farahnakian, Mohammad Reza Razfar, Farid Reza Biglari Pages 108-116
    Plasma assisted machining (PAM) is a method to improve machinability of hard turning. The process of plasma assisted machining for turning applications utilizes a high-temperature plasma arc to provide a controlled source of localized heat, which softens only that small portion of the work material removed by the cutting tool. The goal of this study is to present a methodology for determination cutting force during plasma enhanced turning of hardened steel AISI 4140. In this regard, a finite differential model was made to estimate the uncut chip temperature under different plasma currents, cutting speeds and feeds during PAM. A mechanistic model developed to estimate cutting force under different PAM conditions by considering shear stresses in the primary, secondary shear zones and force on the tool edge. The proposed model was calibrated with experimental hard turning data, and further validated over practical PAM conditions. Mean errors of predicted values and experimental data is lower than 10 percent. It is shown that PAM can decrease main cutting force in comparison to convectional to 40 percent in turning of hardened steel at high levels of uncut chip temperature due to softening the material.
    Keywords: Cutting forces, Plasma assisted turning, Hard turning, Analytical modeling
  • Hadi Hamedi, Mehdi Jahromi, Mostafa Mahmoodi, Jamasb Pirkandi Pages 117-125

    The present paper discussed about the technique that can be used to vector the exhaust flow in the pitch directions with using Double Throat nozzle (DTN). Compressible and supersonic gas flow inside a Double Throat nozzle and its exhaust plume at specific nozzle pressure ratios have been numerically studied with several turbulence models. The numerical results reveal that, the SST k–ω model gave the best results compared with other models in time and accuracy. In the present research, effects of changes in injection area of secondary flow and percent of secondary mass flow rate, on performance of Double Throat nozzle and thrust vectoring system have been investigated. The predicted results show that by decreasing the value of secondary flow injection area in a case with 7% secondary injection, the thrust vector angle increase 18º to 21º and thrust vectoring efficiency will increase. But by decreasing the value of secondary flow injection area, the thrust and discharge coefficient will decrease. Also when secondary mass flow rate increases, the discharge coefficient will decrease. So that in the design of fluidic thrust vectoring with double throat nozzle, the value of secondary mass flow rate should be low.

    Keywords: Fluidic Thrust Vectoring, Pitch Thrust Vector Angle, Vectoring Efficiency, Discharge Coefficient, Thrust Coefficient
  • Abdulrahman Soufi Mohammadi, Mahmoud Mosavi Mashhadi, Ghader Faraji Pages 126-130

    This research studies pass numbers effect on microstructure and mechanical properties of magnesium alloy of AZ31C in the tubular channel angular pressing (TCAP) at the temperature of 300 °C. Pressing process has been carried out through four pass over AZ31C Magnesium tubes and in each pass the sample is exposed to Tensile and microhardness test and Metallography. The microstructure and mechanical properties of processed tube through one to four passes of TCAP process were investigated. Microhardness of the processed tube was increased to 62Hv after one pass from an initial value of 55 Hv. An increase in the number of passes from 1 to higher number of passes has not more effect on the microhardness. Yield and ultimate strengths were increased 1.97 and 1.49 times compared to as cast condition. Notably increase in the strength was achieved after two pass TCAP while higher number of passes has not more effect. Microstructural investigation shows notably decrease in the grain size to around 6 µm from the primary value of ~200 µm. microscope images show that the grain size is getting smaller by the first pass buy bigger in the next passes.

    Keywords: Severe plastic deformation, Tubular channel angular pressing AZ31C, Grain refinement, Mechanical properties
  • Behzad Janizadeh, Morteza Dardel, Mohammad Hadi Pashaei, Reza Akbari Alashti Pages 131-140
    In this work, nonlinear electromagnetic vibration energy harvesting from cantilever beam under base harmonic oscillation is investigated and the effects of electromagnetic parameters on behavior of system is considered. For modeling assumed mode method is used, and beam is modeled in according to Timoshenko theory, which includes shear deformation and rotary inertia. In energy harvesting, the frequency response of the system is very important because it shows the best areas for energy harvesting and it is a good criterion for designing energy harvesters, hence a semi analytical method is used to find simply the amplitude of oscillation in terms of excitation frequency. In this method, at first equations of motion are solved with complex averaging method and obtained equations are solved with continuation method. For validation, comparison between results obtained from numerical and semi analytical method is given. Also comparison between linear and nonlinear system, and stability of periodic response and their bifurcations are given. In addition, in order to the effect of number of mode shapes and convergence of solution, frequency response of one, two, three modes and four modes cases are compared with together.
    Keywords: Electromagnetic energy harvesting, Nonlinear vibration, Base acceleration, Complex Averaging method, Arclength continuation method
  • Mohammad Hossein Pour, S.M. Hossein Seyedkashi, Sepideh Shahi Pages 141-150
    In this paper, effect of advanced yield criteria including BBC2003, Yld2004 and BBC2008 are studied using Swift hardening law on determination of limit strains based on Marciniak–Kuczynski (M-K), Swift’s diffuse necking and Hill’s localized necking models. These models are used to assess the formability prediction of orthotropic AA2090-T3 and AA6111-T4 sheets. The Portevin-Le Chatelier effect on formability of AA5182-O sheet is also studied. The sensitivity of Marciniak–Kuczynski model to the initial imperfection factor is investigated and the effect of this parameter on prediction of forming limit diagram has been shown. Study of the effect of yield criteria exponent on formability shows the higher exponents which are recommended for FCC metals have higher forming limits in comparison with lower exponents adopted to BCC metals. The effects of strain hardening coefficient and anisotropy are studied too. The results show that the increase of strain hardening exponent improves the formability, while the PLC effect and increase of anisotropy coefficient reduce it. Experimental results show better conformity with M-K model at the right side of FLD and with Hill’s localized necking model at its left side.
    Keywords: Necking, Plastic instability, PLC effect, Orthotropy, FLD
  • Habib Ahmadi, Hanieh Esmaeeli, Mohammad Mehdi Fateh Pages 151-162
    Grasping in robot gripper is an operation that is inevitably performed by prosthetic hands or industrial robots. Meanwhile, slipping of the grasped object is considered as an undesirable phenomenon in any kind of grasping. Here, the computed torque control is used in order to slip control and also guarantee the desired behavior of the closed loop system. Nevertheless, any acceleration changes of the robot’s joints before completing the response time of the slip controller, influence directly on the object position relative to the robot and causes slip phenomenon. However, the applied computed torque controller is proper for tracking trajectory but this desired trajectory will be altered according to slip occurrence. This paper introduces a method to modify the desired trajectory during grasping an object. The modification is done according to the measured slip. These methods not only control the slip of the grasped object, but also compensate it. So the object could be handled and placed in its proper position in the task space. This approach guarantees the safe grasping and moving objects according to object position relative to the gripper.
    Keywords: Slip Control, Slip Compensation, Grasping, Object, Robot Gripper
  • Seyed Ali Kazemi, Mahdi Nili Ahmadabadi, Mohsen Saghafian, Ahmad Sedaghat Pages 163-172
    The ratio of lift to drag coefficient in wind turbine blades is within the most important parameters affecting the power coefficient of wind turbines. Due to the performance of Magnus wind turbines in low speed air flow; such turbines are attractive for research centers. In the present work, a new geometry for the blades of Magnus wind turbines is defined. The defined geometry is based on the geometry of a Treadmill with a difference that the diameter of its leading circle is greater than that of its trailing one. In the present work, the body is supposed to a low speed air flow while a tangential velocity is applied to the airfoil surfaces and then, its effect on the lift and drag coefficient is studied by numerical method. The effect of generated tangential velocity on the surfaces is investigated for different air flow speed and attack angles and then, its results are compared with that for stationary surfaces. The results show that generating tangential velocity along the surfaces caucuses the lift and drag coefficients and, their ratio to be varied, greatly. By the tangential movement of the surfaces, the maximum ratio of lift to drag coefficient occurs in zero attack angle which is equal to 109. Moreover, maximum magnitude of lift to drag coefficient for attack angles 5, 10, and 15 degrees are 81, 64, and 57; respectively.
    Keywords: Magnus Effect, Wind Turbine, Moving Surfaces
  • Javad Fakhraee, Heshmatallah Mohammad Khanlo, Mostafa Ghayour Pages 173-184

    In this paper, the effect of passengers on the chaotic vibrations of the full vehicle model is investigated. The vehicle system is modeled as a full nonlinear seven-degrees of freedom with an aditional one -degree of freedom for each passenger. Four passengers are added sequentially to the vehicle that produces eight, nine, ten and eleven degrees of freedom models, respectively. The effect of passengers on the chaotic vibrations of vehicle is studied for the above mentioned cases. The nonlinearities of the system is due to the nonlinear springs and dampers that are used in the suspension and tires. Roughness of the road surface is considered as sinusoidal waveforms with time delay for tires. The governing differential equations are extracted by Newton-Euler laws and are solved numerically via forth-order Runge-Kutta method. The analysis is conducted first by detecting the unstable regions of the system and then followed by a specific excitation frequency, where there is possibility of chaos. The dynamic behavior of the system is investigated by special nonlinear techniques such as bifurcation diagram, power spectrum, pioncare section and maximum lyapunov exponents. The obtained results represents different types of nonlinear dynamic absorbers in the vehicle with and without passengers. Consideration the passengers and increasing the mass of the system can resultes in a significant changes in the dynamic behavior where improves the chaotic vibration of the vehicle.

    Keywords: Chaotic vibrations, Vehicle eleven degrees of freedom, Pioncare section, Time delay
  • Erfan Mehrabani Yeganeh, Gholam Hossein Liaghat, Mohammad Hossein Pol Pages 185-193
    This paper, experimentally evaluates the effects of indenter geometry on quasi-static perforation process of laminated woven glass epoxy composites. Low loading rate tests were performed, using six indenters with blunt, hemispherical, conical (cone angle of 37˚ and 90˚) and ogival (caliber radius head of 1.5 and 2.5) nose shapes. Composite behaviors like energy absorption, contact force, failure mechanisms and friction force were investigated for different indenter shapes. Hand lay-up method has been used to manufacture composite targets with 18 layers of 2D woven glass fibers of 45% fiber volume fraction. The epoxy system is made of epon 828 resin with jeffamine D400 as the curing agent. The results show that the load displacement curve is divided to five areas. Some of these areas may have higher or lower magnitude, depending on indenter nose shape. The highest contact force is exhibited by unsharpened indenter. The lowest contact force and so the best performance is seen in ogival (CRH=2.5) indenter. Comparing absorbed energies shows that for an identical dent depth, the amount of absorbed energy is major for unsharpened indenters. The 37˚ conical indenter needs the highest energy for perforation, which is 2.6 times more than blunt indenter’s.
    Keywords: Quasi, static perforation, indenter geometry, contact force, energy absorption, laminated woven composite
  • Hassan Hassanzadeh, Seyed Alireza Zolfaghari, Hossein Shariati Pages 194-202

    Although,the physical activity in the cold condition causes the body temperature to rise,it can be a significant factor in the occurrence of thermal discomfort due to increase in the perspiration rate and water gathering in the fabric.Moreover,the accumulated water at the inner side of the clothing can cause a difficulty in the skin respiration. So, the amount of accumulated water and interior surface wetness are important indices for evaluating the suitability of clothing for winter activity. The aim of this study is to determine the amount of accumulated water in various arrangements of multi-layer clothing assemblies containing of three bathing layers of Polyester and Viscose in a very cold environment (with -20C temperature).For this reason,the clothing has been modeled as a porous media with multi-phases and multi-species flow by considering the sorption and condensation phenomena.Also,the implicit finite volume numerical method has been used for discretizing and solving the governing equations.The results show that locating the non-absorbing polyester fabric at the layer adjacent to the skin causes the wetness to decrease at this region. Also, locating the polyester at the outer layer can help to maintain the clothing temperature at the proper conditions.Also,the results indicate that using the viscose fabric as the middle layer leads to decrease in the water content value at the center of clothing. Therefore, the “polyester-viscose-polyester” arrangement can properly remove the perspiratory moisture from the skin to environment, with the minimum of inner water content index (0.02) and maximum inner surface temperature(33C) and average clothing temperature(16.1C).

    Keywords: Clothing, Heat, mass transfer, Porous Media, Cold condition
  • Meysam Nazari, Davood Jalalivahid, Samira Khanjani Pages 203-210
    In this study forced convection heat transfer in a pebble bed cylindrical channel with internal heat generation was investigated experimentally. Dry air has been used as working fluid in heated spheres cooling process. Internal heating was generated uniformly, by electromagnetic induction heating method in a metallic spheres which have been used in test section. Spheres are made of stainless steel and their diameter is in the range of 5.5-7.5 mm. Present study was performed at steady state and turbulence flow regime, with Re number in the range of 4500-9500. Different parameters resulted by variation of spheres diameter, flow velocity and generated heat on forced convection heat transfer was studied. According to thermal and hydrodynamics studies, it can be said as Re number increases, heat transfer coefficient will increase. Also heat transfer coefficient has been increased by spheres diameter decrement. The generated heat has a little influence on heat transfer coefficient. The effect of pressure variations on forced convection heat transfer can be neglected. Porous channel has greater friction factor in comparison with an empty channel. The friction factor in empty channel is always less than 1 but for porous channel this parameter is in the range of 10-25.
    Keywords: Forced Convection Heat Transfer, Experimental Investigation, Porous Media, Cylindrical Channel, Internal Heat Generation
  • Fatemeh Farhatnia, Mahsa Ghanbari Pages 211-218
    This study deals with thermo-elasto-plastic behaviour of functionally graded thick-walled cylinder that is exposed to internal pressure and temperature gradient. For this purpose, Von-Mises yield criterion and Prandtl-Reuss flow-rule under state of plane strain are utilized. The modulus of elasticity, the thermal conductivity and thermal expansion coefficients are assumed to obey the power function in the radial position according to Erdogan’s model. In this work, the presented approach leads to the definition of new formulation to determine the elastic limit pressure and predict the onset radius of yielding, spread and growth of plastic zone. The governing equilibrium equation of cylindrical shell in axi-symmetrical status is solved in order to determine the distribution of radial, circumferential stresses and radial displacement. Various examples are handled to investigate the effect of FG-power law parameters on the yield pattern and distribution of plastic zone. The distribution of radial displacement, radial and circumferential stresses are expressed as the functions of radial position. The numerical results show that by the appropriate choice of the FG parameters and the specified thermal gradient, the plastic zone can commence simultaneously from inside and outside or intermediate radius.
    Keywords: Thermo, Elasto, Plastic analysis, cylindrical shell, functionally graded materials, plane strain condition, Prandtl, Reuss flow rule
  • Jamal Zamani, Mohsen Goudarzi Pages 219-226
    In this study, the numerical and experimental investigation of the maximum deflection of circular plates under shock wave from the air blast is discussed. Shock wave will generated by explosion of a spherical charge at different distances from center of the plate. Two series of tests were designed, in the first series of non-uniform shock wave reached the structure, and the second series of shock waves, is uniformly. The purpose of design and implementation of experiments to investigate the effect of waves on the deformation behavior and extract semi-empirical model to predict the maximum deflection of the center of the circular plate subjected normal shock wave uniform and non-uniform. These two models as a function of the Nurick damage number, that effects of all parameters of explosive material and structures are summary and dimensionless, are presented. Then for the experimental verification using finite element software LS-DYNA, the numerical simulation of the behavior of plate under free air explosion was performed and the results were compared with experimental results. Results obtained with acceptable margin of error is close to the experimental results. Finally the results obtained were compared with semi-empirical models of other scholars who have researched this area.
    Keywords: Blast Loading, Free Air Explosion, Circular Plate, Finite Element Method
  • Khalili, Khalili, Abolfazel Foorginejad Pages 227-235
    With the rapid development of 3D laser scanners, point-based discrete shape modeling is being widely used in many engineering applications, e.g. quality control, reverse engineering, computer graphics and machine vision. Point cloud discrete curvature estimation is considered basic operation in point cloud operations and is used in many applications related to cloud points. This paper presents a novel method for point clouds surface curvature estimation. One of the key components of point clouds surface curvature calculation is neighbor coordinates of query point. For selecting neighbors homogeneous neighborhood method is used. This method of choosing neighbors, in addition to the distance takes into consideration the directional balance by improving the k nearest neighbors. Surface normal vector is estimated by neighbors coordinates. In this paper surface curvature is calculated based on normal vector and homogeneous neighbors coordinates. Surface curvature calculated using the novel method is called umbrella curvature. To evaluate how this method performs, umbrella curvature values are calculated for a number of cloud points and the results are used in some different applications. The results show that the proposed method performs well in point clouds curvature estimation.
    Keywords: Surface Curvature, Point Cloud, Homogeneous Neighborhood, Surface Normal Vector, Registration
  • Ali Gholami, Farhang Honarvar, Hamid Abrishami Moghadam Pages 236-244
    The echoes obtained from ultrasonic testing of materials contain valuable information about the geometry and grain structure of the test specimen. These echoes can be modeled by Gaussian pulses in a model-based estimation process. For precise modeling of an echo, the parameters of the Gaussian pulse should be estimated as accurately as possible. There are a number of algorithms that can be used for this purpose. In this study, three different algorithms are used: Gauss-Newton (GN), particle swarm optimization (PSO), and genetic algorithm (GA). The pros and cons of each of these three algorithms are reviewed and by combining them, the benefits of each algorithm are used while its shortcomings are avoided. For signals containing multiple echoes, the minimum description length (MDL) principle is used to estimate the numbers of required Gaussian echoes followed by space alternating generalized expectation maximization (SAGE) technique to translate it to separate echoes and to estimate the parameters of each echo. The performance of the proposed algorithms for simulated and experimental signals with overlapping and non-overlapping echoes is evaluated and shows to be quite effective.
    Keywords: Ultrasonic Testing, Signal Processing, Gauss, Newton Algorithm, Particle Swarm Optimization Algorithm, Genetics Algorithm
  • Seyed Javad Aaraj Khodaii, Abdolreza Rahimi Pages 245-256

    Stereolithography has the most portions through rapid prototyping techniques in injection molding and vacuum casting manufacturing because of simultaneously possessing of dimensional accuracy and strength. However low surface finish and appearance of stair-step phenomenon, restrict extension of use of this process. In this research, the influence of process parameters and part orientation on surface finish was studied. For this purpose parts were built in various conditions of surface angle, hatch space and post curing time. Surface roughness measured by contact and non-contact method. Surface angle was in 0-180 degree range by 2 degree step. Considered post curing time was 20, 50 and 80 minute and hatch spacing was 50, 75, 100 and 125 micrometer. In non-contact method using digital microscope, surface profile obtained and then surface roughness calculated using MATLAB software. Finally using Analysis of Variance (ANOVA) a mathematical model has been developed among parameters and responses. Results showed that surface finish has reverse relation with hatch space and are almost Independent of post curing time. Surface roughness in up-facing increases with surface angle enhancement swiftly and then it drops. In down-facing Surface roughness increases with surface angle enhancement slowly and then it falls. Comparison of real dates with estimated values showed that estimation average error is less than 14 percent.

    Keywords: Stereolithography, Surface Roughness, Surface Angle, Hatch Space, ANOVA
  • Mohammad Ali Farsi, Mohammad Najafi Pages 257-266
    In this paper, the reliability assessment based-on fault tree analysis in coherent multi-state emergency detection system in a sounding rocket is explained. A system with more complexity and contains much intersection terms was built, that, the analysis of such system whether by means of minimal cut-set nor Binary Decision Diagram (BDD) approaches need complex analysis and will be time consuming owing to intersection terms. Also, the determined results have less accuracy and contain uncertainty. To overcoming this problems, a combinatorial method for solving static fault tree are used. This method combines minimal cut-set with BDD methods, then, it computes the occurrence probability of top-event in fault tree. To describe and show capability of this method, Emergency Detection system (EDS) of a space craft is studied as a case-study. We assume that, overall system consists of two sub-systems: sending signal sub-system and cabin indicator instrumental sub-system. Two different fault trees are constructed; ones for each are constructed and explained. At the end, the results of the multi-state systems consist of multi-state elements are presented. Also, the reliability value of this system is determined.
    Keywords: Reliability, Fault Tree Analysis, Multi, State System, Emergency Detection System, Cut, Set, Binary Decision Diagram
  • Alireza Kargar, Reza Rahmannejad, Mohammad Ali Haja Abasi Pages 267-276
    Using Muskhelishvili and Kolosov complex potential functions, an elastic solution is presented in this study in order to investigate stress components around circular tunnels reinforced by concrete lining with constant thickness. It was assumed that rock mass and concrete behave as isotropic linearly elastic materials. The rock mass undergoes an in situ stress field. It was also supposed that rock and concrete interface is in no-slip condition so that they have common displacement. Due to complexity of the problem for concrete reinforced layer, conformal mapping functions were utilized in order to find a solution. Supposing plane strain condition, the problem was solved, and a closed-form solution was obtained. The solution was compared to Kirsch solution, in which the lining thickness was reduced to zero, and also ABAQUS finite element software results, which showed a good agreement, except for ABAQUS software predictions around crown of tunnel lining periphery where some discrepancies were found; also it was demonstrated that this solution predicts stress components at inner lining periphery much more accurately than ABAQUS software. Finally, a sensitivity analysis based on rigidity and thickness of liner was conducted and some propositions were made on design of concrete liner. The advantage of this solution lays in the fact that it has quicker and more accurate calculation process compared to numerical methods.
    Keywords: Plane theory of elasticity, Circular tunnels, Complex potential functions
  • Saeed Parvar, Kiumars Mazaheri Pages 277-284
    Numerical simulation of gaseous detonation is one of the most challenging problems in computational fluid dynamics (i.e., CFD). The presence of sonic locus at the end of the reaction zone isolates the reaction zone and the leading shock from the far-field flow perturbations, so computational domain may be truncated by artificial boundary conditions. However, some artificial boundary conditions generate spurious waves that introduce some errors into the results. The computational domain is usually considered very large for protecting the domain from spurious waves. A systematic study of boundary conditions’ role in simulation of self-sustained detonation has not been performed yet. In the present study, it is aimed to investigate the influence of the width and length of the computational domain on numerical simulation and the effect of activation energy on the length and width of the domain. Instead of considering a very large domain, the so-called non-reflecting boundary condition is implemented in the present investigation. Characteristics method was employed to define the non-reflecting boundary conditions. Finite length of domain was computed for 1D and 2D simulations. Suitable length of the domain was determined for different activation energies. The results indicate that the suitable length and width of the domain for high activation energy mixtures are larger with respect to the corresponding length and width for low activation energy mixtures. Results also show that, using non-reflecting boundary condition, the computational time decreases considerably for both one and two-dimensional simulations.
    Keywords: Gaseous Detonation, CJ point, Non, reflecting Boundary Condition, Characteristic Method, Truncating domain
  • Jalil Rezaeepazhand, Jafar Rahiminasab Pages 285-293
    This paper deals with the nonlinear transient vibration of composite sandwich plates with an electrorheological (ER) fluid core. The initial excitation is a distributed transverse load or the flutter instability due to supersonic airflow. The Bingham plastic model is adopted to accurately model the post-yield behavior of the ER material.. The first order piston theory is used for evaluating the aerodynamic forces. The von Karman strain-displacement relations are employed to account for moderately large deflection. The Hamilton’s principle is applied in conjunction with the finite element method to derive the equations of motion. The solution is then obtained through use the Newmark time integration scheme. Numerical investigations are conducted to study the effect of ER core layer on the vibration characteristics of the sandwich plate. The influence of the electric filed strength, ER core thickness, initial excitation and the boundary conditions on the settling time of transient vibration are also examined. The results show that the damping of transient vibration is significantly improved as the electric field applied to the ER layer, but the amplitude of post-flutter oscillations remains unchanged.
    Keywords: Electrorheological fluid, Nonlinear vibrations, sandwich plate, Finite Element Method
  • Amin Habibnejad Korayem, Moein Taheri, Moharam Habibnejad Korayem Pages 294-300
    Nowadays one of the arguments that have been raised in the world of nanotechnologies is moving or manipulation nanoparticles. This discussion is important because the displacement of nanoparticles can make structurally different than what is currently available. So to achieve this goal, the atomic force microscope probe is used as manipulator. In this way, the use of nanoparticles by pulling or pushing on the surface, are displaced and brought to the desired point. If you apply too much force is needed, Nanoparticle Continued movement (sliding or rolling) after standing atomic force microscopy probes and away from the desired final. On the other hand, if the force is low, so that it can’t overcome the static friction force, Nanoparticles will be no movement. So finding the optimal force is important in nanomanipulation. In this paper, with using nanoparticle dynamic simulation, the governing equations on nanoparticle are derived and simulated during manipulation happen that they can be used to obtain the critical force and time for gold, yeast and platelets nanoparticles, in gaseous, water, alcohol, and plasma environments. By comparing the results obtained in this paper, it is concluded that the movement of particles in different biological environments starts later and by a force of higher magnitude relative to the gaseous medium.
    Keywords: Cantilever, Manipulation, Critical force, time, Atomic force microscope, Nanoparticles
  • Sina Nazari Onlaghi, Ahmad Assempour Pages 301-309

    In the extrusion of sections with a multi-hole flat-faced die, the proper positioning of the die holes is of critical importance in avoiding the appearance of geometrical defects. In this paper, a methodology has been presented for radial positioning of the die holes in multi-hole extrusion process. A die with two non-symmetric T-shaped holes has been chosen as the computational example. A kinematically admissible velocity field at deformation zone has been obtained. The effects of dead metal zone formation have been considered in prediction of the velocity field. To measure the exit profile curvature a deviation function has been suggested. Using the proposed function, the velocity field has been used for prediction of the exit profile curvature and accordingly positioning of the die holes. It was found that a balanced metal flow at the exit of extrusion die could be achieved if the position of holes is near the centroid of the die area. In order to validate the results, finite element simulation has been used. The proposed methodology can be extended to dies with greater number of holes and more complex shapes. This methodology helps the die designer to have a better quality extrusion process.

    Keywords: Extrusion process, multi, hole die, upper, bound method, unbalanced metal flow, finite element simulation
  • Moharam Habibnejad Korayem, Sepehr Dehghani Ghahnaviyeh, Mehdi Ghasemi, Moein Taheri Pages 310-316
    In nanoparticles manipulation with atomic force microscope for modeling exact manipulation dynamics and prevent of damaging nanoparticles, it is necessary to compute critical force. For modeling dynamics and computing critical force that apply to nanoparticles it is necessary to modeling cantilever stiffness and determine sensitive geometrical parameters which are effect cantilever stiffness and critical force. In this paper at first it is investigated on two common different kinds of cantilevers which are V-shaped and dagger cantilevers. For modeling V-shaped cantilever stiffness this cantilever is divided into two parts a triangular head section and two slanted rectangular beams. After that the stiffness of each part is modeled separately and the total stiffness is computed. For modeling dagger cantilever stiffness it is used the same method and cantilever is divided into two parts a triangular head section and a rectangular beam and then the total stiffness is computed. Cantilevers stiffness and critical force in manipulation of biological particles and non-biological particles are very important because of that it is used EFAST sensitivity analyses for selecting suitable cantilever and its parameters. In this paper it has been shown that the dagger-shaped cantilever is more suitable for the manipulation of biological particles.
    Keywords: Cantilever, Manipulation, Critical force, time, EFAST
  • Behrooz Zareh, Dsari, Mohammad Abaszadeh, Behnam Davoodi Pages 317-322
    Lubrication is an essential factor in sheet metal forming processes such as deep drawing in order to reduce friction at contact surfaces, forming load, tool wear rate and increasing of sheet formability. Various metal oxide nanoparticles can be used as additives to create desirable tribological properties in base lubricants because of their unique properties such as specific surface area. In the present study, the conventional lubricant enhanced by alumina nanoparticles (Al2O3) is utilized in deep drawing process in order to improve frictional conditions. The forming load, surface roughness (Ra) and thickness distribution values of the formed cups were assessed to evaluate the performance of the enhanced conventional lubricant with alumina nanoparticles (Al2O3) in comparison to the conventional lubricant and dry forming condition. The obtained results from experimental tests revealed that adding 0.5 wt.% Al2O3 nanoparticles to the conventional lubricant improves lubrication property significantly and reduces forming load by 16.39% and surface roughness by 19.33% compared to the conventional lubricant. Furthermore, it is observed that using lubricant containing nanoparticle additives results in 23.94% improvement in maximum thickness reduction in critical zone.
    Keywords: Nano, lubricant, Alumina Nanoparticles, Deep Drawing, Surface Roughness, Thickness Distribution
  • Ghodrat Ghassabi, Mohsen Kahrom Pages 323-331
    In previous studies, there is no comprehensive experimental study that has evaluated dissimilarity between heat transfer and momentum transfer for all the interactions between effective variables. On the other hand, when a rectangular cylinder is located near a flat plate, skin friction coefficient and heat transfer coefficient are effected some variables that change in an extensive range. Therefore, testing all possible combinations of effective variables will not be reasonable. In this paper, maximum and minimum of skin friction coefficients and heat transfer coefficients were determined using robust Taguchi design. Design of experiments method was applied for decreasing the number of experiments without losing the required information in the first step. Then, experiments were performed in a wind tunnel, the maximum speed of which was 13 m/s. Finally, skin friction coefficient and heat transfer coefficient were optimized using Taguchi method and Minitab software. Results showed that dissimilarity between heat transfer and momentum transfer has occurred for all the possible combinations of the effective variables. Additionally, the gap height between the rectangular cylinder and flat plate was the most effective variable on generating the dissimilarity.
    Keywords: Skin friction coefficient, Heat transfer coefficient, dissimilarity, Taguchi
  • Ehsan Pooladi Borj, Khalil Farhangdoost Pages 332-338
    Cold working a hole decreases tendency of fatigue crack near the hole to initiate or growth. It is due to creation some compressive tangential residual stresses around the hole. Determination of mentioned residual stresses with a non-destructive, simple and non-expensive method is the key step in design process of holed components. In this article, residual stresses have been determined by mounting some strain gages around the hole and in fact surface strains during cold working process have been introduced as a feature for residual stress field. Delineation the numbers of needed strain gages and also proper place for mounting them around the cold worked hole is the main object of this research. Results have a good agreement with test result of cold working on specimens made of Al2024. According to the results, mounting two strain gages at same radius in opposite side of hole edge; which one in radial and another in tangentially direction; is needed for determining the residual stress field. Also, strain gages should be mounted in elastic zone. Mounting the gages in plastic zone led to have errors and unreliable results.
    Keywords: Residual Stress, strain gage, cold working, cold worked hole
  • Mahdi Fakoor, Marziye Taghinnezhad, Amir Reza Kosari Pages 339-351
    This research deals with configuration design and layout optimization of communication satellite. First, an approach is proposed to design the configuration of GEO satellite. Since propulsion subsystem in GEO satellite is the massive item, it has a significant impact on satellite configuration. Consequently, it is necessary to consider the propulsion subsystem influence on satellite configuration. Then layout design process of the satellite components which is one of the complex problems in engineering is performed. In this paper, in order to optimize the layout design of satellite components, the algorithm which consists of two stages, primary and detail layout, is proposed. In order to express geometric constraints mathematically, the Finite Circle Method (FCM) is used. For The mathematical expression of performance constraints, the distance constrains related to distance relationships between components have been developed. The hybrid optimization method is proposed to optimize layout design which is a combination of Simulated Annealing optimization and Quasi Newton methods. The optimization method validation is applied on simple test problem. Finally, the proposed algorithm for configuration and optimal layout design is implemented on communication satellite. The results show that product of inertial (objective function) are minimized and considered constrains of communication satellite are satisfied.
    Keywords: optimization, Layout Design, Configuration, Propulsion tanks, Satellite
  • Mahmood Mehrdad Shokrieh, Reza Madoliat, Bahador Bostani, Ahmad Ghasemi, Vahid Mohmoodian Pages 352-360
    In the present paper, a new combined technique consist of experimental results and numerical solution for determination of elastic constants of thin and thick orthotropic plates with various stacking sequences; and also isotropic plates under different boundary conditions is proposed. This new proposed technique makes use of vibrational test data, corresponding numerical solution and optimization methods. The vibration test data consists of a set of eigen frequencies that are obtained from transverse vibration test of the plate. The numerical solution is based on a finite element method using a commercial program. Material constants of the plate are determined by using of the inverse method and a particle swarm optimization algorithm in MATLAB software. The error function is based on the sum of square difference between experimental data and numerical data of eigen frequencies solution. The validation, performance and ability of the proposed technique in this paper are discussed using experimental and numerical data available in the literature. The higher accuracy of results that obtained by the present method in comparison with other methods proved the validity and capability f the new proposed method.
    Keywords: Inverse Method, Laminated Composites, Material Characterization, FEM, optimization
  • Amin Farrokhabadi, Maryam Aghaebrahimi Pages 361-370
    In the present study, using a precise shear lag parameter in an extended shear lag model, by considering the effects of out of plane shear stresses, the stress fields distribution as well as strain fields and displacement distributions will be obtained for a typical [0m/90n]s cross ply composite laminate containing a specified matrix cracking density. Then, the stiffness degradation due to existence of matrix cracking in these cross-ply composite laminates will be evaluated and specific damage parameters, which affect the stiffness matrix of composite ply, will be defined. Furthermore, using the concept of fracture mechanics by applying two different criteria including the maximum stress and strain energy release rate, the matrix cracking initiation and evolution as well as induced delamination propagation will be studied. Finally, a closed form relation will be presented which predicts the evolution of matrix cracking under uniaxial loading conditions in cross-ply composite laminates. At last, the obtained results by present study will be compared with available semi-analytical and experimental results. The obtained results reveal that the proposed closed form relations by the authors have a less difference with experimental results in comparison with the previous semi analytic results.
    Keywords: shear lag model, matrix cracking, delamination, max stress, strain energy release rate
  • Mohammad Damghani Noori, Hossein Hatami, Ali Ghodsbin Jahromi Pages 371-378
    Today, in order to reduce the damage caused by the collision, energy absorbers are used. Thin-walled structures are most popular as energy absorbent that are used in various forms. In this research, the cylindrical absorber made of expanded metal sheets (expanded metal tube) under impact loading has been examined. Expanded metal sheets due to their low weight, effective collapse mechanism has a high energy absorption capacity. Two types of absorbers with different cells angle were examined. First, the absorber with cell angle α =0 and then the absorber with angle cell α =90. Tests are done by drop hammer device. The output of device is acceleration - time Diagram which is shown by Accelerometer that is located on the picky mass. In this study the type of collapse, force - displacement diagram and effective parameters has been investigated. From the obtained results it was observed that the absorber with cell angle α =0, have symmetric collapse and had high energy absorption capacity but the absorber with cell angle α =90, had global buckling and the energy absorption value was not suitable.
    Keywords: expanded metal tube absorber, energy absorption capacity, dynamic axial loading, impact force
  • Mousa Mohammadpourfard Pages 379-389
    This Study presents a numerical investigation of the hydro-thermal behavior of a Non-Newtonian ferrofluid (non-Newtonian base fluid and 4% Vol. Fe3O4) in a rectangular vertical duct in the presence of different magnetic fields, using two-phase mixture model, power-law model, and control volume technique. Considering the electrical conductivity of the base fluid, in addition to the ferrohydrodynamics principles, the magnetohydrodynamics principles have also been taken into account. To study the effects of non-Newtonian base fluid using power-law model, assuming the same flow consistency index with viscosity of Newtonian fluid, two different power law indexes (i.e., n=0.8 and 0.6), have been investigated and the results have been compared with that of Newtonian ones (i.e., n=1). Three cases for magnetic field have been considered to study mixed convection of the ferrofluid: non-uniform axial field, uniform transverse field and another case when both fields are applied simultaneously. The results indicate that the overall influence of magnetic fields on Nusselt number and friction factor is similar to the Newtonian case, although, by decreasing the power law index, the effect of axial field on velocity profile, Nusselt number and friction factor become more significant. Moreover, the results indicate that electrical conductivity has a significant effect on the behavior of ferrofluid and cannot be neglected and also negative gradient axial field and uniform transverse field act similarly and enhance both the Nusselt number and the friction factor, while positive gradient axial field decreases them.
    Keywords: Ferrohydrodynamics, Magnetohydrodynamics, Electrical Conductivity, Two, Phase Mixture Model, Non, Newtonian Fluid
  • Ali Akbar Allahdadian, Kourosh Hasanpour Pages 390-396
    Mathematical modeling is an important step in the design and optimization of process parameters for metal forming. Researchers have been concerned the metal forming limit diagram as an efficient tool to optimize the production of components using forming methods. Due to the low ductility of titanium alloys and wide applications of these alloys in advanced industries such as aerospace, researchers have focused on studying the forming behavior of these alloys. Due to the high cost of experimental methods, especially at high temperatures, numerical methods, has attracted the attention of many researchers. The accuracy of the numerical methods is affected by model of elastic-plastic material behavior. Unusual mechanical behavior of Ti-64 titanium alloys such as high in-plane anisotropy/asymmetry of yield stress and hardening response has been observed. In this paper, the Marciniak model with Cazacu and Hill yield criterions has been used for forming limit prediction. It is observed that the prediction of forming limit using the Cazacu criterion is closer to the experimental results. This is due to the better prediction of the behavior of the titanium alloy, specially Lankford and stress anisotropy coefficients by Cazacu criterion. Cazacu and Hill criterions prediction of Lankford coefficients and yield stresses have been compared.
    Keywords: Forming Limit Diagram, Titanium Alloy, Plastic Anisotropy
  • Mahdi Pourjafari Kasmaee, Mohammad Honarpishe Pages 397-402
    Explosive welding is used for excellent bonding of similar and dissimilar materials with the wide variety of thicknesses,area dimensions and different thermal and mechanical properties. In this study, an Al/St/Al multilayer sheet was fabricated by explosive welding process and the effects of annealing temperature on the interfacial properties of explosively bonded Al/Cu bimetal have been investigated. For this purpose, hardness changes along the thickness of the samples have been measured, and the thickness and type of intermetallic compounds formed at the joining interface have been explored by means of optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and also energy dispersive spectroscopy (EDS). By heat treatment of the samples at 300, 350 and 400°C, it was observed that intermetallic layer was formed at the interfaces. The obtained results indicate that, with the increase of the annealing temperature, the thickness of intermetallic compounds has increased and the amount of hardness along the thickness of the joining interface has diminished. In the annealed sample at 300 °C for 60 min, it was observed that intermetallic layers have formed at the interface of Al/St bimetals. These layers consist of the intermetallic compound Al2Fe and its thickness gets to about 35 μm at some points.
    Keywords: Explosive welding, Heat treatment, Intermetallics, Interface
  • Ataollah Rabiee, Alireza Atf Pages 403-411
    Nowadays boiling phenomenon has been an important issue in various fields such as petroleum industries and nuclear power plants due to enhancement of the total heat transfer coefficient. One method to increase the level of heat transfer coefficient is to add certain nanoparticles such as 〖Al〗_2 O_3 to the base fluid. The present paper concerns the effect of nanoparticles on forced convective boiling within the general- purpose computational fluid dynamics (CFD) solver FLUENT. The governing equations solved are generalized phase continuity, momentum and energy equations. Wall boiling phenomena are modeled using the baseline mechanistic nucleate boiling model developed in Rensselaer Polytechnic Institute (RPI). To simulate the critical heat flux phenomenon, the RPI model is extended to the departure from nucleate boiling by partitioning wall heat flux to both liquid and vapor phases considering the existence of thin liquid wall film. In addition to validating the subcooled boiling phenomenon, the effect of aluminum oxide 〖Al〗_2 O_3 nanoparticles on heat transfer coefficients has been analyzed. It is concluded that by increasing the volume fraction of 〖Al〗_2 O_3 nanoparticles in the base fluid, wall temperature has been dropped and the heat transfer coefficients have been increased significantly.
    Keywords: Nanoparticle, Boiling, CFD, Two Phase Flow
  • Ahmad Mohammadi Najafabadi, Iraj Sattarifar, Mohsen Rezaeian Pages 412-418
    Cracks due to manufacturing processes or in-service applications can propagate and cause failure in structures. Therefore, it is of interest to find a suitable fracture assessment method for predicting crack initiation. Main approaches for fracture assessment of structures are global approach and local approach. In the global approach, it is assumed resistance against fracture can be measured by a critical values of a far from crack tip parameter like K or J. In this study, Beremin model of local approach is used for predicting brittle fracture which studies stress and strain fields at the crack tip. The model introduces unknown parameters which have to be calibrated using experimental fracture data. The purpose of this study is evaluating of conventional calibration methods of local approach parameters using the experimental brittle fracture data of three point bending specimens, determining limitations, and finally presenting a new calibration method to produce suitable parameters for predicting brittle fracture of the specimens by using local approach to fracture. This study shows that conventional calibration method using experimental fracture data of three point bending specimens has limitation in some cases. Also, by introducing location parameter of Weibull distribution as a stress triaxiality criteria in Beremin model, a new rational method for predicting brittle fracture of the three point bending specimens with different constraints is presented.
    Keywords: Brittle fracture, Local approach, Beremin model, Calibration, Three point bending specimen