فهرست مطالب

مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 138 (امرداد و شهریور 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/10
  • تعداد عناوین: 8
|
  • علیرضا سخاوت بنیس*، مصطفی هادی دولابی، ایمان شفیعی نژاد، علی میرزایی کهق صفحات 3-11

    بال مثلثی در انفجار گردابه ها به وسیله ی مدل های آشفتگی متفاوت، به صورت عددی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بال مثلثی با استفاده از هندسه ای که مراجع پیشین از آن استفاده کرده اند، مدل شده و شبکه ای با کیفیت بالا حول هندسه مورد نظر تولید شده است. هدف این تحقیق، بررسی و استخراج ضرایب آیرودینامیکی بال برای حالات مختلف جریان می باشد همچنین بررسی نمودار های مربوط با این ضرایب آیرودینامیکی در حالت انفجار گردابه و مدل های آشفتگی مختلف است. روش این تحقیق همانطور که از عنوان مقاله مشخص است، روش عددی می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش زاویه حمله تا 35 درجه گردابه های روی بال منفجر می شوند و باعث کاهش کارایی بال می شود. همچنین با به کارگیری مدل های آشفتگی متفاوت روی بال مثلثی و مقایسه آن ها با نتایج عملی، مشخص می شود که مدل آشفتگی kw از سایر مدل ها برای بررسی بال مثلثی، دقیق تر می باشد. نوآوری که تحقیق حاضر بدان پرداخته است، بررسی انفجار گردابه ها در زاویه حمله 35 درجه می باشد که تابحال بال مثلثی در این زاویه حمله مطالعه نشده است. همچنین نوآوری دیگر این تحقیق، بررسی جریان حول بال مثلثی با 3 مدل آشفتگی kw، kE و SA  می باشد که از میان این مدل های آشفتگی، kw از سایر مدل ها به داده های عملی و تجربی نزدیک تر می باشد.

    کلیدواژگان: بال مثلثی، الگوی جریان، گردابه لبه حمله، انفجار گردابه، مدلهای آشفتگی
  • آرش خاکزاد شاهاندشتی*، محسن پیرمحمدی صفحات 12-18

    در روش های ساخت افزایشی امکان کنترل ریزساختار، با تغییر پارامترهای فرایند در حین ساخت قطعات وجود دارد. هدف این مقاله بررسی کاربرد تحلیل داده های خروجی از فرایند ساخت افزایشی مواد بر کنترل متغیرهای ساخت، حین فرایند ساخت افزایشی می باشد. قطعات ساخته شده با استفاده از روش ساخت افزایشی در معرض تغییرات ریزساختاری از حیث جهت گیری کریستالوگرافی و همچنین ناهمگونی خواص مکانیکی قرار دارد. این امر سبب شد که تحقیقات و پژوهش های زیادی به منظور بررسی و امکان برقراری فرایند کنترل ریزساختار و خواص در حین تولید قطعه انجام شود. در این مقاله ابتدا چالش های ریزساختاری و خواص مکانیکی به وجود آمده در تولید قطعات اعم از تغییرات سختی و تغییرات دانه بندی اشاره می شود و سپس به روش های کنترلی ریزساختار به منظور غلبه بر تغییرات ناخواسته ذکر شده در تحقیقات اشاره خواهد شد. تولید لایه لایه قطعات و اجرای ارزیابی ویژگی های قطعه تولید شده از طریق استفاده از داده های تصاویر دوربین مادون قرمز قبل و بعد از ایجاد هر لایه، اساس این روش های کنترل کننده ریزساختار است. لذا با ایجاد یک سیستم به منظور جمع آوری و تحلیل داده ها حین فرایند ساخت، امکان پیش بینی خواص و سپس تغییر پارامترهای ساخت به منظور دستیابی به خواص مطلوب وجود خواهد داشت.

    کلیدواژگان: ساخت افزایشی، کلان داده، نظارت درجا، تصویربرداری ترموگرافیک، کنترل حین فرایند، کنترل مبتنی بر داده، ناهمگونی ریزساختاری و خواص مکانیکی
  • بهروز شهریاری *، علیرضا علیپوری تراب صفحات 19-28

    هدف این پژوهش، بهینه سازی حجم یک سیلندر سه ‏لایه دوار، تحت فشار داخلی و بار گریز از مرکز ناشی از چرخش سیلندر است که در طراحی درام دوار کمپرسور موتورهای توربینی کاربرد دارد. در سیلندرهای جدار ضخیم دوار تحت فشار داخلی، تنش محیطی بیشینه در شعاع داخلی سیلندر به وجود می ‏آید. با چند لایه کردن سیلندر و پرسی جا زدن لایه‏ ها درون یکدیگر می‏توان تنش محیطی ایجاد شده در سیلندر را کاهش داد. با اعمال پیش بار ناشی از انطباق پرسی، تنش محیطی کاسته شده و سبب می شود که از ظرفیت شعاع های بیرونی سیلندر جهت مقاومت در برابر تنش استفاده گردد. در این تحقیق ابتدا معادلات تنش یک سیلندر سه لایه فولادی تحت فشار داخلی و در حال چرخش، به روش جمع آثار استخراج می شود. سپس یک راه حل بهینه سازی شمارشی به منظور کمینه کردن حجم سیلندر ارایه می گردد. نتایج نشان می‏دهد که تنش محیطی حاصل از برنامه بهینه‏ سازی 39 درصد کمتر از تنش محیطی در یک سیلندر یک‏ تکه با شرایط یکسان است. برای اعتبارسنجی نتایج تحلیلی، مسئله در نرم افزار اجز‏ا‏ ‎ محدود آباکوس شبیه سازی گردید. نتایج حاکی از اختلاف 1/3 درصد در تنش محیطی بیشینه به دست آمده می باشد.

    کلیدواژگان: سیلندر چندلایه، فشار داخلی، انطباق پرسی، بهینه سازی، تنش محیطی
  • مجتبی مروج * صفحات 29-36

    یکی از پرمصرف ترین وسایل الکتریکی، سیستم های تبرید تراکمی یا همان کولرها هستند که نوع اسپلیت آن، جزء کاربردی ترین کولر در مناطق گرم می باشد. در این گونه کولرها، کندانسور نقش کلیدی در میزان کارایی کولر دارد. در این تحقیق، هدف بررسی تاثیر تابش خورشیدی و عوامل محیطی چون دما رطوبت و سرعت باد بر روی میزان مصرف انرژی الکتریکی کولر اسپلیت است. مطالعه به صورت تجربی در فصول بهار و تابستان انجام شده است. به منظور بررسی اثر تابش خورشیدی، سه زاویه مختلف برای قرارگیری کندانسور در نظر گرفته شده که شامل جنوب جغرافیایی، 45 درجه به سمت چپ و راست و همچنین به سمت شرق در صبح و به سمت غرب در بعداظهر است، می باشد. نتایج بررسی نشان می دهد هنگامی که کندانسور در حالت 90 درجه یعنی به صورت شرقی-غربی قرار دارد، به دلیل کاهش تابش رسیده، میزان مصرف انرژی حداکثر تا 6% در مقایسه با زاویه صفر درجه و موازی با جنوب، کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: اسپلیت، مصرف انرژی، تابش خورشیدی، عوامل محیطی
  • سید شرف الدین حسینی * صفحات 37-41

    تامین انرژی سرمایشی مورد نیاز برای مصارف ساختمان و صنعت در کنار تلاش همزمان برای کاهش آلودگی محیط زیست و کاهش مصرف برق و هزینه های مربوط به آن دغدغه ایست که سالها مورد توجه محققان قرار گرفته است. نیاز بار سرمایی در بیشتر مناطق ایران از نیاز بار گرمایی بالاتر است. در مناطق گرم و مرطوب که ناچار به استفاده از سیستم های تبرید تراکمی با میزان مصرف برق بالا هستیم، یافتن روش های جایگزین ضروری تر به نظر می رسد. در این تحقیق طرحی جدید بصورت یک سیکل آب سرد لوله مسی که قابلیت نصب بر روی فن های خانگی را دارد و می تواند کاهش مصرف برق قابل توجه داشته باشد، پیشنهاد شده است تا بتواند در زمان گرمای متوسط هوا جایگزین کولر گازی باشد. نتایج تحقیق نشان داد که در زمان گرمای متوسط هوا می توان از این سیستم جایگزین بهره برد و شرایط سرمایی مشابهی را با کولر گازی همراه با کاهش تا 90  درصدی مصرف برق ایجاد نمود. همچنین بازگشت سرمایه در این طرح حدود یکسال محاسبه گردید.

    کلیدواژگان: فن سرمایشی، سیستم تبرید، صرفه جویی مصرف انرژی، بار سرمایی، تبرید تراکمی
  • امیرحسین عباسی، ولی محمدرزداری، سید ابوذر فنایی * صفحات 42-53

    این مقاله به معرفی سیستم های سرمایشی تبخیری مستقیم و غیرمستقیم می پردازد. بعد از آن نوع خاصی از سیستم های سرمایشی تبخیری غیرمستقیم که بر اساس چرخه ی مایسوتسنکو  کار می کنند معرفی می شود. سیستم هایی که بر اساس چرخه ی مایسوتسنکو کار می کنند، در حالت ایده آل می توانند دمای هوای ورودی را تا دمای نقطه ی شبنم هوای ورودی کاهش دهند. بازده ی حباب خیس این سیستم ها نسبت به سایر سیستم های سرمایشی تبخیری غیرمستقیم بالاتر است. در این سیستم ها از دو جریان هوا به جای یک جریان می توان استفاده ی مفید برد. این سیستم ها قادرند مصرف انرژی را تا 90 درصد در مقایسه با راه حل های سنتی کاهش دهند. در ادامه با دسته بندی اقلیم های مختلف آب و هوایی ایران امکان استفاده از این سیستم در شهرهای مختلف ایران بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که باتوجه به شرایط مختلف آب و هوایی شهرهای ایران، استفاده از این سیستم ها برای شهرهای با رطوبت نسبی بالا و اختلاف دمای زیاد بین حباب خشک و نقطه ی شبنم مانند رشت، ساری، رامسر و اردبیل مناسب نیست.

    کلیدواژگان: سرمایش تبخیری غیرمستقیم، چرخه ی مایسوتسنکو، مصرف آب، مصرف انرژی
  • امین اسکندرزاده ثابت، امیر نجیبی * صفحات 54-62

    آلیاژهای حافظه دار مغناطیسی زیر مجموعه ای از مواد محرک می باشند که شکل ماده و سایر ویژگی های مکانیکی آن در پاسخ به میدان های مغناطیسی و مکانیکی تغییر می کند. آلیاژهای حافظه دار در سال های اخیر به دلیل ویژگی های منحصر به فردشان از جمله مقاومت به خوردگی بالا ، مقاومت ویژه الکتریکی نسبتا بالا، خواص مکانیکی نسبتا خوب، خستگی طولانی، شکل پذیری بالا و قابلیت انطباق با بدن در طیف گسترده ای از صنایع مورد توجه قرار گرفته اند.  این آلیاژها مواد هوشمندی هستند که پس از تغییر شکل می توانند شکل اولیه خود را به یاد آورند. هدف از ارایه این مقاله آشنایی، کاربرد و بررسی خواص مواد حافظه دار مغناطیسی می باشد. در واقع با ارایه چند مدل مطالعه شده، معادلات ساختاری، خواص، کاربرد آن ها در حوزه های مختلف و نمودارها سعی در بررسی این مواد داشته ایم و به چالش های موجود از جمله وجود هیسترزیس وابسته به نرخ نامتقارن همراه با اشباع های بزرگ و ارایه راهکار آن پرداخته ایم.

    کلیدواژگان: مواد حافظه دار مغناطیسی، آلیاژ، کاربرد، خواص
  • مجتبی بیگ زاده عباسی*، راضیه بیگ زاده عباسی صفحات 63-70

    سیستم انتقال قدرت وسایل نقلیه به دلیل غیر یکنواختی فرایندهای احتراق به نوسانات پیچشی واداشته می شود که باید آن را کاهش داد و از انتشار آن به تمامی واحدهای خط انتقال قدرت جلوگیری کرد. جعبه دنده های دستی در خودشان سیستم کاهش ارتعاش ندارند، لذا باید منشا ارتعاش را قبل از ورود به جعبه دنده کاهش داد. خودروسازان تا کنون توانسته اند این غیر یکنواختی ها را به طور نسبی در کلاچ کاهش داده و از انتقال آن به جعبه دنده و دیگر اجزای خط انتقال قدرت جلوگیری کنند. یکی از روش های جدیدی که این عیب را تا حد بسیار زیادی برطرف می کند، مدیریت الکترونیکی کلاچ با لغزش محدود است که حاصل تفکر و ارایه طرحی نوین توسط پژوهشگران این مقاله می باشد و می تواند پایه بسیاری از کارهای تحلیلی نیز قرار گیرد. راه حل مطرح شده که اساس آن ایجاد لغزش محدود بر پایه سیستم الکترونیکی کلاچ است، مانع ورود غیر یکنواختی به جعبه دنده و در نتیجه عدم انتقال آن به سازه و بدنه خودرو می گردد که باعث افزایش راحتی و آرامش راننده و سرنشینان می شود. قابل ذکر است که تمامی نتایج درج شده با آزمایشات و تحقیقات انجام گرفته در مرکز تحقیقات و توسعه کارخانه فولکس واگن آلمان غربی توسط نگارنده صحه گذاری شده اند.

    کلیدواژگان: موتور احتراق داخلی، مدیریت الکترونیکی کلاچ، لغزش محدود، سکوی آزمایش اونیورسال
|
  • Alireza Sekhavat Benis*, Mostafa Hadi Doolabi, Iman ShafieeNejhad, Ali MirzaeeKahagh Pages 3-11

    Delta wing is studied numerically for vortex break down in different turbulent model. It is modeled with the geometry used in elder references and a high quality mesh is applied on it. The aim of this article is to study Aerodynamic coefficients for different states of the delta wing and also to study the charts of these coefficients in vortex break down mode and different turbulent model mode. The method of this study is numerical. Aerodynamic coefficient captured in this study is compared with elder studies. The results show that by increasing the angle of attack up to 35 degrees, the vortices on the wing breakdown and the performance is worsened and the turbulent model kw shows Aerodynamic behavior better than others. The innovation of this article is that vortex break down is studied in 35 degrees angle of attack and the other innovation is that, 3 vortex models is applied and considered kw is the best.

    Keywords: Delta wing, Flow algorithm, Vortex of leading edge, Vortexbreak down, Turbulent model
  • Arash Khakzadshahandashti*, Mohsen Pirmohammadi Pages 12-18

    controlling of microstructural features is possible by changing of additive manufacturing process parameters. The purpose of this paper is the application investigation of manufacturing process data analysis in process parameters during manufacturing of parts. In this paper, microstructural defect such as grain misorientation is presented, and then the effect of microstructural and manufacturing parameters control on elimination of these defects is studied. In-situ controlling of microstructural features is possible by using data of thermographic imaging during the additive manufacturing process. Forecasting of microstructural and mechanical properties is possible by developing a system for gathering and analysis of manufacturing data during the process.

    Keywords: Additive manufacturing, Big data, In-situ monitoring, Thermographic imaging, Data driven control, microstructuralheterogenity
  • Behrooz Shahriari*, Alireza AlipouriToraab Pages 19-28

    The aim of this study is to optimize the volume of a three-layer rotating cylinder under internal pressure and centrifugal load used in design of turbine engines compressor rotating drum. In thick-walled rotating cylinders under internal pressure, maximum hoop stress occurs in the inner radius. In compound cylinder, the hoop stress can be reduced by pressing the layers together that causes using the capacity of the outer radii to withstand stress. The stress equations of compound steel cylinder are extracted by the superposition method. Then a numerical optimization solution is proposed to minimize cylinder volume. The maximum hoop stress resulted from the optimization program is 39% less than single layer cylinder with the same condition. In order to validate, the problem is simulated in the Abaqus software. Maximum difference of 1.3% obtained from the analysis and simulation.

    Keywords: Multilayer cylinder, Internal pressure, Press fit, Optimization, Hoop stress
  • Mojtaba Moravej* Pages 29-36

    One of the most widely used electrical appliances is compression refrigeration systems or air conditioners, the split type of which is one of the most used air conditioners in hot areas. In such coolers, condenser plays a key role in its efficiency. The aim of this study was to investigate the effect of solar radiation and environmental factors such as temperature, humidity and wind speed on the amount of electrical energy consumption of split air conditioners. The study was conducted experimentally in spring and summer. In order to study the effect of solar radiation, three different angles have been considered for the location of the condenser, which include south latitude, 45 degrees to the left and right, as well as east in the morning and west in the afternoon. The results show that when the condenser is in the 90 degrees position (east-west) due to reduced radiation, the amount of energy consumption is reduced by up to 6% compared to the zero degrees angle and parallel to the south.

    Keywords: Split air conditioner, energy consumption, solar radiation, environmental factors
  • S. Sh. Hosseini* Pages 37-41

    The supply of required cooling energy for building and industrial applications, along with simultaneous efforts to reduce environmental pollution and also reduce electricity consumption and related costs, are a concern that has been considered by researchers for years. Required cold load in most parts of Iran is higher than for heat load. In hot and humid areas where we have to use compression refrigeration systems with high power consumption, it seems more necessary to find alternative methods. In this research, a new design in the form of a cold water cycle in a copper pipe that can be installed on domestic fans has been proposed which can also significantly reduce power consumption and be able to replace the compression cooler in times of moderate temperature. The results showed that in times of moderate heat, this alternative system can be used and create similar cooling conditions with air conditioners and cusses a reduction up to 90% in electricity consumption. Also, the return on investment in this project was calculated for about one year.

    Keywords: Cooling Fan, Refrigeration System, Energy ConsumptionSaving, Cooling Load, Compression Refrigeration
  • Amirhossein Abbasi, Vali mohammadrazdari, Sayyed aboozarfanaee* Pages 42-53

    This article introduces direct and indirect evaporative cooling systems. Then a special type of indirect evaporative cooling systems working based on the Maisotsenko cycle is introduced. Systems based on the Maisotsenko cycle can ideally reduce the inlet air temperature to the dew point temperature of the inlet air. The wet-bulb efficiency of these systems is higher than other indirect evaporative cooling systems. These systems can reduce energy consumption up to 90% compared to traditional ways. In the following, by classifying the different climates of Iran, the possibility of using this system in different cities of Iran has been investigated. The obtained results show that due to the different climatic conditions of cities of Iran, using these systems is not suitable for cities with high relative humidity and large difference between dry-bulb and dew point temperatures such as Rasht, Sari, Ramsar, and Ardabil.

    Keywords: Indirect evaporative cooling, Maisotsenko cycle, Waterconsumption, Energy consumption
  • Amin EskandarzadehSabet, Amir Najibi* Pages 54-62

    Magnetic shape memory alloys are a subset of excitatory materials whose material shape and other mechanical properties change in response to magnetic and mechanical fields. Memorable alloys in recent years due to their unique properties such as high corrosion resistance, relatively high electrical resistivity, relatively good mechanical properties, long fatigue, high ductility and adaptability to the body in a wide range of Industries have been considered. These alloys are smart materials that can recall their original shape after deformation. The purpose of this paper is to introduce, apply and study the properties of magnetic memory materials. In fact, by presenting several studied models, structural equations, properties, their application in different fields and diagrams, we have tried to study these materials and we have discussed the existing challenges, such as the existence of asymmetric rate-dependent hysteresis with large saturations and its solution.

    Keywords: Magnetic shape memory materials, alloy, application, properties
  • Mojtaba BeigzadehAbbassi*, Rasieh Beigzadeh Abbassi Pages 63-70

    The power transmission system of vehicles is due to torsional fluctuations due to non-uniformity of combustion processes, which should be reduced and prevented from spreading to all units of the power transmission line. The manual transmissions do not have a vibration reduction system in themselves, so the source of the vibration must be reduced before entering the gearbox. Automakers have so far been able to partially reduce these non-uniformities in the clutch and prevent it from being transmitted to the gearbox and other transmission line components. One of the new methods that eliminates this defect to a great extent is the electronic management of the limited slip clutch, which is the result of thinking and presenting a new design by the researchers of this article, and can be the basis of many analytical works. The proposed solution, which is based on creating a limited slip based on the electronic clutch system, prevents uneven entry into the gearbox and thus does not transfer it to the structure and body of the car, which increases the comfort and relaxation of the driver and passengers. It is noteworthy that all the results recorded by the experiments and research conducted at the Research and Development Center of the Volkswagen plant in West Germany have been validated by the author.

    Keywords: Internal Combustion Engine, Electronic Control of Clutch, Two-mass Flywheel, Universal Test Platform