فهرست مطالب

نشریه مهندسی مکانیک و ارتعاشات
سال هفتم شماره 4 (پیاپی 25، زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • قربانعلی مومن، محسن خواجه زاده* صفحات 7-11

    در این مقاله، تاثیر استفاده از نانو سیالدی اکسید سیلیکون (Sio2) بر روی درجه حرارت ابزار برش در تراشکاری فولاد سخت کاری شده 4340 با استفاده از روش های تجربی و شبیه سازی المان محدود، مورد مطالعه قرار گرفته است؛ بدین منظور ابتدا مدل المان محدود فرایند تراشکاری فولاد سخت کاری شده 4340 در دو حالت خشک توسعه یافت و صحت نتایج آن از نظر نیرو و درجه حرارت، اعتبارسنجی شد. در ادامه طراحی آزمایش با هدف مطالعه تاثیر کاربرد نانوسیال دی اکسید سیلیکون و غلظت آن بر درجه حرارت ابزار برش انجام شد و مجموعه ای از آزمون های تجربی و شبیه سازی های المان محدود متناسب با طراحی آزمایش انجام شده و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شد.انطباق مناسبی بین نتایج تجربی و شبیه سازی المان محدود وجود دارد. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، استفاده از نانو سیال دی اکسید سیلیکون در فرآیند تراشکاری فولاد سخت کاری شده، به طور متوسط کاهش حدودا 30 درصدی درجه حرارت ابزار برشی را به همراه خواهد داشت. علاوه بر آن مشاهده شد که افزایش غلظت ذرات نانو در سیال پایه منجر به کاهش جزیی درجه حرارت ابزار برش خواهد شد که بیش ترین میزان کاهش در حدود 40 درصد و در غلظت وزنی 6/0 درصد اتفاق خواهد افتاد.

    کلیدواژگان: نانوسیال، دی اکسیدسیلیکون، درجه حرارت برش
  • مجتبی حسنلو*، احمد باقری، فرید نجفی صفحات 12-24

    کاهش مصرف انرژی بعنوان هدف اساسی در طراحی محسوب می شود. بالطبع هدر رفت انرژی در هر سیستمی میتواند آینده یک سیستم را به مخاطره بیندازد. این موضوع چند دهه ای است که توجه فراوانی از سوی پژوهشگران سراسر دنیا قرارگرفته است. سیستم های پیوسته همانند یک سازه مهندسی از قبیل تیر - ورق- پوسته کاربرد وسیعی در صنایع مختلف دارد و بخش عمده سیستم های صنعتی دربرگیرنده این نوع سازه ها هستند اما مهمترین نکته در طراحی این نوع سیستم ها جلوگیری از خرابی، کاهش هزینه های تعمیرات و نگهداری و افزایش عمر و سلامت سیستم میباشد و این نکات مذکور بطور مستقیم و غیرمستقیم توصیف کننده مصرف انرژی میباشند و می توانند به نوعی اهداف طراحی را ارضا نسازند و به یک محصول و خروجی مطلوب دست نیابند. ارتعاش هر نوع سیستم پیوسته ای میتواند نتیجه نامطلوبی در عملکرد سیستم بجای گذارد و طراحی یک سیستم را تضعیف سازد بنابراین تلاش برای کاهش ارتعاش و کنترل این پدیده دینامیکی تاثیر بسزایی در کاهش اتلاف انرژی (انرژی جنبشی - انرژی پتانسیل) یک سازه پیوسته خواهد گذاشت. در این گزارش قرار است مجموعه فعالیتهای علمی و پژوهشی که از سال 1980 تا 2013 در زمینه کاهش ارتعاشات سیستم های پیوسته با تمرکز بر رویکرد یافتن مکان بهینه بر روی سازه و نصب تکه های حسگر و عملگر پیزوالکتریک و ترکیب مدل هوشمند ساخته شده با انواع رویکردهای کنترلی جهت مهار و کنترل ارتعاشات ناخواسته سیستم در برابر تحریکات و اغتشاشات خارجی گزارش داده شود.

    کلیدواژگان: مکان یابی بهینه، کنترل فعال ارتعاشی، حسگر و عملگر پیزوالکتریک، سازه پیوسته
  • کوروش حسن زاده*، عمید خسروداد صفحات 25-30
    امروزه آبگرم کن های خورشیدی صفحه تخت به طور گسترده ای جهت گرمایش آب در دما های پایین برای کاربرد های مسکونی مورد استفاده قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، نانوسیال آب- نانولوله کربنی چند جداره جهت استفاده در آبگرمکن خورشیدی در کسر حجمی % 05/0 تهیه شده و خواص حرارتی این نانوسیال به طور آزمایشگاهی اندازه گیری شده است. جهت پایدارسازی نانوسیال مورد استفاده از سورفکتانت سدیم دودسیل سولفات استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از نانوسیال تاثیر قابل توجهی در بهبود عملکرد آبگرمکن خورشیدی صفحه تخت داشته و همچنین افزایش کارایی سیستم در جریان طبیعی بیشتر از جریان اجباری می باشد.
    کلیدواژگان: آبگرم کن خورشیدی، کلکتور صفحه تخت، نانوسیال، نانوذرات نانولوله کربنی چند جداره، کسر حجمی
  • محمدرضا تابش پور* صفحات 31-35

    در این مقاله مساله ارتعاش معکوس برای دسته خاصی از سیستم های ارتعاشی بررسی شده است. در این گونه سیستم ها که موسوم به سازه های برشی می باشند، جرم ها به طور متوالی قرار داشته و بین دو جرم متوالی یک فنر وجود دارد. در اینجا از اثر میرایی صرف نظر می شود. هدف، تعیین مقادیر جرم وسختی با معلوم بودن فرکانس های ارتعاشی می باشد. روشی برای تعیین مقادیر منحصر به فرد جرم وسختی وجود دارد که در اینجا نیز ارایه شده و کارایی آن توسط مثالهایی بررسی شده است.

    کلیدواژگان: مساله معکوس، ماتریس جرم، ماترس سختی، مقادیر ویژه
  • بنیامین آبکار*، سمیرا طاهریان صفحات 36-40
    مبحث شیشه در خودرو از اهمیت فراوانی برخوردار است. همواره شیشه های خودرو به علت ایمنی و زیبایی مورد توجه کارخانه های بزرگ تولید کننده خودرو بوده است و با پیشرفت صنعت خودرو پیشرفت قابل توجهی در صنعت شیشه رخ داده است. امروزه انواع شیشه ها بر اساس نیاز، با کاربردهای مختلف در خودرو به کار گرفته می شوند. نیازهای مختلف در صنعت خودرو، صنعتگران تولید شیشه را برآن داشت تا به سمت ساخت شیشه های متنوع روی آورند برای مثال اولین شیشه های جلو برای خودرو، شیشه های معمولی بوده است که به علت شکستن سریع به هنگام تصادف و خطرات ناشی از آن برای سرنشینان، ساخت شیشه های نشکن واداشت تا از جراحت و صدمه دیدن سرنشینان در هنگام شکست شیشه جلوگیری نماید و پس از آن به منظور بالا بردن سطح ایمنی سرنشینان و بالابردن سطح کیفیت و ضریب شکست شیشه ها به فکر ساخت و تولید شیشه های طلقی افتادند. اغلب از شیشه های طلقی به علت استحکام و امنیت بالا در قسمت جلو خودرو استفاده می شود و از شیشه های نشکن نیز به عنوان شیشه-های جانبی و شیشه عقب خودرو استفاده می گردد.
    کلیدواژگان: لایه دار، طلقی، نشکن، سکوریت، طلق پلی وینیل بوتیرال
  • سید حسین هاشمی*، سید عبدالرسول هاشمی، محمود دین محمد، عباس نیکنام صفحات 41-47

    امروزه باتوجه به افزایش چشمگیر در تولید محصولات پلیمری با توجه به پیشرفت تکنولوژی در صنایع پلاستیکی، اهمیت مدیریت دفع ضایعات پلاستیکی دوچندان شده است. از راهکارهای کارآمد در این زمینه، می توان به بازیافت این ضایعات و تبدیل به سوخت های مایع و گاز اشاره کرد. این راهکار می تواند علاوه بر حفاظت از محیط زیست، جای گزینی مناسب برای سوخت های طبیعی باشد. به همین دلیل در این پژوهش، در راستای افزایش راندمان سوخت و بهبود کیفیت محصولات تولیدی حاصل از تبدیل زباله های پلاستیکی در فرآیند پیرولیز کاتالیستی، یک مدل توسعه یافته ریاضی ارایه می شود و با استفاده از دو روش پاسخ سطح و الگوریتم ژنتیک، مدل مورد نظر و پارامترهای آن (دمای راکتور و وزن کاتالیست) به منظور ارایه بهترین حالت بهینه مورد مطالعه قرارمی گیرد. طبق تحلیل آنالیز واریانس، میزان انحراف معیار براساس مدل توسعه یافته، برای بازده سوخت مایع و گاز به ترتیب 9641/0 و 9655/0 می باشد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، پیرولیز کاتالیستی، مدیریت زباله های پلیمری، الگوریتم ژنتیک
  • آرش نعیمی آبکناری، محمدرضا صالحی برزگر، محمدمهدی خیری خواه* صفحات 48-57

    بال یک سازه پرنده، از قسمت های اصلی و مهم برای کنترل و هدایت آن در مسیر صحیح می باشد. در این مقاله ابتدا به منظور بررسی رفتار ارتعاشی بال، معادلات حرکت آن در حین باز شدن تا توقف به روش تحلیلی استخراج و سپس با نتایج تست تجربی و همچنین نتایج حاصل از نرم افزار ادمز مقایسه می گردد. در حین توقف بین بال و بدنه، برخوردی صورت گرفته که باعث اعمال یک تحریک تصادفی و ناخواسته بر بال می شود. در این تحقیق، برای کاهش دامنه ارتعاش و نوسانات ایجاد شده از برخورد بال به بدنه سازه پرنده در کمترین زمان ممکن، یک جاذب دینامیکی از جنس تفلون طراحی، تحلیل و تست شده است. این جاذب با استفاده از استهلاک خشک انرژی ناشی از برخورد بال را از بین می برد. در انتها با تحلیل تاثیر پارامترهایی نظیر ضریب اصطکاک، جنس پین بال، جنس مستهلک کننده خشک و میزان سطح تماس، به بهینه سازی عملکرد جاذب دینامیکی پرداخته می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش ضریب اصطکاک و در نتیجه افزایش نیروی اصطکاک، زاویه بازگشت و دامنه نوسانات بال کاهش یافته و ارتعاشات ناخواسته ی ایجاد شده در سیستم به حداقل می رسد.

    کلیدواژگان: بال جسم پرنده، جاذب دینامیکی، حل تحلیلی، تست تجربی، استهلاک خشک
|
  • Ghorbanali Momen, Mohsen Khajehzadeh * Pages 7-11

    In this paper, the effect of using Sio2 nano-fluid on cutting tool temperature, during the hard turning of AISI 4340 hardened steel has been studied using both experimental and finite element methods; To achieve this goal, first a finite element model has been developed in case of dry hard turning of AISI 4340 hardened steel. The results of this model was then verified by experimental measurements of cutting forces and cutting tool temperatures. In continuation, a set of experimental tests were designed and executed to study the effect of nano-fluid application and its concentration on cutting tool temperature. According to the achieved results, there is a good agreement between finite element and experimental results. These results also show that, cutting tool temperature for hard turning of AISI 4340 is 30% of the dry hard turning and the percent of reduction in cutting tool temperature grows gradually with increasing nanofluids concentration (0.6 % wt)

    Keywords: Nano-fluid, Silicon dioxide, Cutting Tool Temperature
  • M.Hasanlou*, A.Bagheri, F.Najafi Pages 12-24

    Reducing energy consumption is the main purpose of design. Naturally, energy loss in each system can compromise the future of a system. This has drawn attention of researchers all around the world. Contentious structures the same as an engineering structure such as beam, plate, and shell are widely used in various industries. Much of industrial systems include these structures. However, the most important point in designing such structures is to avoid failure, reduce maintenance cost, and increase life of the structure. These points directly and indirectly can describe energy consumption and necessarily cannot meet the objectives of the design and not reach an optimal output and product. Vibration of any continuous system can have poor consequences on performance and can weaken the design of a system. Therefore, the effort to reduce vibration and control the mechanical phenomenon has a significant impact on reduced energy waste of a continuous structure (kinematic energy- potential energy). This paper sought to report scientific and research activities from 1980 to 2013 on vibration suppression of continuous systems focusing on optimal placement approach on the structure and installing piezoelectric S/A and smart model built by control approaches in order to attenuate and control unwanted vibrations of the system against external stimulations and disturbance.

    Keywords: Optimal placement, active vibration control, piezoelectric sensor, actuator, continuous structure
  • Kourosh Hasanzade *, Amid Khosrowdad Pages 25-30
    Nowadays, in order to heating water in low-temperature residential applications, flat plate solar water heater is widely used. In this paper, we aim to discuss the thermal performance of MWCNT-water nanofluid in a flat plate solar water heater. The nanofluid has been prepared in solid volume fraction of 0.05% and its thermal performance has been experimentally investigated. In order to make a dispersed and stable nanofluid, Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate surfactant has been used. The results showed that using the nanofluid has a considerable effect on improvement of the performance of the flat plate solar water heater. Furthermore, the increase of the system’s performance under natural circulation is much higher than that of forced circulation.
    Keywords: Solar water heater, Flat plate collector, Nanofluid, MWCNT Nano particles, Solid valume fraction
  • M. R. Tabeshpour Pages 31-35

    Inverse problem for spring-mass systems called shear structures is presented in this paper. Shear structure is a system with spring and mass after each other and there is a spring between two masses. Damping effects are neglected here. The aim is determining the mass and stiffness of the system with pre assigned frequencies. There is a method for solving such a problem that is presented here. Some examples are discussed. Such a problem can be used for several important problems.

    Keywords: Inverse problem, Mass matrix, stiffness matrix, eigenvalue
  • Benjamin Abkar *, Samira Taherian Pages 36-40
    Glasses are important topic in automotive manufacturing industry. Always automotive glasses because of safety and beauty are attracted attention by big automobile manufacturing companies and with development of the automotive industry, significant progress has been occurred in the glass industry. Today different types of glasses are used with various applications based on the needs. The different requests in the automotive industry, glass artisans have tried to turn into producing variety glasses. For example the first automotive front glasses were common glasses which because of rapid breakage during the accident and its dangers for passengers, unbreakable glasses have been produced to prevent passengers from smashed glass injuries. After that has been thought to produce PVB glass for raising the passenger safety, improving the quality and increase refractive index of glass. Laminated glass almost has been used in front glass of car for more safety and strength and also tempered glass has been use in order to behind and back glass.
    Keywords: Laminated, Tempered, Low-E, Automotive glass, double glass
  • Seyed Hossein Hashemi *, Seyed Abdolrasoul Hashemi, Mahmood Dinmohammad, Abas Niknam Pages 41-47

    Today with significant increase in production of polymeric products and advances in polymer science and technology, the importance of efficient management of polymeric waste has gain an even more significance. From efficient and practical solutions proposed in this field, recycling these wastes in order to produce gaseous and liquid fuels can be named as a valid and feasible solution. In addition to protecting the environment, this solution is a good replacement for natural fuels. Therefore, this research aims to increase the fuel efficiency and quality of plastic waste products via catalytic pyrolysis process. In this research, an expanded mathematical model is presented, and by using two methods of response surface and genetic algorithm, the proposed model and its parameters (reactor’s temperature and catalyst weight), for finding the optimal conditions shall be investigated. According to evaluation of base variance algorithm, the scale of deviation based on the expanded model, for liquid and gaseous fuel efficiencies is calculated to be 0.9641 and 0.9655 respectively.

    Keywords: Optimization, Catalytic pyrolysis, Polymeric Waste Management, Genetic Algorithm
  • A. Naeimi‐Abkenari, M. R. Salehi Barzegar, M. M. Kheirikhah Pages 48-57

    The wings of projectile is one of the important components for correct controlling and navigation. In this study, in order to consider the vibration behavior of the wing, the governing equations of the opening process of the wing system until collision was derived using analytical method. Also, numerical method using ADAMS software and experimental set up are adopted to compare and verify the analytical analysis. This collision lead to an unwanted excitation of the wing which cause to it vibrates. For decreasing the amplitude of vibration of the wing in better manner, in this research a dynamic absorber is designed and made of Teflon as a damper. The dynamic behavior of the wing with the absorber is studied using analytical and numerical methods and the effect of many parameters such as friction coefficient, material properties of the wing pin and contact area is investigated to optimize its behavior. Obtained results demonstrate that increase in the friction coefficient decrease the returning angle and oscillation amplitude of the wing.

    Keywords: Projectile wing, Dynamic absorber, Analytical solution, Experimental set up, Frictional damping