به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « semi-analytical solution » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «semi-analytical solution» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Rania Tantawy, Ashraf Zenkour *
    Semi-analytical studies for the porosity action of a hollow sphere made of functionally graded piezoelectric material are presented. A semi-analytical technique for radial displacement is presented. A combination of internal and external pressures, temperature distribution, uniform hygrothermal distribution, and an electric potential variation has been discussed between the inner and outer surfaces of the sphere. The material physical properties for the present porous hollow sphere are varying through the thickness due to the power functions of the radius. Numerical outcomes are validated for radial displacement, electric potential, and stresses for the perfect and porous functionally graded hollow sphere. The effect of different mechanical, piezoelectric, and hygrothermal are investigated.
    Keywords: Porosity, Piezoelectric material, Functionally graded, Hygrothermal effect, Semi-analytical solution‎}
  • محمد شجاعی فرد، مصطفی باغانی*

    امروزه هیدروژل ها با خواص منحصر بفرد خود در پاسخ به تحریک های خارجی و تورم در اثر جذب سیال، توجه بسیاری از محققان را بخود جلب کرده اند. با توجه به میزان بالای افزایش حجم این مواد وقابل برگشت بودن این تورم، پیش بینی پاسخ مکانیکی این مواد از اهمیت بسزایی برخوردار است. هیدروژل های تابعی-هدفمند حساس بدما از مواد پرکاربرد درصنعت می باشند. جهت مطالعه رفتار مکانیکی این مواد حین تغییردما، یک تابع انرژی متشکل از دو بخش انرژی کشیدگی شبکه و انرژی ترکیب درنظر گرفته شده است. سپس با در نظر گرفتن تغییر مشخصات هیدروژل های تابعی-هدفمند حساس بدما درراستای ضخامت حل نیمه تحلیلی برای خمش این مواد درشرایط کرنش-صفحه ای ارایه گردیده است. برای بررسی صحت روش، نتایج حاصل با نتایج خروجی از روش اجزامحدود مقایسه شده است. برای حل مسایل مختلف به روش اجزامحدود نیاز به نوشتن زیربرنامه UHYPER این مواد هستیم. صحت این زیربرنامه با درنظر گرفتن مسئله تورم آزاد ارزیابی گردیده است. سپس شعاع، تنش شعاعی و مماسی در خمش تیر متشکل از هیدروژل های تابعی-هدفمند حساس به دما در هر دو روش مطالعه گردیده است. در نهایت نیز با توجه به اهمیت دو فاکتور میزان زاویه خمیدگی و انحنا در کاربردهای صنعتی، این دو فاکتور نیز با تغییردما درهمان بازه 320 تا 288 مورد بررسی قرار گرفته است، که بادقت در نتایج حاصله می توان توانایی این مواد در کاربردهایی هم چون سنسور و عملگر را مشاهده کرد. همچنین وجود پیوستگی در تنش های شعاعی و مماسی دلیلی برای استفاده بیشتر این مواد می باشد که این خواص را در سنسورهای چندلایه نمی توان مشاهده کرد.

    کلید واژگان: هیدروژل حساس به دما, مواد تابعی هدفمند, حل نیمه تحلیلی, مدل سازی اجزاء محدود}
    Mohammad Shojaeifard, Mostafa Baghani *

    Todays, hydrogels have attracted many researchers due to their unique properties in responding to exterior stimuli and swelling-induced by water absorption. According to their reversible swelling, it is important to predict their mechanical response. The functionally-graded temperature-sensitive hydrogel is one of the most applicable materials in industry. Thus, to study the mechanical behavior of these materials, an energy density function is introduced which includes network stretch energy and mixing part. Then, considering functionally-graded properties along the thickness, bending of FG temperature-sensitive hydrogels is solved analytically under plane-strain assumption. Verifying the presented analytical procedure, the results are compared with outcomes of finite-element-method. To solve diverse problems by finite-element-method, UHYPER subroutine has been written and verified in free-swelling problem. Next, the radius, radial stress and tangential stresses are studied by both methods for FG temperature-sensitive hydrogels. Finally, according to the importance of factors such as semi-angle and bending curvature in the industrial designs, these factors are investigated by changing the temperature in range of 320 to 288. Results demonstrate the capability of these material to be implemented in sensors and actuators. In addition, the continuity of stresses field is the other reason of utilizing FG hydrogels, while the multi-layer hydrogels do not have continuous stress fields.

    Keywords: Temperature sensitive hydrogels, Functionally graded materials, Semi-analytical solution, finite element modeling}
  • محمدرضا بیات، آرش کارگر اصطهباناتی، مصطفی باغبانی *

    طراحی دقیق و کارآمد حسگرها و عملگرهای ساخته از شده از هیدروژل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله یک روش نیمه تحلیلی برای حل مسئله خمش ناشی از تورم هیدروژل در سازه ی دولایه در شرایط کرنش صفحه ای ارایه می شود. سازه ی دولایه از هیدروژل و الاستومر تشکیل شده است. اتصال بین دو لایه به صورت ایده آل فرض شده است. همچنین، مسئله ی طرح شده به کمک ابزار اجزا محدود با بهره گیری از کد UHYPER در نرم افزار ABAQUS نیز شبیه سازی شده است. برای بررسی صحت و دقت روش نیمه تحلیلی ارایه شده چند مثال به کمک روش نیمه تحلیلی و اجزا محدود حل شده است. تطابق خوبی بین نتایج روش نیمه تحلیلی ارایه شده و روش اجزا محدود مشاهده می شود. تغییرشکل و توزیع تنش در لایه ها با پارامتر مواد مختلف، به کمک روش نیمه تحلیلی و اجزا محدود ارایه شده است. در نهایت، تاثیر چگالی اتصالات عرضی شبکه ی پلیمری لایه ی هیدروژل بر انحنا سازه ی دولایه بررسی شد.

    کلید واژگان: هیدروژل, سازه دولایه, خمش ناشی از تورم, حل نیمه تحلیلی, حل اجزا محدود}
    MohammadReza Bayat, Arash Kargar estahbanati, Mostafa Baghani*

    The accurate and efficient design of the bilayer sensors and actuators made of hydrogels are of crucial importance. In this work, a semi-analytical method is developed to solve the swelling induced bending of hydrogel bilayer under plane strain condition. The bilayer consists of a neutral incompressible elastomer layer attached to a hydrogel layer. The interface of two layers is assumed to be perfectly bonded. Moreover, the plotted problem is simulated using Finite Element Method (FEM) employing UHYPER subroutine in ABAQUS software. Several cases are solved to demonstrate the validity and performance of the proposed semi-analytical method. A good correspondence between the presented method and the finite element method is observed. The deformation and the stresses inside the layers are presented for various material parameters employing both the developed semi-analytical formulation as well as the finite element method. Finally, the effect of density of cross-link in hydrogel polymer network on curvature is also investigated.

    Keywords: Hydrogel Bilayer, Finite strain, Swelling induced bending, Semi-analytical solution, FEM}
  • Abdul Rauf *
    Unsteady oscillatory flow of generalized Burgers’ fluid in a circular channel tube in the porous medium is investigated under the influence of time-dependent trapezoidal pressure gradient given by an infinite Fourier series. An exact analytical expression for the solution for the fluid velocity and the shear stress are recovered by using the similarity arguments together with the integral transforms. The solution is verified with a semi-analytical solution obtained by employing the Stehfest's method. Using the software Mathcad, numerical calculations have been carried out, and results are presented in graphical illustrations in order to analyze the effects of various fluid parameters on the fluid motion. As expected, with the increase in the permeability of the porous medium, the drag force decreases, which results in an increase in the velocity profile for all kinds of fluid models (a generalized Burgers’ fluid, a Burgers’ fluid, a Maxwell fluid, and an Oldroyd-B fluid). Moreover, it has been observed that the material constants of the generalized Burgers’ fluid, as well as the Burgers’ fluid, are other important factors that enhance the flow velocity performance of the fluid. The velocity-time variation for the generalized Burgers’ fluid, the Oldroyd-B fluid, and the Newtonian fluid is similar to the trapezoidal waveform, whereas it is different for the Burgers’ and Maxwell fluid.
    Keywords: Oscillating motion, Porous medium, Trapezoidal pressure gradient, Generalized Burgers’ fluid, Analytical, semi-analytical solution}
  • محمد شجاعی فرد، مصطفی باغانی*
    هیدروژل ها در اثر تحریک محیطی آب جذب کرده و متورم می شوند. هیدروژل های-گرادیانی حساس به pH بعلت کاربردهای متنوع از اهمیت برخوردارند. رفتار مکانیکی این مواد حین تغییر pH، با تعریف تابع انرژی متشکل از چهاربخش انرژی کشیدگی شبکه و انرژی های ترکیب وانرژی تفکیک شبیه سازی می گردد. با فرض تغییر مشخصات هیدروژل درراستای ضخامت حل نیمه تحلیلی برای خمش این مواد درشرایط کرنش-صفحه ای ارائه گردیده است. در این میان برای ارزیابی صحت روش ارائه شده، نتایج خروجی با روش اجزا محدود مقایسه شده است. وجود پیوستگی در تنش های شعاعی و مماسی که پیش تر در اختارهای چندلایه دیده نمی شد، از دیگر مزایای تیرگرادیانی می باشد.
    کلید واژگان: مواد گرادیانی, هیدروژل حساس به pH, خمش تیر, حل نیمه تحلیلی, مدل سازی اجزا محدود}
    Mohammad Shojaeifard, Mostafa Baghani *
    Todays, hydrogels have attracted many researchers due to individual response to exterior stimuli. According to the environmental stimuli, these materials absorb a huge amount of water and swell. Due to the vast application of the functionally graded pH sensitive hydrogels, investigation of their mechanical behavior during changing of pH is very important. In this regard, the energy density is decomposed additively to energy of the network stretching, energy of mixing and energy of dissociation. Considering the variation of properties along thickness, the semi analytical solution is presented under plane strain condition. Verifying the accuracy of presented method, the result of this method is compared with the finite element method including radius, radial and tangential stresses, bending curvature and bending semi angle between pH = 2 to 8. In addition, the continuity of stresses and deformation is one of the benefits of using functionally graded hydrogel instead of multi layer ones.
    Keywords: Temperature sensitive hydrogels, Functionally graded materials, Semi-analytical solution, Finite element modeling}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال