فهرست مطالب
نشریه مهندسی مکانیک و ارتعاشات
سال سوم شماره 3 (پیاپی 8، پاییز 1391)
- تاریخ انتشار: 1391/09/01
- تعداد عناوین: 7
-
صفحات 7-13
در این مقاله نوع جدیدی از گرد آورنده های جابجایی اجباری طراحی و ساخته شده که در آنها از سطوح موج دار بهره گرفته می شود. صفحه زیرین این گرد آورنده، موج دار (Vشکل) بوده، در حالی که زیر سطح جاذب آن دیوارک هایی مستطیلی شکل، برای هدایت جریان قرار گرفته است. هدف از کاربرد همزمان سطوح موج دار و دیوارک های ذکر شده، افزایش میزان آشفتگی در رژیم سیال و شکستن زیر لایه لزج می باشد که این امر سبب افزایش چشم گیر میزان انتقال حرارت و بازده حرارتی دستگاه نسبت به دستگاه های مشابه می گردد. دبی جرمی سیال در درون گرد آورنده توسط یک فن سانتریفیوژ بین 0.003 kg/s و 0.01 kg/s تنظیم شده است. (عدد رینولدز در درون کانال بین 1000 تا 3500 متغیر می باشد). زوایای مختلفی از جمله 30، 45و 90 درجه برای ارزیابی دستگاه انتخاب گردیده و رابطه جدیدی برای عدد ناسلت و بر حسب رینولدز پیشنهاد شده است که عملکرد حرارتی دستگاه را با دقت خوبی پیش بینی می کند. نتایج این تحقیق نشان می دهند که مقدار عدد ناسلت در این دستگاه، در حدود 5 برابر دستگاه های مشابه دارای کانال مسطح بوده که این امر مبین افزایش چشم گیر میزان انتقال حرارت در این دستگاه می باشد. در این مقاله همچنین بازده حرارتی گرد آورنده مورد نظر محاسبه و با مقادیر سایر تحقیقات پیشین مقایسه شده است. تاثیر پارامتر های مختلف از جمله دمای محیط، زاویه دستگاه و میزان تابش خورشید نیز بر روی عملکرد دستگاه نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
کلیدواژگان: گرد آورنده تخت خورشیدی، سطوح موج دار، هواگرمکن خورشیدی، افزایش کارایی -
صفحات 15-21
یکی از اساسی ترین مشکلات در کوره ها و فایرهیترها، کنترل و درحد مجاز نگه داشتن دمای سطح لوله ها می باشد. در این پژوهش انتقال حرارت در لوله های فایر هیتر واحد بنزین سازی پالایشگاه تهران به صورت عددی مورد بررسی واقع شده است. شبیه سازی احتراق کوره از طریق نرم افزار FIHR و همچنین مدل سازی جریان داخل لوله ها بوسیله نرم افزارفلوینت انجام شده است و بدین ترتیب دمای سطح تمامی لوله ها بدست آمده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش میزان هوای احتراق تا 15%، میتوان دمای سطح لوله ها را کاهش داد. علاوه بر این، کاهش دبی جریان سیال فرآیند نسبت به مقدار پیش بینی شده در طراحی و همچنین افزایش دمای هوای احتراق، سبب بالاتر رفتن دمای سطح لوله ها می گردد.
کلیدواژگان: فایرهیتر، هوای اضافی، دبی جرمی، احتراق -
صفحات 23-27
کشش عمیق یکی از مهمترین فرآیندهای شکل دادن ورق های فلزی در صنعت می باشد که در آن یک ورق مسطح توسط سنبه به درون حفره ماتریس کشیده شده و شکل سنبه را به خود می گیرد. یکی از پارامترهای مهم در فرآیند کشش عمیق لقی بین سنبه و ماتریس می باشد که تاثیر بسزایی در حد نسبت کشش داشته و برای تولید اشکال پیچیده حایز اهمیت می باشد. یک ابزار مفید برای مطالعه این فرآیند و تاثیر پارامتر های موثر بر آن روش اجزاء محدود است. در این تحقیق اثر لقی بین سنبه و ماتریس بر حد نسبت کشش بررسی شد. و مشخص گردید که از میان لقی های انتخاب شده لقی 9/0 میلی متر مناسب ترین لقی برای ورق با ضخامت 6/0 میلی متر می باشد و با کاهش این لقی در 66/0 میلی متر حد نسبت کشش قطعه نیز کاهش خواهد یافت.
کلیدواژگان: کشش عمیق، فولاد زنگ نزن 304، حد نسبت کشش، لقی بین سنبه و ماتریس، شبیه سازی با نرم افزار آباکوس -
صفحات 29-32
بدنه ماشین های ابزار عمدتا از جنس چدن یا فولاد هستند. بدنه های فولادی معمولا بروش جوشکاری ساخته می شوند تا در تیراژ کم نیز مقرون به صرفه باشند. از طرفی، ارتعاشات ایجاد شده حین براده برداری تاثیر مستقیم بر کیفیت سطح قطعه کار دارد. از این رو کاستن از لرزه و ارتعاش یکی از مهمترین چالش های پیش روی طراح است. این امر بطرق مختلفی می تواند صورت پذیرد که از جمله آن افزایش چغرمگی سازه در برابر ارتعاش است. در این مقاله به روش دنده گذاری پرداخته شده که سه نوع مختلف بررسی شده است. و بدین منظور روشی بهینه جهت کاهش نرمی ارایه گردیده است.
کلیدواژگان: دنده گذاری، چغرمگی سازه، ارتعاشات ماشین ابزار -
صفحات 33-39
ایمنی قطعات و ماشین آلات برای کاربران آن ها امری مهم تلقی می شود و عیوب قطعات به عنوان یکی از مهم ترین عوامل تهدید کننده سلامتی قطعات همواره مورد توجه بوده است. در این مقاله روشی نو جهت استفاده از شبکه عصبی مصنوعی بر پایه عیب یابی سرسیلندر خودرو پراید به کمک امواج مکانیکی ارایه شده است. در ابتدا سرسیلندر خودرو با جزییات کامل مدلسازی شده است و سپس در نرم افزار اجزاء محدود مدل اجزاء محدود بدست آورده شده است. سپس برای تایید و اعتبار سنجی به مدل اجزاء محدود، قطعه تحت تست مودال قرار گرفته و بعد از تایید مدل شبیه سازی عیب ها بر روی مدل اجزاء محدود انجام شده است. با شبیه سازی اعمال نیرو بر مدل (FEM) سیگنال شتاب - زمان دو مدل سالم و معیوب برای هر عیب محاسبه می شود. و با استفاده از امضای مکانیکی عیوب (اختلاف شتاب بین دو مدل سالم و معیوب) و آموزش آن به یک شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه (MLP) که اختلاف سیگنال شتاب را به موقیعت عیب ارتباط می دهد. عیب یابی سرسیلندر خودرو (تخمین مکانی عیب) صورت گرفته است. نتایج بدست آمده قابلیت شبکه عصبی طراحی شده در تخمین موقیعت عیب را به خوبی نشان می دهد
کلیدواژگان: عیب یابی، تست مودال، سرسیلندر، اجزاءمحدود، شبکه عصبی مصنوعیANN -
صفحات 41-50در این مقاله تحلیل جریان غیر دایم گذر صوت همراه با حرکت مرز و همچنین مقایسه طرح های اتلافی اسکالر، رو مرتبه سه و کاسپ در این گونه جریان ها مورد توجه است. بدین صورت که جریان غیر دایم، دو بعدی، تراکم پذیر و غیر لزج حول یک ایرفویل نوسانی با حل معادلات اویلر روی یک شبکه سازمان یافته تطبیق پذیر بررسی می شود. برای افزایش قابلیت حرکت شبکه عددی و جلوگیری از تداخل خطوط شبکه از فنر کششی درراستای موازی سطح و عمود بر سطح استفاده شده است. همچنین از طرح اتلافی تفاضل بالادست رو (Ro) و طرح اتلافی تفاضل مرکزی CUSP برای تحلیل جریان استفاده شده است. مسیله اصلی طرح تفاضل مرکزی برای حل معادلات که به عنوان نتیجه پدیده شوک اتفاق می افتند، ناپایداری و نا پیوستگی در حل است که به علت عدم استفاده درست از اطلاعات نزدیک شوک رخ می دهد. که برای حل این مشکل از اتلافات مصنوعی استفاده شده است. با این روش حرکت ایرفویل نوسانی شبیه سازی ، شبکه آن تطبیق پذیر و اتلافات مصنوعی آن مدل شده است. سپس نتایج حاصل با نتایج تجربی مقایسه می گردد. درنهایت دقت روش های عددی بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که دقت حل روش کاسپ در لبه فرار ایرفویل بیشتر است و همچنین شوک ایجاد شده بر روی ایرفویل را بهتر مدل می کند.کلیدواژگان: شبکه سازمان یافته، فنر خطی، شبکه متحرک تطبیق پذیر، طرح اتلافی مرکزیCUSP، طرح اتلافی بالادست RO
-
صفحات 51-56
شبیه سازی دینامیک ملکولی جهت محاسبه خواص مکانیکی نانولوله های تک جداره نیترید بور بکار رفته است.اثر قطر،کایرالیتی و دما بر روی خواص مکانیکی مجموعه مدنظر تخمین زده شده است.نتایج نشان می دهد که نانولوله های نیترید بور زیگزاگ مستحکم تر از نوع آرمیچر در محدوده قطر مشابه هستند.همچنین مدول یانگ هر دو نوع نانولوله تک جداره نیترید بور تا قطر مشابهی افزایش داشته و بعد از آن بطور محسوسی کاهش می یابد.ما پی بردیم که تغییرات قطرتاثیر محسوسی بر روی تنش و کرنش نهایی نانولوله های زیگزاگ ندارد.علاوه بر این نتایج نشان میدهد که تمام خواص مکانیکی محاسبه شده با افزایش دما کاهش می یابد.یافته های شبیه سازی ما نه تنها درک کلی ملکولی از نانولوله های نیترید بور را می دهد،بلکه می تواند جهت مهندسین مکانیک و پژوهشگرانی که در زمینه توسعه خواص مکانیکی فعالیت دارند،مفید واقع شود.
کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک ملکولی، نانولوله های نیترید بور، مدول یانگ، خواص مکانیکی
-
Pages 7-13
In This paper, the effect of using cross-corrugated surface as an absorber plate in a solar air collector was experimentally investigated. Black plate geometries of air heater was V-type, while some vertical baffles were used to conduct air flow between surfaces. With these modification turbulence regime and heat transfer enhancement were achieved. A centrifugal fan was also used to produce 0.003-0.01 kg/s air flow. Moreover different position angles (30, 45 and 90 degrees) were used to evaluate the performance of the system. The results showed that with these modification the Nusselt number was 5 times greater than before. Furthermore, a new correlation was proposed which has a good accuracy in estimation of Nu number.
Keywords: Solar collector, Cross-Corrugated surface, Efficiency, Air Heater, Optimization -
Pages 15-21
One of the most fundamental problems in the furnace and fire heaters control and maintain the temperature of the tube in allowed range. In this study, heat transfer in tubes of Tehran refinery gas unit heater is investigated numerically. Simulation of combustion furnace has done by FIHR software and modeling of fluid flow is done by commercial Fluent soft war so that the surface temperature of the pipe is obtained. The results show that with increasing combustion air up to 15% can reduce the surface temperature of pipes. In addition, reducing the fluid flow rate to the amount foreseen in the design process as well as increasing combustion air temperature leads to the higher surface temperature of pipes.
Keywords: fire Heater, exceed air, mass flow rate, Combustion -
Pages 23-27
Deep drawing is one of the most important processes in the sheet metal forming industry where a flat sheet is drawn by the punch into the hole matrix And It takes the shape of the punch. The effective parameter in this process is clearance between punch and matrix. Finite element method is a useful tool for the study of process and impact parameters affecting it. In this project the effect of clearance between punch and matrix on LDR was considered and result are showed 0.9 mm clearance is more optimum suitable for 0.6 mm sheet thickness in deep drawing and decreased to 0.66 mm clearance the LDR was decreased.
Keywords: Deep drawing, stainless steel 304, Limiting Draw Ratio (LDR), clearance between punch, matrix, simulation with ABAQUS software -
Pages 29-32
Body of machine tool is mainly made of cast iron or welded structures. But in service, the so called self excited vibrations (chatters) decrease the surface and dimension quality of work pieces. Welded joints used in body structure, help to reduce the level of vibrations amplitude inherently. The present work outlines analytical evaluation of welded structures to reduce the amplitude of vibrations. Different rib modes for cross beam of a gantry milling machine have been studied. The results show that vertical rib mode has the most effect by decreasing more than 97% of the vibration amplitude compared to no-rib mode.
Keywords: rib-mode, structure stiffness, vibration in machine tool -
Pages 33-39
Safety of machinery parts, it is important for users and defects as one of the most important parts of threats to the health of the pieces have always been considered. In this paper, a new method based on the use of artificial neural networkDetection Pridecylinder head into mechanical waves is presented. Then, for verification and validation of the finite element model , modal test piece , and after confirming the fault simulation is performed on a finite element model. Force simulation model (FEM) acceleration signal - the healthy and faulty models calculated for each fault. And with the signing of mechanical defects ( acceleration difference between healthy and faulty models ) and to train a multilayer perceptron neural network (MLP) , the difference between the acceleration signal to the associated fault location. Detectionautomotive cylinder head (estimated fault location) has been. The results of the neural network capabilities designed to estimate the fault location on a good show.
Keywords: Fault Detection, Modal testing, Cylinder-head, Finite Element, Artificial Neural Network -
Pages 41-50In this article, the unsteady transonic flow analysis with moving boundary is considered to compare dissipation schemes consist of: SCDS scheme, Ro 3rd order and CUSP methods. So that the unsteady, two-dimensional, non-viscous, compressible flow around an oscillating airfoil is investigated by solving Euler equations with adaptive grid network. To enhance the ability of moving grid network and prevent interference grids, linear springs are used in tangential and normal direction to the surface. Also the difference between the upwind (Ro) and the central difference CUSP dissipation scheme analysis is studied. The main problem, which occurs to the solution of equations as a result of the phenomenon of shock in central differences, is instability and non-continuity in the solution because of the lack of shock information. To solve the problem the artificial dissipation is used. In this way, the oscillating airfoil motion, the adaptive network and artificial dissipation are modeled. For validation, results are compared with experimental data. Finally, the numerical accuracy is checked. The results show that the of solving the CUSP scheme at the airfoil trailing edge and the shock capturing leads to better accuracy.Keywords: Structured grid network, linear spring, moving adaptive, CUSP dissipation scheme, upwind RO dissipation scheme
-
Pages 51-56
The molecular dynamics (MD) simulation is used to calculate the mechanical properties of single-walled BNNTs (SWBNNT). The effects of diameter, chirality and temperature on the mechanical properties of respected systems have been investigated. The results showed that, zigzag BNNTs are stiffer than armchair ones with nearly the same diameter. Also the Young’s modulus of both type of SWBNNTs increase when the tube diameter increases till the specific diameter and then decrease slightly. We found that diameter changes have no significant influence on the failure stress and strain of zigzag BNNTs. In addition, the results confirmed that all measured mechanical properties decrease with increasing temperature. Our simulation findings afford not only a molecular level understanding of the BNNTs but also may be instructive to mechanical engineers and scientists who attempt to develop effective mechanical properties.
Keywords: Molecular dynamics simulation, BNNTs, Young's modulus, Mechanical Properties
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.