علی عبداللهی فر
-
کف شناورها و قایق های پرنده بایستی با وجود سبک وزن بودن در مقابل بارهای ضربه ای نظیر ضربه سرعت پایین نیز مستحکم باشند. در مقاله حاضر، به بررسی رفتار دینامیکی ساختار پنل های متا- ساندویچی با هسته های مختلف تحت بارگذاری ضربه سرعت پایین به روش تحلیلی وعددی خواهیم پرداخت. چهار نمونه هسته مختلف شامل لانه زنبوری، آگزتیک، مربعی و مثلثی از جنس پلی لاکتیک اسید تحت ضربه، یک پرتابه نیم کروی فولادی با شعاع 15 میلی متر با شرایط مرزی ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار متقابل بین ضربه زننده با پنل متا- ساندویچ به کمک یک سیستم دو درجه آزادی جرم و فنر با استفاده از نرم افزار المان محدود همانند انسیس ورک بنچ مدلسازی شده است. بیشترین نیروی تماسی برخورد نیز به صورت تحلیلی و عددی با یکدیگر مقایسه می گردد و نتایج نشان دهنده تطابق خوبی میان این دو روش است. با توجه به اهمیت پارامترهای موثر در پاسخ دینامیکی ساختار پنل های ساندویچی اثر برخی پارامترها شامل سرعت و جرم ضربه زننده بر روی بیشترین نیروی تماسی برخورد، بیشترین جابه جایی و بیشترین تنش فون میسز به صورت عددی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده این نکته است که اثرات سرعت ضربه زننده عامل مهم تری در افزایش وکاهش نیروی تماسی، جابه جایی، تنش فون میسز و زمان اعمال ضربه نسبت به جرم ضربه زننده است. در انتها نیز با مقایسه هسته های مختلف ارائه شده در این مقاله با یکدیگر، هسته آگزتیک برترین هسته از میان سایر هسته ها معرفی می گردد.کلید واژگان: پنل های متا- ساندویچی, متاموادمکانیکی, روش المان محدود, ضربه سرعت پایینHydrophysics Journal, Volume:8 Issue: 2, 2024, PP 159 -172The bottom of floats and flying boat should be strong against impact loads such as low velocity impact despite being light weight. In this article, we will investigate the dynamic behavior of the structure of meta-sandwich panels with different cores under low velocity impact loading using analytical and numerical methods. Four different core samples including honeycomb, auxetic, square and triangular made of polylactic acid under impact, a hemispherical steel projectile with a radius of 15 mm with fixed boundary conditions have been investigated. The interaction between the impactor and the meta-sandwich panel has been modeled using a two-degree-of-freedom mass and spring system using finite element software such as ANSYS Workbench. The maximum impact contact force is also analytically and numerically compared with each other and the results show a good match between these two methods. Considering the importance of the effective parameters in the dynamic response of the sandwich panel structure, the effect of some parameters, including the velocity and mass of the impactor, on the maximum contact force, the maximum displacement and the maximum Von Mises stress were numerically investigated and evaluated. The results show that impactor velocity effects are a more important factor in increasing and decreasing contact force, displacement, Von Mises stress and impact time compared to impactor mass. In the end, by comparing the different cores presented in this article, the auxetic core is introduced as the best core among other cores.Keywords: Meta-Sandwich Panels, Mechanical Metamaterials, Finite Element Method, Low Velocity Impact
-
هدف اصلی در این پژوهش، بررسی عددی تاثیر برهمکنش میان سامانه پیشرانش با بخش های اصلی یک شناور اثر سطحی می باشد. بنابراین، تاثیر پارامترهایی نظیر زاویه حمله شناور، جهت چرخش سامانه پیشرانش و تغییر مکان افقی و عمودی سامانه پیشرانش بر کیفیت آیرودینامیکی وسیله و در نهایت پایداری طولی شناور مطالعه شده است. با استفاده از نرم افزار ANSYS-CFX، الگوریتم سیمپل برای در نظر گرفتن کوپل میدان سرعت و فشار و همچنین با توجه به وجود جدایش جریان به منظور پیش بینی رفتار آشفتگی، مدل آشفتگی k-ω SST به کار گرفته شده است. اعتبارسنجی روش عددی مورد استفاده در این پژوهش توسط مقایسه نتایج شبیه سازی و داده های تجربی برای یک ملخ سه پره صورت پذیرفته است، که این مقایسه بیانگر دقت بالای روش عددی مورد استفاده است. نتایج نشان می دهد که جهت چرخش ملخ تاثیر چندانی بر کیفیت آیرودینامیکی وسیله نداشته و در زاویه حمله 3 درجه بالاترین کیفیت آیرودینامیکی به دست آمده است. همچنین در هنگام نزدیک شدن ملخ به خط مرکزی شناور، نیروی پسای دم افقی افزایش و نیروی برآ کاهش و در نهایت سبب ناپایداری طولی شناور شده و بالعکس در تغییر مکان عمودی ملخ به سمت پایین، نیروی پسای دم افقی کاهش و نیروی برآ افزایش یافته و پایداری طولی شناور نیز افزایش پیدا کرده است.کلید واژگان: سامانه پیشرانش, شناور اثر سطحی, پایداری طولی, نیروهای پسا و برآ, دم افقیThe main goal of this research is to study of interaction between the propulsion system and the WIG Craft main parts. Therefore, the effects of some parameters such as the propeller rotation direction and the propulsion system location on the aerodynamic quality of the WIG craft have been studied deeply. Using ANSYS-CFX Software, The SIMPLE algorithm has been utilized to consider the pressure-velocity coupling, additionally the k-ω SST model has been applied as a turbulence model to take the account of the flow separation. The numerical approach is verified by comparing its results with experimental data of a three-blade aerial propeller. These comparisons indicated that there was a good agreement between present numerical results and experimental ones. The results revealed that the propeller rotation direction has no significant effect on the aerodynamic quality of the WIG craft and at α=3o, the highest aerodynamic quality is achieved. Moreover, as the propulsion system approached closer to the WIG craft center line, the drag and lift forces on the horizontal tail are respectively enhanced and decreased, subsequently in this situation the longitudinal stability of the vehicle is decreased; whereas by changing the vertical position of the propulsion system, the drag and lift forces on the horizontal tail are correspondingly reduced and increased, Thus the longitudinal stability of the WIG craft is increased.Keywords: Propulsion System, WIG craft, Longitudinal Stability, Drag, Lift Forces, Horizontal Tail
-
تحلیل و شبیه سازی رفتار دینامیکی مدل یک چهارم و نصف خودرو با سیستم تعلیق غیرفعالدر این مقاله ابتدا دو خودرو با سیستم تعلیق غیرفعال و خطی، به صورت مدل های ریاضی یک چهارم خودرو با دو درجه آزادی و نصف خودرو با چهار درجه آزادی شبیه سازی شده است. سپس پاسخ این مدل ها نسبت به ناهمواری های پله ای با دامنه 100 میلی متر مدل سازی شده، مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته است. برای آنالیز رفتار دینامیکی خودرو از روش های کدنویسی در نرم افزار MATLAB، مدل سازی در محیط Simulinkنرم افزار MATLAB و روش المان محدود استفاده شده و برای صحت سنجی نتایج به دست آمده با نتایج مقالاتی با مشخصات مشابه مقایسه شده است. برای بررسی دقت و کارایی مدل های ریاضی اشاره شده، نتایج مدل ها با نتایج مدل کامل خودرویی با هفت درجه آزادی در مقاله دیگری مقایسه شده است. درنهایت تاثیر پارامترهای سیستم تعلیق بر حداکثر جابجایی و شتاب عمودی بدنه بررسی شده است. نمودارهای به دست آمده نشان می دهند که هنگام عبور خودرو از روی ناهمواری پله ای با سرعت 60 کیلومتر در ساعت، همواره فنربندی نرم تر، راحتی حرکت را اصلاح می کند و با قوی تر شدن میرایی، راحتی حرکت کاهش می یابد اما موجب نیازمندی خودرو به فضای بیشتر میان بدنه و چرخ می شود.کلید واژگان: راحتی سفر, رفتار دینامیکی, مدل ریاضی, سیستم تعلیق غیر فعال, تابع پلهAnalysis of Dynamic Behaviour of Ouarter and Half Model Car with Passive SuspensionIn this paper, at fist two-degree-of-freedom quarter-vehicle model and four-degree-of-freedom half-vehicle model of two vehicles with passive suspension systems and linear characteristics are developed. Then responses of these models to a road unevenness which is modeled as an impulse function with 100 mm amplitude, are investigated. For analyzing the dynamic behavior of vehicle, State Space Method in Matlab/Workspace, Matlab/Simulink and Finite Element Method were developed. For validation, the results are compared to previous works with the same data. The simulation results of these two models are compared with results of a fullvehicle model in another article. Finally, the effect of the suspension parameters on the maximum displacement and acceleration of body is investigated. Obtained diagrams show that while crossing a vehicle over an impulse and 100 mm amplitude road unevenness, softer springs always improve ride quality and Stronger dampers, reduce ride quality but make requirement of having more space between body and tires.Keywords: Ride Quality, Dynamic Behavior, Mathematical Model, Passive Suspension System, Impulse Function
-
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال نهم شماره 4 (زمستان 1395)، صص 619 -630میل لنگ یکی از قسمت های موتور احتراق داخلی است که در طول عمر کاری خود تحت بار خمشی و پیچشی متناوب قرار می گیرد. شکست در میل لنگ باعث ایجاد خسارت جدی به موتور می شود، از این رو در زمان طراحی مهم است که استحکام خستگی آن بررسی شود. برای طراحی میل لنگ چالش های بسیاری از جمله بار مفید خودرو، وزن بهینه، بازده بیشتر و عمر دوام بیشتر مدنظر است. در این مقاله میل لنگ موتور دیزل هشت سیلندر خورجینی چهار زمانه به صورت دینامیکی شبیه سازی می شود و توزیع و تغییرات تنش در نقاط مختلف میل لنگ و به ویژه در نقاط بحرانی آن، با روش اجزاء محدود تحلیل می گردد. از نتایج به دست آمده از تحلیل برای بهینه سازی میل لنگ استفاده می شود. همچنین آسیب انباشته ی خستگی ناشی از تغییر در بارگذاری وارد بر میل لنگ در دورهای مختلف کارکرد آن بررسی می گردد. هدف این مقاله طراحی میل لنگی با ابعاد مناسب و بهینه است به گونه ای که عمر دوام آن بیشتر و بدون هیچ شکستی حفظ شود.کلید واژگان: میل لنگ, تنش, خستگی تجمعی, بهینه سازیJournal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering, Volume:9 Issue: 4, 2017, PP 619 -630The crankshaft is one of the most critically loaded components as it experiences cyclic loads in the form of bending and torsion during its service life. Its failure will cause serious damage to the engine so its important at the time of design to verify fatigue strength. More challenges in crankshaft design due to increasing vehicle payloads, lower weight requirement, higher efficiency and longer durability life. In this study a dynamic simulation was conducted on a crankshaft from a V8 diesel four stroke engine. Finite element analysis was performed to obtain and analysis the variation of the stress magnitude at every location of crankshaft especially at critical points. Results obtained from the aforementioned analysis were then used in optimization of the crankshaft. Also accumulated fatigue damage caused by the change in loading in different crankshaft speeds was determined. The goal of this study is designing crankshaft with suitable and optimum dimensions which can serve the longer durability life without any failures.Keywords: Crankshaft, stress, Cumulative Fatigue, Optimization
-
در این مقاله، برخورد زمانمند الاستوپلاستیک پرتابه پرسرعت با سطح آب به صورت عددی با استفاده از روش اختیاری لاگرانژین-اویلرین شبیه سازی شده است. پرتابه یک جامد الاستوپلاستیک در نظر گرفته شده و شبکه آن به صورت لاگرانژین ایجاد شده است. آب نیز یک سیال تراکم پذیر فرض شده و شبکه آن با روش اویلرین تولید شده است. در این تحقیق شبیه سازی در سه گام انجام شده است؛ تحلیل تنش استاتیکی، دینامیکی و همچنین تحلیل برخورد پرتابه با درجات آزادی کامل با سطح آب به روش اختیاری لاگرانژین –اویلرین. اثرات تراکم پذیری سیال و کاویتاسیون در آنالیز آخر لحاظ شده است. به منظور صحه گذاری نتایج، انتشار موج تنش ایجاد شده در پرتابه ناشی از برخورد با آب، با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین خطا در مقایسه با نتایج تحلیلی حدود 5% است. همچنین مقدار بیشینه تنش و مکان/مسیر شکست در پرتابه با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است. تطابق خوب بین مقادیر پیش بینی شده و آزمایشگاهی/تحلیلی نشان دهنده دقت این الگوریتم عددی است. برخورد پرتابه با سطح آب با زوایای مختلف نیز شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که محدوده ایمن زاویه پرتاب برای پرتابه حاضر °5/0± می باشد.کلید واژگان: روش اختیاری لاگرانژین, اویلرین, برخورد, الاستوپلاستیک, پرتابه پر سرعتIn this paper, elasto-plastic time dependent impact of high-speed projectile on water surface is simulated numerically using Arbitrary Lagrangian- Eulerian (ALE) method. The projectile is considered as elasto-plastic solid and its mesh is generated by Lagrangian approach. The water is also assumed as compressible fluid so its mesh is produced by Eulerian method. Three steps simulation are performed in this research; static, dynamic stress analysis and also impact analysis of full degrees of freedom (DOF) projectile on water surface using ALE method. The effects of fluid compressibility and cavitation are considered in last analysis. In order to validate results, the stress wave propagation produced in the projectile due to water impact is compared with exact ones. The results show that the maximum error compare with exact ones is 5%. Also the magnitude of maximum stress and location/path of fracture in the projectile are compared with experimental data. The good agreement between the predicted and analytical/experimental values shows the accuracy of this numerical algorithm. The impact of projectile on water surface is simulated with different angles. The results show that the safe zone of impact angle for present projectile is ±0.5°.Keywords: Arbitrary Lagrangian, Eulerian (ALE) method, Impact, Elasto, plastic, High speed projectile
-
میل لنگ از جمله قطعات مهم و پیچیده در انواع موتور است. اهمیت تجزیه و تحلیل خستگی و تخمین عمر آن نیز بر کسی پوشیده نیست. برای طراحی میل لنگ چالش های بسیاری از جمله بار مفید خودرو، وزن کمتر درخواستی، بازده و عمر دوام بیشتر مورد نظر است. میل لنگ طی عمر کارکرد خود متحمل بارهای خمشی و پیچشی متناوب می شود و شکست در آن سب ایجاد خسارت جدی به موتور می گردد، بنابراین در زمان طراحی باید استحکام خستگی آن لحاظ شود. در این مقاله، مروری جامع بر پژوهش های متنوع انجام شده در حوزه های مکانیک شکست، تحلیل خستگی و تخمین عمر میل لنگ مطرح شده است. برای این منظور، نخست روش های آزمایشگاهی، تحلیلی و عددی محاسبه شاخص های خستگی و تخمین عمر میل لنگ بیان می شود، سپس روش های تشخیص و ارزیابی مکان و اندازه ترک ارائه می گردد. در نهایت به بررسی روش های عملی افزایش عملکرد خستگی و بهینه سازی این قطعه پرداخته می شود.کلید واژگان: میل لنگ, خستگی, عمر, تشخیص ترک, بهینه سازی
-
در این مقاله با استفاده از روش المان محدود وانتگرال مستقل از مسیر جی، تحلیل ترک سه بعدی مود ترکیبی یک مدل واقعی پره توربین گازی انجام شده است. اثر پارامترهای مختلف مانند سرعت دورانی پره، فشار سیال، زاویه ترک، موقعیت ترک روی پره و طول ترک بر روی ضرایب شدت تنش مود اول، دوم، سوم و موثر بررسی شده است. علاوه بر آن سرعت دورانی بحرانی و طول، ارتفاع و زاویه ترک بحرانی نیز محاسبه گردید. نتایج همچنین نشان داده اند که ترک های لبه ای از نوک سطحی ترک رشد می کنند بنابراین پایش سطح بیرونی ترک تضمین کننده امنیت پره می باشد.کلید واژگان: پره, تحلیل ترک سه بعدی, مود مخلوط, ضریب شدت تنش, روش المان محدودIn this paper 3D mixed-mode crack analysis of gas turbine blade is performedby using the finite element method and the path independent J integral.The effect of different parameters like rotation speed ofthe blade, fluid pressure, crack angle, crack position on the blade and crack length on the stress intensity factors of mode I, II, III and effective are investigated.Moreover critical rotational speed and critical crack length, height and angle are estimated too.Results are alsoshow, the edge cracks might grow form surface crack tip, so Surveillance of crack outer surface assurance the safety in the blade.Keywords: Blade, 3D crack analysis, Mixed, mode, Stress intensity factor, Finite element method (FEM)
-
در این مقاله تحلیل ترک مود ترکیبی ورق مدرج تابعی با استفاده از روش MLPG انجام شده است و تاثیر تغییرات مقدار و زاویه ی گرادیان خواص بر ضرایب شدت تنش دینامیکی مود اول، دوم و موثر دینامیکی بررسی شده است. برای حل معادلات وابسته به زمان که توسط MLPG شکسته شده اند روش های تفاضل مرکزی و نیومارک استفاده شده است. اگر چه روش انتگرال J یکی از روش های مرسوم در محاسبه ی ضریب شدت تنش است اما به طور کلی این روش برای مواد مدرج تابعی قابل استفاده نیست. بنابراین در این مقاله برای محاسبه ی ضریب شدت تنش از انتگرال مستقل از مسیر J* که برای مواد ناهمگن فرمول بندی شده، استفاده گردیده است. نتایج نشان می-دهد که روش حاضر تطابق خوبی با حل دقیق و سایر حل های موجود دارد. هم چنین نتایج نشان می دهد، که حداکثر و حداقل مقدار ضریب شدت تنش موثر برای E2/E1>1 به ترتیب در زاویه ی گرادیان خواص 0 و 90 درجه رخ می دهد.
کلید واژگان: تحلیل شکست دینامیکی مود ترکیبی, روش بدون مش محلی پتروف, گالرکین, زاویه گردایان خواص, مواد مدرج تابعی, روش نیومارک, روش تفاضل مرکزیIn this paper، the mixed-Mode dynamic fracture analysis of a FGM plate is performed using MLPG method also the effect of changes in value and angle of material gradation on the dynamic Stress Intensity Fctor (SIF) of Mode I، II، and effective are investigated. To solve time dependent equations that discretized by MLPG method، the Central Difference Method (CDM) and the Newmark method are used. Although the J integral is one of the most common methods to calculate the SIF، but in general، it is not applicable for FGMs. So، in this paper the path independent integral، J*، which is formulated for the non-homogeneous material is used to calculate stress intensity factor. Results show that the present method has good agreement with the exact and other existent solutions. Results also، show the maximum and minimum values of effective stress intensity factor for E2/E1>1 are occurred at material gradation angle equal to 0 and 90 respectively، and for E2/E1
Keywords: Mixed, Mode dynamic fracture analysis, Meshless local Petrov, Galerkin (MLPG) method, Material gradation angle, Functionally graded material (FGM), Newmark method, Central difference method (CDM)) -
در این مقاله از روش بدون مش محلی پتروف-گالرکین (MLPG) برای تحلیل ترک ورق مدرج تابعی (FGM) ایزوتروپیک استفاده شده و تاثیر طول ترک، مقدار گرادیان خواص و زاویه گرادیان خواص با راستای ترک بر ضریب شدت تنش مود اول و دوم بررسی شده است. در این روش از تخمین حداقل مربعات متحرک (MLS) برای شبیه سازی تابع شکل و از روش مستقیم برای اعمال شرایط مرزی و از روش تابع وزن توسعه داده شده برای شبیه سازی میدان جابجایی و تنش در اطراف ترک استفاده شده است. ضریب شدت تنش با استفاده از انتگرال-های مستقل از مسیر که برای مواد ناهمگن فرمول بندی شده اند، محاسبه شده است. در این مقاله، دو مسئله ورق ترکدار لبه ای از جنس مواد مدرج تابعی تحت بارگذاری های تنش و کرنش ثابت تحلیل شده است. به منظور اطمینان از روش مورد استفاده، در ابتدا مسئله همگن و مسئله مدرج تابعی با فرض گرادیان خواص در راستای ترک تحلیل شده و با حل دقیق مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده تطابق مطلوب بین روش حاضر و روش دقیق است.
کلید واژگان: روش بدون مش محلی پتروف گالرکین (MLPG), مواد مدرج تابعی(FGM), ضریب شدت تنش مود اول, ضریب شدت تنش مود دوم, زاویه گرادیان خواصIn this paper، the Meshless Local Petrov-Galerkin (MLPG) method is used to analyze the fracture of an isotropic FGM plate. The stress intensity factor of Mode I and Mode II are determined under the influence of various non-homogeneity ratios، crack length and material gradation angle. Both the moving least square (MLS) and the direct method have been applied to estimate the shape function and to impose the essential boundary conditions. The enriched weight function method is used to simulate the displacement and stress field around the crack tip. Normalized stress intensity factors (NDSIF) are calculated using the path independent integral، J*، which is formulated for the non-homogeneous material. The Edge-Cracked FGM plate is considered here and analyzed under the uniform load and uniform fixed grip conditions. To validate results، at first، homogeneous and FGM plate with material gradation along crack length was analyzed and compared with exact solution. Results showed good agreement between MLPG and exact solution.Keywords: Meshless Local Petrov, Galerkin (MLPG), Functionally Graded Material (FGM), mixed, mode stress intensity factor, material gradient direction
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.