مجتبی قطعی
-
امروزه، با توجه به حرکت صنایع در مسیر هوشمندسازی، استفاده از مواد هوشمند در صنعت به طور پیوسته در حال گسترش است. الاستومرهای مگنتوریولوژیکال، از جمله مواد هوشمندی هستند که به دلیل داشتن دو ویژگی مهم یعنی سفتی و میرایی قابل تنظیم، دارای کاربردهای فراوانی در صنعت شده-اند. با توجه به این مهم، شناخت رفتار و عملکرد این مواد در سیستم های مختلف یک امر ضروری می باشد. در این پژوهش، با ساخت الاستومرهای مگنتوریولوژیکال و انجام آزمایش کشش-فشار تحت مقادیر مختلفی از فرکانس، کرنش، چگالی شار مغناطیسی و پیش کرنش بر روی آنها، به بررسی رفتار این مواد و تحلیل اثر پیش کرنش بر مدول دینامیکی و رفتار تنش-کرنش آنها و مدلسازی این رفتار پرداخته می شود. ارزیابی اثر پیش کرنش بر مدول دینامیکی و رفتار تنش-کرنش، بررسی اثر پارامترهای دیگری چون فرکانس، کرنش و چگالی شار مغناطیسی بر پاسخ دینامیکی این مواد، و ارایه یک مدل جدید با لحاظ کردن اثر پیش کرنش برای پیش بینی رفتار آنها در شرایط بارگذاری مختلف، از نوآوری های مهم این پژوهش به شمار می آیند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهند که اعمال پیش کرنش، باعث افزایش مدول دینامیکی در کلیه حالت های بارگذاری می شود. علاوه بر آن، مقدار اثر مگنتوریولوژیکال نسبی با اعمال پیش کرنش کمتر شده و بیشترین اثر مگنتوریولوژیکال نسبی به میزان 32/288% در کرنش 4%، فرکانس 7 هرتز و بدون اعمال پیش کرنش ایجاد می شود.
کلید واژگان: الاستومر مگنتورئولوژیکال, پیش کرنش استاتیکی, مدول دینامیکی, تنش-کرنش, الگوریتم ژنتیکNowadays, the utilization of smart materials is experiencing rapid growth across a wide range of industrial systems. Magnetorheological elastomers are a class of smart materials and possess two unique features, i.e. adjustable hardness and damping capabilities. These characteristics make them widely used in various industrial applications. Hence, understanding their behavior in different systems is necessary. The focus of this work is to study the dynamic behavior of magnetorheological elastomers under different static pre-strains in tension-compression mode. In this study, three isotropic samples were fabricated and the force-deflection features of them were acquired under harmonic excitation with various strain amplitudes, static pre-strains, frequencies, and magnetic flux densities. Assess the effect of static pre-strain on the dynamic response of the magnetorheological elastomers, studying the effects of other parameters like strains, frequencies, and magnetic flux densities on the dynamic modulus of magnetorheological elastomers, and proposing a novel phenomenological-based model to predict the viscoelastic behavior of magnetorheological elastomers are the innovative aspects of this study. The results showed that the dynamic modulus of magnetorheological elastomers will increase by superimposing the static pre-strain. Furthermore, the relative MR effect decreases when the static pre-strain is applied. The maximum relative MR effect of 288.3158% have been achieved at a strain of 4%, a frequency of 7 Hz, and a static pre-strain of 0%.
Keywords: Magnetorheological elastomer, Static pre-strain, Dynamic modulus, Stress-strain, genetic algorithm -
هدف از این مقاله سنتز و بررسی خصوصیات پوشش های اسپینلی جهت استفاده در جرقه زن های شمع موتورهای هوایی است. در ابتدا اسپینل پایه مس به روش آلیاژ سازی مکانیکی سنتز شده اند. سپس لایه های پوشش های مختلف با ترکیب و چیدمان های مختلف به روش چاپ توری بر روی سطح اعمال شد. پوشش های موجود به روش تفرق اشعه ایکس (XRD) شناسایی شده اند. مورفولوژی و ریزساختارسطح و مقطع نمونه های پوشش داده شده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مطالعه شد. نانوسختی و مدول الاستیک پوشش به وسیله آزمون نانوفروروندگی مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت الکتریکی پوشش ها در دماهای مختلف اندازه گیری شد. فرسایش الکتریکی بوسیله کاهش وزن پوشش ها در حین آزمون جرقه بررسی شد. آنالیز XRDتشکیل فاز اسپینل پایه مس تایید کرد. پوشش های حاصل ضخامتی در حد 19-22 میکرومتر داشتندو دانسیته مناسبی دارند. متوسط سختی پوشش هاGPa10 برای پوشش داده شده نتیجه شد. نرخ فرسایش سطح بعد از 140000 جرقه کمتر از 1درصد وزن کل پوشش بود. به علاوه مشخص شد که ترتیب لایه مناسب پوشش شامل شامل 4 لایه متوالی شامل از CuCr2O4+ CuFe2O4، دولایه CuCr2O4و مجددا لایه CuCr2O4+ CuFe2O4بود که نسبت فازها در لایه های کامپوزیتی 50:50 درصد وزنی است
کلید واژگان: پوشش اسپینل, جرقه زن, موتورهای هوایی, خواص مکانیکی, خواص الکتریکیThe present study aims to synthesis and characterization of spinel coating for spark plug aero-engine application. At first spinel coatings were synthesized by mechanical alloying. The different spinel coatings with spinel different composition and modulation were applied on alumina substrate. The phase content of the samples was characterized by X-ray diffraction (XRD) method. The microstructure and thickness of the coatings were analyzed by scanning electron microscopy. Nano-hardness and Young’s modulus of the coating were measured by nano-indentation method. The electrical resistance of the coating was studied at different temperatures. The electrical wear resistance of the coating was evaluated by spark method. The XRD method confirmed the synthesis of copper based spinels. The coatings had a thickness of 19-22 μm with proper density. The average nano-hardness of the coatings was 10 GPa. The wear rate after 140000 of spark was less than 1% of coating weight. It was also found that the optimum modulation of the multilayer coating is 4 successive layers composed of CuFe2O4+CuCr2O4, followed by two layer of CuCr2O4 and again CuFe2O4+CuCr2O4 layer. The ratio of the components in the composite layers were 50:50 wt.%
Keywords: Spinel coating, Spark plug, aero-engine, mechanical properties, Electrical properties -
ته نشینی و تشکیل توده ی سخت ذرات مغناطیسی، پاسخ سیال مگنتورئولوژیکال به میدان مغناطیسی را محدود می کند و می تواند منجر به خرابی دستگاه دربردارنده ی سیال مگنتورئولوژیکال شود؛ لذاهمواره بررسی بیشتر روش های کاهش ته نشینی و عوامل موثر بر آن به منظور گسترش کاربرد سیالات مگنتورئولوژیکال مورد توجه بوده است. در این مقاله به بررسی برخی پارامترهای موثر بر روی پایداری سیالات مگنتورئولوژیکال پرداخته شده است. به این منظور در ابتدا نمونه های سیال موردنظر ساخته شده و میزان تاثیر عوامل مختلفی شامل اثر نوع سیال حامل، غلظت ذرات و روش های اختلاط سیال مگنتورئولوژیکال بر پایداری آن بررسی گردیده است و اهمیت هریک از این عوامل با استفاده از الگوریتم تاگوچی تعیین و نمونه سیال پایدار برای استفاده در میراگرهای مگنتورئولوژیکال انتخاب شده است. پس ازآن با بررسی رفتار رئولوژیکال بهترین نمونه (از دیدگاه ترکیب پایداری و لزجت در حالت بدون میدان)، رابطه ای برای تنش تسلیم در میدان های مغناطیسی مختلف ارائه شده است. این مدل بر پایه ی روابط موجود برای تنش تسلیم و برازش مدل هرشل- باکلی با داده های آزمایشگاهی استخراج گردیده است. نتایج نشان می دهد پایدارترین نمونه پس از 168 ساعت دارای 7% ته نشینی است.این نمونه متشکل از روغن سیلیکون و 70% وزنی پودر آهن با روش اختلاط همزن مکانیکی است. افزودن مقدار 3% وزنی اسید استئاریک به سیال حامل به منظور افزایش پایداری سبب افزایش شدید لزجت سیال حامل تا 39 برابر شده است. بااین وجود، نمونه ی بهینه اثر مگنتورئولوژیکال قابل قبولی را نشان می دهد به طوری که در میدان مغناطیسی 146 KA/m دارای تنش تسلیمی برابر با 15 KPaاست.کلید واژگان: پایداری, سیال مگنتورئولوژیکال, ته نشینی, لزجت بدون میدان, رئولوژیSedimentations and hard cakes formation of magnetic particles restrict magnetorheological fluid response to magnetic field and can cause the MR fluid containing device to collapse. Therefore, researches on MR fluids sedimentation reduction procedures and its effective factors are in great deal of interest to improve magnetorheological applications. In this study, the effects of some parameters on typical MRF stability were investigated. For this purpose, at first, MRF samples were constructed and the effects of various factors including carrier fluid type, particles concentrations and MRF mixing methods on its stability were investigated and the importance of each factor were determined by Taguchi algorithm and the stable MRF sample for application of magnetorheological dampers was chosen. Next, by investigation of the most stable MRF sample, based on the combination of stability and off- state viscosity factors, the relation for yield stress in various magnetic fields was presented. This relation was derived based on fitting the Herschel- Bulkley model with experimental data in conjunction with the existing relations of yield stress. As the results shown, after 168 hours, sedimentation for the most stable sample is 7%. This sample consists of silicon oil and 70%wt iron powder which prepared with mechanical stirrer. Adding 3%wt stearic acid to carrier fluid for increasing the stability, results to increasing the viscosity of carrier fluid up to 39 times. In spite of this, an acceptable MR effect is presented so that, in magnetic field of 146KA/m the sample yield stress is 15KPa.Keywords: Stability, Magnetorheological fluid, Sedimentation, off, state viscosity, Rheology
-
پره های توربین های گازی در شرایط مختلف کاری، تحت تاثیر عواملی نظیر خوردگی داغ، سایش و برخورد ذرات خارجی، تخریب می گردند و بر اثر کاهش عمر کاری آن ها، بازده توربین کاهش یافته، نهایتا منجر به تحمیل هزینه های سنگین جهت تعمیرات و جایگزینی پره ها می شوند. هدف از این مقاله بررسی تاثیر خوردگی و آسیب دیدگی پره ها، بر میدان جریان و کارآیی توربین بوسیله شبیه سازی عددی می باشد. به منظور تحلیل رفتار جریان داخلی، حل معادله های بقای جرم، ممنتوم و انرژی با استفاده از شبیه-سازی عددی توربین در محیط نرم افزار انسیس سی اف اکس صورت گرفته است. در این پژوهش، توربینی دوطبقه و با خنک کاری کامل، به صورت سه بعدی، شبیه سازی و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی اعتبار سنجی گردیده است. سپس اثرات افزایش لقی نوک پره ی روتور ها به همراه کاهش ضخامت ناشی از خوردگی در لبه ی حمله و فرار پره ها، به طور جداگانه، بر میدان جریان و عمل کرد توربین، در پنج نسبت فشار واقعی، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که مهم ترین عامل کاهش بازده، افزایش لقی نوک پره های روتور است؛ از طرفی کاهش کارآیی و افزایش ضرایب افت ناشی از آسیب دیدگی لبه ی حمله ی پره ها، تنها اندکی نسبت به لبه ی فرار، تاثیر گذارتر خواهند بود.
کلید واژگان: توربین, خوردگی پره, تحلیل سه بعدی, عمل کرد توربین گازی, میدان جریانStudy and numerical simulation of blades corrosion effects on a commercial axial turbine performanceWith respect to special conditions apply to the gas turbine, its blades are affected by many different factors such as, hot corrosion, oxidation, wear, impact of external particles, and etc. and are destroyed. Due to the reduction of their working life time, the turbine efficiency reduces and ultimately the heavy costs of periodic repairs are needed, and also new replacements of their blades are unavoidable. The aim of this study is investigation of the effects of corrosion and blade damage on flow field and gas turbine performance, by numerical simulation. In this research, a two stage turbine is modeled in the form of three dimensional and the results are validated with experimental data. To analyze of the behavior of entire flow, conservation of mass, momentum, and energy equations are solved. The numerical simulation of the turbine is done with ANSYS CFX software. Then the increased rotors tip clearance effects with decreasing thickness due to corrosion in both nozzles and blade leading edge and trailing edge were separately studied on turbine flow field and its performance in five actual different pressure ratios. The results showed that the most important factor in reducing the efficiency of gas turbine is due to rotor tip clearance increasing. Also corrosion of the blade edge respect to the trailing edge damage is a little more affected on reducing efficiency and increasing loss coefficients.Keywords: Turbine, corrosion of the blade, three, dimensional analysis, performance of gas turbine, flow field -
دمای بالا و خصوصیات متفاوت گاز ورودی می تواند عمل کرد توربین یک سیکل توربین گاز را در حین کارکرد کاهش دهد. با توجه به پیچیدگی جریان درون توربین، برای شناخت میدان جریان و دما درون طبقه ی توربین نیاز به انجام تحلیل سه بعدی می باشد.
با گذشت زمان و کارکرد توربین، افزایش زبری سطح پره اجتناب نا پذیر است. هدف از این مقاله بررسی تاثیر زبری، بر میدان جریان و کارایی توربین گازی با شبیه سازی عددی می باشد. در این پژوهش، توربین، به صورت سه بعدی شبیه سازی و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی اعتبار سنجی گردیده است. سپس تاثیر زبری در پره ها بر میدان جریان و عمل کرد توربین در پنج نسبت فشار متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور تعیین نقش استاتور ها و روتور ها به تنهایی در کاهش کارایی توربین، در یک زبری خاص، ابتدا به طور جداگانه استاتور های اول و دوم و سپس روتور های اول و دوم مورد بررسی قرار گرفته و سپس این پدیده به طور همزمان بر پره ها اعمال گردیده است. نتایج نشان می دهد که کاهش کارایی توربین در زبری کامل تقریبا برابر مجموع کاهش کارایی ها در حالت جداگانه است.
کلید واژگان: توربین, زبری پره, تحلیل سه بعدی, عمل کرد توربین, میدان جریانHigh temperatures and different properties of entering gas into the turbine of a gas turbine cycle can decrease its performance. Considering the complexity of the flow distribution inside the turbine، three-dimensional analysis to find out the flow and temperature field in the turbine stages is very important. As time passing the increasing of the roughness of blades is unavoidable. The aim of this paper is investigation of the blades roughness effects on flow field and efficiency of gas turbine with numerical calculations. In this research، a two-stage turbine is modeled in the form of three-dimensional and the results are validated with experimental data. Then the effects of blades roughness on flow field and performance of turbine in five pressure ratios is investigated. Also، in order to determine the role of stators and rotors in decreasing the turbine efficiency، in a special roughness، the first and second stators and then corresponding rotors have separately been examined and then this phenomenon affected on blades simultaneously. Results showed that the efficiency drop by applying all together on the turbine stage is approximately equal to summation of efficiency drops by applying separately.Keywords: turbine, roughness of the blade, three, dimensional analysis, turbine performance, flow field
- 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.