فهرست مطالب

صوت و ارتعاش - پیاپی 21 (بهار و تابستان 1401)

نشریه صوت و ارتعاش
پیاپی 21 (بهار و تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/15
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مهدی زکی زاده، علی جمالی، منصور رفیعیان صفحات 3-13

    در این پژوهش روشی جدید جهت تشخیص عیب ترک نازل انژکتور موتور لکوموتیو، با استفاده از آنالیز ارتعاشات و استفاده از آزمون های آماری، داخل شبکه های عصبی مصنوعی، ارایه شده است. در برنامه ارایه شده ابتدا سیگنال های ارتعاشی در حوزه فرکانس دریافت شده و محدوده فرکانسی مورد بررسی به چندین محدوده کوچکتر تقسیم می شود. سپس RMS هر محدوده به عنوان یک ویژگی فرکانسی استخراج و به عنوان ورودی به شبکه عصبی داده می شود. به دلیل اینکه انتخاب زیاد ویژگی باعث پایین آمدن دقت شبکه عصبی شده و همچنین جهت انتخاب ویژگی های بهتر، بردار ویژگی استخراج شده ابتدا از فیلترهای آزمون T، با سطوح معناداری مختلف، عبور کرده و سپس به عنوان ورودی به شبکه عصبی وارد می شود. استفاده از این روش ضمن افزایش دقت شبکه عصبی از 4/78 به 6/94 درصد، به فرایند تشخیص محدوده های فرکانسی، که تحت تاثیر عیب، تغییرات محسوسی دارند، کمک می کند. بر اساس نتایج به دست آمده عیب ترک نازل انژکتور، بیشتر باعث افزایش شدت ارتعاشات در باندهای فرکانسی بالای فرکانس های 1500 هرتز می شود.

    کلیدواژگان: پایش وضعیت، تحلیل ارتعاشات، موتورهای دیزل، پردازش سیگنال، شبکه عصبی مصنوعی
  • رضوان عابدینی، وحید فرتاش وند، راضیه السادات سالاری صفحات 14-29

    شناسایی عیب های پیزوالکتریک و ترنسدیوسرهای فراصوتی براساس امپدانس الکترومکانیکی یکی از روش های پایش سلامت آن ها می باشد. در یک پیزوالکتریک سالم، امپدانس الکترومکانیکی براساس خصوصیات، شکل و ابعاد پیزوالکتریک تعیین می شود. با هدف شناسایی و پیش بینی خرابی پیزوالکتریک ها، در این مقاله، یک رویه عملی و موثر برای ارزیابی کیفیت و سلامت پیزوالکتریک های مورد استفاده در ترنسدیوسرهای التراسونیک توان بالا ارایه شده است. مبنای این رویه ، بررسی تغییر مشخصات امپدانس الکتریکی قطعه پیزوالکتریک است که مطابق استاندارد قابل اندازه گیری است. این رویه برای محققان و سازندگان محصولات پیزوالکتریک قابل استفاده است. نتایج آزمون های تجربی نشان داده است که با تحلیل نمودار امپدانسی پیزوالکتریک ها به خوبی می توان خرابی و عیب در آن ها را شناسایی نمود؛ حتی قبل از آن که با چشم قابل رویت باشند. همچنین مقایسه کیفیت سازندگان مختلف پیزوالکتریک و بررسی میزان افت عملکرد یک پیزو کارکرده سالم نسبت به یک پیزو نو قابل بررسی می باشد.

    کلیدواژگان: سرامیک پیزوالکتریک، آزمون امپدانس الکترومکانیکی، ترنسدیوسر ساندویچی پیزوالکتریک، پایش سلامت
  • محسن بهمئی، سید مهدی زهرائی صفحات 30-45

    استفاده از روش های کنترلی جهت کاهش ارتعاشات لرزه ای ناشی از بارهای دینامیکی از زمینه های تحقیقاتی فعال در سالهای اخیر بوده است. خرابی های ناشی از برخورد ساختمان های مجاور در زلزله های بزرگ، اهمیت بهسازی و کاهش پاسخ سازه ها در برابر این بارها را آشکار می سازد. در این مطالعه، جهت تعیین عملکرد میراگر سیال مغناطیسی با استفاده از کنترل فازی نوع-1 و 2، سازه های معیار سه و نه طبقه تحت تحریک های لرزه ای با بیشینه شتاب های مختلف بررسی می شوند. میراگر سیال مغناطیسی مورد استفاده در تراز طبقه سوم با توانایی تولید نیروی کنترلی معادل 1000 کیلونیوتن، دو سازه را به یکدیگر متصل می کند. ولتاژ اعمالی به میراگر در هر لحظه توسط سامانه کنترلی طراحی شده بر اساس مقدار جابجایی دو سازه به عنوان ورودی سامانه محاسبه می شود. در این مقاله، رویکرد کلی کنترل فازی با هدف کاهش احتمال برخورد سازه ها و کاهش پاسخ های لرزه ای دو سازه می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده، عملکرد کنترل فازی نوع-2 که عدم قطعیت ها را درخود جای می دهد، در مقایسه با فازی نوع-1 بهتر بوده است. خطر برخورد سازه ها با استفاده از کنترل های فازی نوع-1 و 2 به ترتیب 5/37 و 7/39 درصد کاهش یافته است. علاوه بر این، سامانه های فازی عملکرد مناسبی در کاهش پاسخ های لرزه ای سازه ها داشته اند.

    کلیدواژگان: کنترل ارتعاشات، کنترل نیمه فعال، میراگر سیال مغناطیسی، سیستم کنترل فازی نوع-1 و نوع 2، سازه های مجاور
  • حسین آذریون، محمدرضا الهامی صفحات 46-72

    در این پژوهش فرض شده است که پوسته ساندویچی خارجی دارای هسته ساخته شده از مواد مدرج تابعی همراه با وصله های پیزوالکتریک باشد و پوسته داخلی از جنس کامپوزیت‏های لایه‏ ای باشد. پوسته‏ های استوانه‏ای دوجداره دارای سه محیط آکوستیک خارجی، داخلی و میانی هستند و تحت برخورد امواج آکوستیک با زاویه اثر مشخص قرار گرفته اند. معادلات دینامیکی سازه با استفاده از فرضیه میدان جابجایی برشی مرتبه اول پوسته‏ ها و اصل همیلتون استخراج شده‏اند و همراه با شرایط مرزی سیال/سازه معادلات نهایی را تشکیل می‏دهند. با استفاده از بسط‏های سری فوریه فشار‏های صوت ورودی، برگشتی و خروجی و جابجایی‏ های پوسته، معادلات دینامیکی گسسته ‏سازی شده و به فرم ماتریس حالت در می‏آیند. بعد از اعتبارسنجی نتایج با مقالات موجود ، نهایتا اثرات، ولتاژ اعمالی از طرف وصله ‏های پیزوالکتریک، درصد مواد تابعی، زاویه الیاف بکار رفته در کامپوزیت ها، انواع مواد کامپوزیتی، تعداد وصله‏های پیزوالکتریک و زاویه برخورد بر رفتار افت انتقال صوت سازه در محدوده فرکانسی مشخصی مورد ارزیابی قرار گرفته است. و در نهایت پارامترهای ولتاژ اعمالی از طرف وصله ‏های پیزوالکتریک، درصد مواد تابعی، زاویه الیاف بکار رفته در کامپوزیت ها، انواع مواد کامپوزیتی، تعداد وصله‏ های پیزوالکتریک و زاویه برخورد ، افت انتقال صوت را بیشتر کرد.

    کلیدواژگان: افت انتقال صوت، پوسته های استوانه ای، مواد مدرج تابعی، پیزوالکتریک، تئوری میدان برشی مرتبه اول
  • احسان رئیسی استبرق، سعید ضیائی راد صفحات 73-84

    تمام پره های سیستم دیسک و پره در حالت ایده آل از نظر خصوصیات هندسی و خصوصیات مادی کاملا یکسان و مشابه یکدیگر هستند. در حالت واقعی گاهی اوقات تفاوت های کوچکی بین خصوصیات پره های مختلف به وجود می آید. این تفاوت ها ناشی از تلرانس های ساخت، ساییده شدن و آسیب های خارجی می باشند. این تفاوت های کوچک که نامیزانی نامیده می شوند تاثیر زیادی بر روی پاسخ دینامیکی پره های دیسک دارند. در این پژوهش در ادامه بررسی های انجام شده بر روی سیستم دیسک و پره، ماکزیمم پاسخ فرکانسی سیستم دیسک و پره در حالت وجود نامیزانی در جرم و ضریب سختی پره مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. بدین منظور ابتدا یک مدل مناسب برای سیستم دیسک و پره انتخاب شده و معادلات حرکت آن بدست می آید. سپس پاسخ سیستم در حالت میزان محاسبه می شود. در ادامه پاسخ فرکانسی سیستم نامیزان با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای حالتی که جرم پره ها متفاوت باشد محاسبه می گردد. همچنین ماکزیمم پاسخ فرکانسی برای حالت وجود نامیزانی در ضریب سختی پره ها نیز بدست می آید. در نهایت ماکزیمم پاسخ برای وجود نامیزانی همزمان در جرم و ضریب سختی هر پره محاسبه می-شود. نتایج نشان می دهد وجود نامیزانی اندک در سیستم، می تواند پاسخ سیستم را نسبت به حالت میزان تا 563/5 برابر افزایش دهد. این میزان افزایش ماکزیمم پاسخ سیستم نامیزان نسبت به سیستم میزان، برای سیستم نامطلوب است و می تواند باعث شکست پره ها و یا برخورد آن ها به یکدیگر در سرعت های زیاد شود به همین دلیل این ضریب در طراحی اولیه این سیستم ها باید مدنظر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: دیسک و پره، نامیزانی، جرم پره، ضریب سختی، پاسخ ارتعاشی
  • معصومه شفیعیان صفحات 85-98

    بازشناسی احساس از روی گفتار برای محققان در دهه گذشته یک مساله چالش برانگیز بوده است. اما با پیشرفت در حوزه هوش مصنوعی این چالش ها کم رنگ تر شدند. هدف از این پژوهش، استفاده از روش های یادگیری عمیق در جهت بهتر کردن کارایی این سیستم ها است. کار انجام شده از چندین مرحله تشکیل شده است. در مرحله اول از شبکه های عصبی پیچشی سه بعدی برای یادگیری ویژگی های طیفی زمانی گفتار استفاده شده است. در مرحله دوم برای قدرتمند کردن مدل پیشنهادی از ساختار هرمی جدید شبکه های عصبی پیچشی سه بعدی اتصال داده شده؛ که یک معماری چند مقیاسه از شبکه های عصبی پیچشی سه بعدی روی ابعاد ورودی است؛ بهره گرفته شد. در نهایت برای یادگیری ویژگی های طیفی زمانی استخراج شده از ساختار جدید (ساختار جدید هرمی شبکه های عصبی پیچشی سه بعدی) با در نظر گرفتن رابطه مکانی و زمانی اطلاعات به صورت کامل؛ از شبکه کپسول زمانی استفاده شد. در نهایت بر ساختار پیشنهادی که یک ساختار قدرتمند برای ویژگی های طیفی زمانی است نام MSID 3DCNN + Temporal Capsule نهاده شد. پژوهش انجام شده و مدل نهایی روی ترکیب دو پایگاه داده گفتار معمولی و گفتار آوازی از پایگاه داده راودیس که یک پایگاه داده چند حالته است؛ انجام شد. نتایجی که با استفاده از مدل پیشنهادی بدست آمد؛ نسبت به مدل های مرسوم، قابل توجه است. در این پژوهش برای شش کلاس احساسی به تفکیک جنسیت، دقت 81.77 درصد بدست آمد.

    کلیدواژگان: بازشناسی احساس از روی گفتار، شبکه های عصبی پیچشی سه بعدی چندمقیاسه، شبکه کپسول زمانی، پایگاه داده راودیس
  • مرتضی احمدی، امین موسوی جد، زیبا ابراهیمیان صفحات 99-109

    در ساختار سنگ ها، تعدادی خلل و فرج و درزه و ریز ترک وجود دارد که به طور کلی به آنها ناپیوستگی اطلاق می شود. مطالعات نشان می دهد که این ناپیوستگیها، تحت بارگذاری گسترش یافته و این گسترش همراه با انتشار امواج صوتی (سیگنال) میباشد. برای مطالعه این سیگنال ها، از روش انتشار آوایی استفاده می شود. در روش انتشار آوایی یک نمونه تحت بارگذاری قرار داده و در اطراف نمونه، تعدادی سنسور نصب می شود، سپس در طول آزمایش بارگذاری، سیگنالهای ساطع شده از ترکهای ایجاد شده، توسط این سنسورها ثبت می شوند. با جمع آوری و تحلیل این سیگنالها در بعد فرکانس می توان درخصوص مکانیزیم گسترش ترک مطالعه نمود. در این تحقیق، پهنای باند فرکانسی امواج ساطع شده از سنگ تحت بارگذاری بررسی شده است. از داده های بدست آمده از یک آزمایش استفاده شده است. یک نمونه سنگ گرانیت به ابعاد 1× 3 × 6 اینچ تحت بارگذاری تک محوره قرار گرفته است. برای تحلیل داده ها از برنامه متلب بهره گرفته شده است. یک کد برای تغییر اطلاعات آزمایش نوشته و در متلب اجرا شده است. با اجرا کد داده های خام به سیگنال های دامنه-زمان تبدیل شده است. سپس از روش ویولت، به کمک تبدیل موجک، سیگنالهای زمان-دامنه در بعد فرکانس انجام شده است. تحلیل های لازم با خروجی های کد انجام و بصورت نمودار و شکل ارایه شده است. تحلیلها مشخص نمود با گذشت زمان و رشد ترک در آزمایش، بین طول ترک در حال رشد و پهنای باند فرکانسی موج ساطع شده از آن رابطه عکس وجود داشته و پهنای باند فرکانسی کاهش می یابند.

    کلیدواژگان: انتشار آوایی در سنگ، طول ترک، تبدیل موجک، پهنای باند فرکانسی
  • مرتضی خادمی کوهی، میثم شکوری صفحات 110-118

    امروزه پوسته های استوانهای دوار دارای کاربردهای صنعتی نظیر سانتریفیوژها، توربینها، خشککنها، شفتهای دوار، موتورها و ورتورها میباشند. بنابراین بررسی ارتعاشاتی آنها ضروری به نظر می رسد. این پژوهش به تحلیل و بررسی اثر خواص مکانیکی الاستیک بر روی رفتارپوسته مانند و تیرمانند در ارتعاشات پوسته های استوانه ای ساخته شده از مواد با خواص گرادیانی (FGM) با شرایط مرزی مختلف با در نظر گرفتن اثر پارا متر مقیاس طول با مقادیر متفاوت وهمچنین اثر شعاع و ضخامت متغیر پرداخته شده است. نتایج نشان دهنده این موضوع است که مدول الاستیسیته و ضریب پواسون با مقادیر مختلف تاثیری بر رفتار ارتعاشاتی پوسته های استوانه ای ساخته شده از مواد با خواص گرادیانی تاثیر ندارد و همچنین با افزایش قید (شرایط مرزی) خیز (جابجایی) کمتر و فرکانس طبیعی افزایش پیدا می کند و با افزایش مقدار پارامتر طول اثر شرایط مرزی کاهش پیدا می کند. درپایان و رابطه ای جهت نشان دادن تغییر رفتار از پوسته مانند به تیرمانند به دست آمده است. نتایج با سایر ادبیات دارای مطابقت بسیار خوبی است.

    کلیدواژگان: ارتعاشات، پوسته های استوانه ای، مواد با خواص گرادیانی، خواص مکانیکی الاستیک، شرایط مرزی مختلف
  • سهیل اویسی، مهدی صالحی، اعظم قاسمی، سید علی افتخاری، سعید ضیائی راد صفحات 119-156

    در این‏ مقاله تاثیر میدان‏های نیروی الکتریکی با ولتاژهای مثبت یا منفی و مغناطیسی بر انتشار موج و سرعت فاز در نانوسیستم‏های دارای برهم‏کنش سازه-سیال مورد بررسی قرار می‏گیرد. بدین منظور، نانوپوسته‏های کربنی استوانه‏ای دارای حرکت محوری حامل نانوسیال تعبیه شده بر بستر ویسکو-پسترناک الکترومغناطیسی در نظرگرفته می‏شود. در اینجا فرض می‏شود بستر الاستیکی ویسکو-پسترناک شامل فنرهایی به‏ صورت سیم‏ پیچ‏های ایری باشد، لذا اعمال یک میدان‏‏الکتریکی به سیستم موجب ایجاد میدان‏مغناطیسی شده و نانوسیستمی مغناطیسی-الکتریکی-الاستیک حاصل می‏شود. میدان مغناطیسی هم بر سازه به‏صورت اعمال نیروی لورنتس و هم بر سیال با استفاده از اعداد نادسن و هارتمن در پراکندگی فونون‏ تاثیرگذار خواهدبود. معادلات‏حاکم تحت نیروهای هیدرودینامیکی، الکتریکی، مغناطیسی و برشی بر اساس تیوری تغییرشکل برشی مرتبه بالای استوانه‏ای-سینوسی- غیرمحلی با استفاده از روش انرژی و معادلات تعمیم‏یافته ناویر-استوکس استخراج می‏شوند. نتایج حاصل‏شده در این تحقیق می‏توانند در طراحی و ساخت ابزارآلات سلامت‏سنجی، استحصال انرژی و رگ‏های انتقال دهنده دارو در مقیاس نانو مورد بهره‏ برداری قرار گیرند.

    کلیدواژگان: انتشار موج، نانوسازه کربنی دارای حرکت محوری، نیروی لورنتس، میدان&rlm، های نیرویی الکتریکی و مغناطیسی، بستر ویسکو-پسترناک الکترومغناطیسی
  • امید رضایی فر، مجید قلهکی، محتشم خان احمدی، یاسر امیری صفحات 157-171

    سازه ها به دلایل مختلفی دچار آسیب های موضعی می شوند که اگر محل این آسیب ها ناشناخته باقی بماند، ممکن است در اثر سوانح طبیعی مانند زلزله و یا عوامل مصنوعی مانند گودبرداری های غیر اصولی تشدید یافته و منجر به تخریب کلی گردد؛ بنابراین پایش سلامت در سازه ها و اعضای آن ها به عنوان یکی از با اهمیت ترین موضوعات پژوهشی در گرایش های مهندسی عمران، مکانیک و هوافضا مطرح است. پردازش حوزه زمان یا فرکانس پاسخ های سازه یکی از روش های تشخیصی آسیب است. در این راستا، تبدیل موجک از روش های پردازشی در هر دو حوزه زمان و فرکانس است که تاکنون بر پایه آن تحقیقات متعددی در زمینه پایش سلامت سازه ها منتشر شده است. در این مقاله مروری جامع بر تحقیقات منتشر شده صورت گرفته است و با مثالی، با در نظر گرفتن شکل های مود ارتعاشی تیر طره ای معیوب (به عنوان سیگنال های ورودی تبدیل موجک) به تشخیص و تعیین موقعیت آسیب پرداخته شده است. نمودار ضرایب جزییات حاصل از تحلیل موجک سیگنال ورودی، مقادیر حداکثری و حداقلی را در موقعیت های آسیب نشان میدهد و به این ترتیب توانمندی و کارآمدی استفاده از تبدیل موجک در آشکارسازی آسیب نشان داده شده است. علاوه بر این، حساسیت روش تشخیصی مبتنی بر تبدیل موجک به شدت خسارت رخ داده در موقعیت های آسیب نشان داده شد که با افزایش شدت آسیب در یک موقعیت، جهش نسبی بزرگ تری در نمودار سیگنال خروجی تمامی مودها مشاهده می گردد.

    کلیدواژگان: پایش سلامت، تشخیص آسیب، پردازش سیگنال، شکل مود، تبدیل موجک
  • رضا ابراهیمی صفحات 172-186

    در سالهای اخیر، نانولوله های کربنی دوجداره برای کاربردهای صنعتی مختلف از جمله تکنولوژی جداسازی و تصفیه به کار گرفته شده اند. بنابراین هدف اصلی این مقاله، تحلیل رفتار دوشاخگی نانولوله های کربنی دوجداره حامل سیال با در نظر گرفتن نیروهای غیرخطی واندروالس است. جریان سیال داخل لوله، به صورت نوسانی در نظر گرفته شده است. براساس تیوری فون کارمن و مدل تیر اویلر - برنولی معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است. معادلات دیفرانسیل پاره ای حاکم بر حرکت به وسیله روش مودهای فرضی گسسته سازی و با روش عددی رانگ - کوتا حل شده اند. سپس اثرات سرعت جریان و فرکانس نوسانات جریان روی رفتار دینامیکی سیستم، با استفاده از نمودارهای دوشاخگی، دیاگرامهای فاز، پاسخ زمانی و نقشه های پوانکاره بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که سرعت جریان و فرکانس نوسانات جریان اثرات قابل ملاحظه ای بر پاسخهای دینامیکی سیستم دارند. همچنین نتایج تحلیل، رفتارهای غیرخطی متنوعی را از جمله حرکات تناوبی، چندتناوبی و آشوبناک آشکار می کنند که می تواند راهکارهایی را به محققان در رابطه با طراحی و مطالعه این سیستمها در آینده بدهد.

    کلیدواژگان: نانولوله کربنی دوجداره، دوشاخگی، جریان نوسانی، ارتعاشات غیرخطی، برهم کنش سیال-سازه
  • سهیل اویسی، مهدی صالحی، اعظم قاسمی، سید علی افتخاری، سعید ضیائی راد صفحات 187-221

    در این تحقیق انتشار موج در نانوپوسته‏های کربنی استوانه‏ای مدور دارای حرکت محوری حاوی نانوسیال مغناطیسی برای نخستین بار تحت سه نوع میدان نیروی حرارتی و رطوبتی طولی، محیطی و هم‏زمان طولی-محیطی مورد بررسی قرار می‏گیرد. میزان تاثیر نانوسیال مغناطیسی بر انتشار موج حاصله با استفاده از اعداد نادسن و هارتمن در نظر گرفته‏ می‏شود. معادلات حاکم بر مسیله‏ی برهم‏کنش نانوسیال-نانوسازه تحت نیروهای حرارتی و رطوبتی با استفاده از یک مدل ابداعی پیشنهادی بر اساس تیوری تغییرشکل برشی مرتبه بالا در مختصات استوانه‏ای و با در نظر گرفتن پارامترهای سینوسی و الاستیسیته غیرمحلی با کمک اصل همیلتون و معادلات تعمیم‏یافته ناویر-استوکس استخراج می‏شوند. نتایج حاصل از حل تحلیلی معادلات حاکم حاکی از تطابق بسیار خوب نتایج مدل پیشنهادی در این تحقیق با نتایج حاصل از شبیه‏سازی‏های دینامیک مولکولی است. علاوه بر این، اثر تغییرات چگالی‏های نانوسازه و نانوسیالات مغناطیسی (مایع و گاز) به موجب میدان‏های حرارتی و رطوبت حرارتی و اثرات سرعت محوری نانوسازه و نانوسیال عبوری بر پراکندگی فونون‏ها و فرکانس طبیعی نانوسیستم برای نخستین بار مورد بحث قرار می‎گیرند.

    کلیدواژگان: انتشار موج، نانوپوسته کربنی دارای حرکت محوری، نانوسیال مغناطیسی، تئوری تغییرشکل برشی مرتبه بالای استوانه، ای-سینوسی-غیرمحلی، میدان، های نیرویی حرارتی و رطوبت حرارتی
|
  • Mahdi Zakizadeh, Ali Jamali, Mansour Rafeeyan Pages 3-13

    In this study, a new method for the fault detection of the locomotive engine injector nozzle based on vibration analysis and statistical tests, inside artificial neural networks, is presented. For this point, first the under study received vibration signals in the frequency domain is divided into several smaller ranges and the RMS of each range is then extracted as a frequency property and given as an input to the neural network. Because the high selection of the features reduces the accuracy of the neural network, the extracted feature vector with different levels of significance passes through the T-test filters, firstly, and then enters the neural network as an input. Using of this method, the accuracy of the neural network increases from 78.4 to 94.6%, and also help to detect the frequency ranges. According to the results, the fault of the injector nozzle crack increases the intensity of vibrations in the upper band frequencies of 1500 Hz.

    Keywords: Condition monitoring, Vibration analysis, Diesel engines, Signal processing, Artificial neural network
  • rezvan Abedini, Vahid Fartashvand, Razieh Alsadat Salari Pages 14-29

    Identifying piezoelectric defects and ultrasonic transducers failure based on electromechanical impedance is one of the methods to assess their health. In a healthy piezoelectric, the electromechanical impedance is determined based on the piezoelectric properties, shape and size. In order to identify and predict the failure of piezoelectric, in this paper, a practical and effective method for evaluating the quality and health of piezoelectric used in high power ultrasonic transducers is presented. The basis of this procedure is to study the change in electric impedance characteristics of the piezoelectric disc, which can be measured according to the standard. This method can be used by researchers and manufacturers of piezoelectric. The results of experimental tests have shown that by analyzing the impedance diagram of piezoelectric, it is possible to identify faults and defects in them; even before they are visible to the naked eye. It is also possible to compare the quality of different piezoelectric manufacturers and to evaluate the performance of a healthy worked piezoceramic compared to a new component.

    Keywords: Piezoelectric Ceramic, Impedance Analysis Method, Sandwich Piezoelectric Transducer, Health Monitoring
  • mohsen bahmaei, Seyed Mehdi Zahrai Pages 30-45

    The use of control systems to reduce seismic vibrations due to dynamic loads has been an active research field in recent years. Damage caused by the impact of buildings in recent large earthquakes reveals the importance of improving and reducing the response of structures to these loads. In this study, to evaluate the performance of MR damper using type-1 and type -2 fuzzy control systems, two typical structures are investigated under seismic excitation with different maximum accelerations. The MR damper used in this study connects two adjacent structures at the third-floor level and is capable of producing a control force equivalent to 1000 kN. The voltage applied to the damper by the control system is calculated based on the amount of displacement of the two structures as the input of the system. In this study, the general approach of the fuzzy system aims to reduce the probability of collision of structures and reduce the seismic responses of two structures. According to the results, the control performance of the type-2 fuzzy system, which accommodates uncertainties, has been better compared to the type-1 control system. The risk of collision of structures using type-1 and type-2 fuzzy systems has decreased by 37.5% and 39.7%, respectively. In addition, fuzzy systems have performed well in reducing the seismic responses of structures. For example, type-1 and type-2 fuzzy systems have been able to reduce the values of maximum displacement, acceleration, and base shear in 3-story structure by 22.6, 8, 13.5, and 25, 7.5, 13.9 percent, respectively.

    Keywords: Vibration control, semi-active control, MR damper t, ype-1, type -2 fuzzy control systems, adjacent buildings
  • hossein Azarioun, MohammadReza Elhami Pages 46-72

    In this study, it is assumed that the outer shell of the sandwich has a core made of functional calibrated materials with piezoelectric patches and the inner shell is made of layered composites. Double-walled cylindrical shells have three external, internal and middle acoustic environments and are exposed to acoustic waves with a specific angle of effect. The dynamic equations of the structure are derived using the hypothesis of first-order shear displacement field of shells and Hamilton principle and together with the fluid / structure boundary conditions form the final equations. Using the Fourier series expansions of the input, return, and output sound pressures and shell displacements, the dynamic equations are discretized to form a state matrix. After validating the results with existing articles, finally the effects, voltage applied by piezoelectric patches, percentage of functional materials, angle of fibers used in composites, types of composite materials, number of piezoelectric patches and angle of impact on the structure of sound transmission behavior It has been evaluated in a certain frequency range. Finally, the voltage parameters applied by the piezoelectric patches, the percentage of functional materials, the angle of the fibers used in the composites, the types of composite materials, the number of piezoelectric patches and the angle of impact increased the sound loss.

    Keywords: : Sound transmission loss, Cylindrical shells, Functionally graded materials, Piezoelectric, First-order shear deformation Theory
  • Ehsan Raeisi Estabragh, Saeed Ziaei-Rad Pages 73-84

    Ideally, bladed disk systems are tuned and all blades are identical but, in practice there always exist small, random differences among the blades. In designing bladed disks, all the blades on each stage are generally assumed to be identical, and this is called a tuned bladed disk. However, due to manufacturing tolerances, variations in material properties and wear in service, each blade on a disk is almost always slightly different to the others. These small differences, collectively called mistuning. It is well known that even a small amount of mistuning can induce a large forced response known as mode localization. In this study a representative model for the bladed disk system is presented and equation of motion derived. Then the response of tuned system was obtained. Afterward, frequency response of mistuned system with genetic algorithm for mistuned blade in mass was studied. Also maximum frequency response of the system for mistuned blade in stiffness was calculated. The result indicated the slightly mistuning in system can increase the response of the system. The worst response of mistuned system is 5.563 times greater than the response of the tuned system. Increase in frequency response of the system is undesirable and should be considered in the initial design of these systems.

    Keywords: Bladed disk, Mistuning, Blade mass, Stiffness, Vibration response
  • Masoume Shafieian Pages 85-98

    The purpose of speech emotion recognition systems is to create an emotional connection between humans and machine, since recognizing human emotions and goals helps improve interactions between humans and machines. Recognizing emotions through speech has been a challenge for researchers over the past decade. But with advances in artificial intelligence, these challenges have faded. In this study, we took steps to improve the efficiency of these systems by using deep learning methods. In the first step, three-dimensional Convolutional neural networks are used to learn the spectral-temporal Features of speech. In the second step, to strengthen the proposed model, We use the New pyramidal Concatenated three-dimensional Convolutional neural networks, Which is a multi-scale architecture of three-dimensional Convolutional neural networks on input dimensions. Finally, to obtain the ability of learning the spectral-temporal features extracted from the New Pyramidal Concatenated 3D CNN Approach, we used the temporal capsule network, so could be called consider the spatial and temporal relationship of the data. Finally, we named the proposed structure, which is a powerful structure for spectral-temporal feaures, the MSID 3DCNN + Temporal Capsule.The final model has been applied on a combination of two speech and song databases from the RAVDESS database. comparing the results of the proposed model with the conventional models, shows the better performance of our approach. The proposed SER model has achieved an accuracy of 81.77% for six emotional classes by gender.

    Keywords: Speech Emotion Recognition, three-dimensional Convolutional neural network, Temporal Capsule, RAVDESS
  • Morteza Ahmadi, Amin Mousavijad, Ziba Ebrahimian Pages 99-109

    In structure of rocks, there are a number of pores, joints and small cracks which called discontinuities. Studies showed that these discontinuities propagate under load and emit acoustic wave (signals). Acoustic emission (AE) method is used to study these signals. In AE method, a rock sample is loaded and a number of sensors are placed around it. Then during the loading test by growing the cracks signals emit and collecting by sensors. By collecting and analyzing these signals in the frequency dimension, mechanism of crack propagation could be studied. In this research, frequency bandwidth of the waves emitted from a rock sample under increasing load has been investigated. Data which obtained from an experiment on rock sample have been used for study. A sample of granite with dimensions of 1*3*6 inches was subjected to uniaxial loading. A code was written to change the data and executed in MATLAB. By execution the code, initially, raw data is transmitted into domain-time signals. Then, time-amplitude dimension signals converted to the frequency dimension using wavelet transform. Analyses were carried out with outputs of code and in form of diagrams and figures are presented. Analysis showed that by elapse of time and crack growth in the experiment, there was an inverse relationship between the length of the growing crack and frequency bandwidth of the emitted wave, and the frequency bandwidth decreased.

    Keywords: Emission in rock, Wavelet transforms, Non-destructive experiment, Frequency bandwidth
  • morteza khademi-kouhi, meisam shakouri Pages 110-118

    Nowadays, rotating cylindrical shells have industrial applications such as centrifuges, turbines, dryers, rotating shafts, motors and rotors. Therefore, it seems necessary to study their vibrations. This research analyzes and investigates the effect of elastic mechanical properties on shell-like and beam-like behavior in the vibrations of cylindrical shells made of materials with gradient properties (FGM) with different boundary conditions, considering the effect of the length scale parameter with values different and also the effect of varying radius and thickness has been discussed. The results show that the modulus of elasticity and Poisson's ratio with different values ​​have no effect on the vibration behavior of cylindrical shells made of materials with gradient properties, and also with the increase of the constraint (boundary conditions), the displacement (displacement) is less and the natural frequency increases. and the effect of the boundary conditions decreases with the increase of the length parameter. Finally, a relationship has been obtained to show the behavior change from shell-like to arrow-like. The results are in good agreement with other literature.

    Keywords: Vibrations, cylindrical shells, Functionally graded materials, elastic mechanical properties, different boundary conditions
  • soheil oveissi, mehdi salehi, aazam ghassemi, S.Ali eftekhari, Saeed Ziaei-Rad Pages 119-156

    This article investigates the effect of magnetic and electric force fields with positive or negative voltages on wave propagation and phase velocity of nanosystems, including structure-fluid interaction. To this end, nanofluid conveying cylindrical carbon nanoshells with axial movement embedded on electromagnetic visco-Pasternak media are considered. Herein, it is assumed that the elastic visco-Pasternak medium includes springs in the form of airy coils. Thus, applying an electric field to the system cause to make a magnetic field and a magnetic-electric-elastic (MEE) nanosystem is obtained. The magnetic field will affect both the structure and the flowing fluid respectively by applying the Lorentz force and using the Knudsen and Hartmann numbers and then the phonon scattering occurs. The governing equations under hydrodynamic, electric, magnetic, and shear forces are derived based on the cylindrical-sinusoidal-nonlocal high-order shear deformation (CSN-HSDT) proposed theory using the energy method and generalized Navier-Stokes equations. The results obtained in this research can be used in the design and manufacturing the health measuring instruments, energy harvesting, and drug transporting vessels on a nano-scale.

    Keywords: wave propagation, cylindrical carbon nanoshells with axial movement, Lorentz force, magnetic-electric-elastic fields, electromagnetic visco-Pasternak media
  • Omid Rezaifar, Majid Gholhaki, Mohtasham Khanahmadi, Yaser Amiri Pages 157-171

    Structures suffer local damages due to various reasons. If these damages are not identified, they could be aggravated by natural disasters such as earthquakes or artificial factors such as unprincipled excavations, leading to total destruction of the structure. As a result, health monitoring in structures and their elements is regarded as one of the most significant research topics in civil, mechanical, and aerospace engineering. A damage detection method is to process the time or frequency domain of structural responses. In this context, wavelet transform is one of the processing methods for both time and frequency domains, and many studies have utilized it to investigate structural health monitoring. In this paper, a comprehensive review was conducted on the published studies. Besides, damage detection was performed by considering the vibration mode shapes of a defective cantilever, which were used as wavelet-transform input signals. The diagram of the detail coefficients resulting from the wavelet analysis of the input signal presented the maximum and minimum values in the defective positions. These findings support the efficiency of using wavelet transform in damage detection. Further, the sensitivity of damage detection based on wavelet transform to the severity of damages showed that with the rise in damage severity in a location, a larger relative jump occurs in the output signal of all modes.

    Keywords: Health monitoring, Damage detection, Signal processing, Mode shape, Wavelet transform
  • Reza Ebrahimi Pages 172-186

    In the recent years, double-walled carbon nanotubes (DWCNTs) have been used for different indusrial applications such as separation and purification technology. So, the main purpose of this paper is to analyze the bifurcation behavior of double-walled carbon nanotubes conveying fluid with considering van der Waals nonlinear forces. The internal flow is considered to be pulsating. In the framework of the Von Karman's theory and the Euler-Bernoulli beam model, the nonlinear governing equations of motion are developed using the Hamilton's principle. The governing partial differential equations are discretized by means of the assumed modes method and solved by the Rung-Kutta method. Then, the effects of flow velocity and pulsation frequency on the dynamic behavior of the system are investigated by the bifurcation diagrams, phase plan portrait, time series and Poincar'e maps. The results indicate that the flow velocity and pulsation frequency have significant effects on the dynamic responses of the system. Also, the results of analysis reveal a variety of nonlinear behavior such as periodic, multi-periodic and chaotic motions that can give some insight to researchers in designing and studying these systems in the future.

    Keywords: Double-walled carbon nanotube, Bifurcation, Pulsating flow, Nonlinear vibration, Fluid-structure intreraction
  • soheil oveissi, mehdi salehi, aazam ghassemi, S.Ali eftekhari, Saeed Ziaei-Rad Pages 187-221

    In this study, the wave propagation in axially moving circular cylindrical carbon nanoshells transmitting magnetic nanofluid is investigated under three types of longitudinal, ambient, and simultaneous longitudinal-circumferential thermal and hygrothermal forces fields. The effect of magnetic nanofluid on wave dispersion is studied and considered using Knudsen and Hartman numbers. The equations governing the problem of nanofluid-nanostructure interaction under thermal and thermal humidity forces are derived using a new proposed model based on high-order shear deformation theory in cylindrical coordinates considering sinusoidal parameters and non-local elasticity utilizing Hamilton's principle and generalized Navier-Stokes equations. The results obtained by the analytical solution of the governing dynamic equations using the proposed model indicate a very good agreement compared with the obtained outcomes by the molecular dynamics simulations. In addition, the effect of changes in the densities of nanostructures and different nanofluids (liquid or gas) due to the applied thermal and hygrothermal fields, and the effects of the axial velocity of the nanostructure and the internal passing nanofluid on the scattering of phonons, phase velocity, and the natural frequency of the nanosystem are investigated.

    Keywords: wave propagation, axially moving circular cylindrical carbon nanoshells, high-order shear deformation theory in cylindrical coordinates considering sinusoidal parameters thermal, hygrothermal fields