انجمن مهندسان مکانیک ایرانمجله مهندسی مکانیک1605-971930620220220مطالعه شبیهسازی و مدلسازی المان محدود سوراخکاری استخوان31025104910.30506/mmep.2022.538547.1949FAمحمد خوراناستادیار،
گروه مهندسی مکانیک، مجتمع
آموزش عالی فنی و مهندسی
اسفراین، اسفراینحسین امیرآبادیدانشیار،
دانشکده مهندسی مکانیک،
دانشگاه نیشابور، نیشابورJournal Article20210908شکستگی استخوان غالبا بر اثر سوانح و کهولت سن بوجود میآید و بی حرکت سازی استخوان شکسته شده با ایجاد سوراخ توسط مته و اتصال قطعاتی که به آنها پیچ می شوند انجام میگیرد. تلاش های متعددی برای یافتن راه حلی جهت کاستن نکروزهای حرارتی و نیروهای سوراخکاری صورت گرفته است. در این میان شبیه سازی کامپیوتری سوراخ کاری جهت پیش بینی نکروزهای حرارتی و نیروها با توجه به ورود کامپیوترهای پر سرعت جایگاه ویژهای یافته است. در این پژوهش سوراخکاری استخوان توسط نرم افزار المان محدود تجاری DEFORM/3D شبیه سازی شده است. این نرم افزار دارای ماژول مخصوص شبیه سازی ماشینکاری میباشد، لذا کار با این نرم افزار آسان تر و پاسخ آن سریعتر میباشد. با توجه به ناهمسانگرد بودن استخوان از معیار هیل برای تعریف ماده استفاده گردید. سرعت دورانی و پیشروی به عنوان دو ورودی در سه سطح، مجموعا 9=32 آزمایش طراحی و شبیهسازی آن به صورت سه بعدی اجرا شد و با مقادیر حاصل از آزمایشهای تجربی مقایسه گردید. نتایج حاصل از شبیهسازی کامپیوتری و آزمایش های تجربی همخوانی بالایی را نشان داده است. میزان خطای بین مقادیر اندازهگیری شده تجربی و شبیه سازی، حداکثر 10 درصد برای نیروی لازم جهت نفوذ مته و 7 درصد برای دما بوده است.https://mmep.isme.ir/article_251049_71086de3bf602462adbec29b0b797ee4.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایرانمجله مهندسی مکانیک1605-971930620220220بررسی رفتار پلیمرهای حافظهشکلی پاسخگو به حرارت112425220910.30506/mmep.2022.545801.1986FAسید محمد دهقان طزرجانیدانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهرانمیلاد صادق یزدیاستادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین ع، تهرانمحمدهادی حسینزادهپژوهشگر، گروه مهندسی مکانیک،
دانشگاه جامع امام حسین (ع)،
تهرانJournal Article20211229پلیمرهای حافظه شکلی دستهای از مواد هوشمند هستند که به هنگام قرارگیری در معرض محرک های<br />خارجی شامل دما، میدان مغناطیسی، نور و میدان الکتریکی میتوانند شکل اولیهی خود را بازیابی کنند. یکی از<br />پرکاربردترین دسته از این پلیمرها، پلیمرهای حافظه شکلی پاسخگو به حرارت هستند. این پلیمرها دارای مزایایی<br />ازجمله درصد بالای بازیابی شکلی و هزینهی تولید پایین میباشند و بهکارگیری آنها منجر به کاهش سازوکارهای<br />پیچیده و به تبع آن، کاهش وزن و حجم سیستم ها میشود. پلیمرهای حافظه شکلی پاسخگو به حرارت در زمینه<br />های متعددی ازجمله پزشکی، رباتیک، مکانیک و هوافضا کاربرد داشته و منجر به تحولات عظیمی شده اند. هدف از<br />ارائه این مقاله بررسی رفتار پلیمرهای حافظه شکلی پاسخگو به حرارت و کاربردهای مختلف آنها است. در واقع با<br />بررسی چرخه حرارت - مکانیکی، مدلهای ساختاری، انواع مختلف اثر حافظه شکلی، کاربردهای مختلف، آینده و<br />چالشهای این پلیمرها ازجمله نیروی بازیابی کم و ارائه راهکار آن و تهیه جداول مختلف از تحقیقات اخیر سعی شده<br />است این مواد بهطور جامع بررسی شوند. با توجه به ویژگیهای منحصر به فرد این پلیمرها و تلاش برای رفع محدودیت<br />های آنها، در آینده جایگزین بسیاری از عملگرهای مکانیکی خودمونتاژ شونده خواهند شد.https://mmep.isme.ir/article_252209_5756b5e18073a798cd906c727dd4693e.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایرانمجله مهندسی مکانیک1605-971930620220220بررسی عددی ترکیب روشهای پارامترسازی هندسی سوییپ، لین، دایهدرال و خم انتهایی در بهینهسازی پرههای روتور و استاتور یک کمپرسور محوری گذرصوتی254025205210.30506/mmep.2022.549923.2000FAشهریار شریفیدانشجوی کارشناسی ارشد، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران0000-0002-5386-1555امین رساماستادیار، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران0000-0002-3173-7502محمد عامریاستاد، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهرانJournal Article20220303پس از طراحی اولیه توربوماشینها، بهینهسازی آنها از اهداف اصلی مهندسین این رشته به شمار میآید. قدم نخست در انجام بهینه سازی، پارامترسازی متغیرهای هندسی پره و پیاده سازی آن در الگوریتم های تصادفی بهینه سازی میباشد. در این پژوهش، از ترکیب روشهای سوییپ، لین، دایهدرال و خم انتهایی، برای پارامترسازی هندسی پره های روتور و استاتور یک کمپرسور محوری گذر صوتی یک طبقه استفاده شده است. سپس، بهینه سازی با بهکارگیری الگوریتم ژنتیک، به همراه شبیه سازیهای عددی به روش حجم محدود در یک بستر خودکار محاسباتی توسعه یافته انجام گردید. از نتایج بهینه سازی انجام گرفته با استفاده از روشهای پارامترسازی ذکر شده، میتوان به تغییر مکان موج ضربهای عمودی به سمت لبه فرار و کاهش شدت موج ضربه ای قوسی در لبه حمله پره های روتور و نیز کاهش ناحیه جدایش جریان در استاتور اشاره نمود. این تغییرات منجر به افزایش بازده آیزنتروپیک به میزان 3٪ و نسبت فشار کل به میزان 1٪ در نقطه طرح میگردد. همچنین، کاهش اثر خفگی در جریان و افزایش دبی جرمی نسبت به طراحی اولیه در نتایج بهینه سازی مشاهده میشود. در این پژوهش، اثر همزمان روشهای پارامترسازی هندسی ذکر شده، بر نتایج بهینه سازی مورد توجه قرار گرفته که در پژوهش های پیشین به این روش صورت نگرفته است.https://mmep.isme.ir/article_252052_d0b4b6a0d3912c9bba9f1d5a8f53126d.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایرانمجله مهندسی مکانیک1605-971930620220220مدلسازی ترموهیدرولیکی محفظه ایمنی راکتور در اثر حادثه از دست دادن خنککننده به روش چند حجمی415625222510.30506/mmep.2022.537695.1946FAمحمدباقر محمدصادقی آزاددانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریزفرزاد چوبداررحیمدانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیهسیدکاظم یکانیاستادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیلJournal Article20210828یکی از خطرناکترین حوادثی که ممکن است در راکتورهای هستهای اتفاق بیافتد حادثه از دست دادن<br />خنککننده میباشد که مهمترین این حوادث، حادثه شکسته شدن گیوتینی شاخه خنککننده سرد یا گرم راکتور در<br />حین بهرهبرداری در قدرت بالا میباشد که در صورت مهار نشدن آن منجر به ذوب قلب راکتور میگردد. در این مقاله<br />شکستگی گیوتینی که در شاخه سرد خنککننده یک راکتور آب تحت فشار اتفاق میافتد مدلسازی شده است. در<br />مدلسازی انجام شده محفظه ایمنی به صورت چندحجمی لایهای عمودی در نظر گرفته شده است و معادلات بقای<br />جرم، انرژی و ممنتوم مربوط به آن نوشته شده و تاثیر انتقال حرارت و میعان بر روی آن بررسی شده است. لازم به<br />توضیح است که مدلسازی با نرم افزار متلب 9102 انجام شده است. نمودارهای تغییرات فشار، دما و انتقال حرارت با<br />زمان ترسیم گردیده و سپس نتایج به دست آمده با نتایج موجود مقایسه شده است.https://mmep.isme.ir/article_252225_9c5fdc4f7711d2b6dae739c763d53c8b.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایرانمجله مهندسی مکانیک1605-971930620220220بررسی حساسیت فشار سنج دیافراگمی مبتنی بر فناوری مایکروالکترومکانیک با استفاده از تحلیل المان محدود576725229210.30506/mmep.2022.541018.1965FAسید فرحان موسویاندانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده فناوری های نوین، گروه سیستم های انرژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانداریوش برزوییدانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده فناوری های نوین، گروه سیستم های انرژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانمیثم فرج الهیاستادیار،دانشکده فناوری های نوین، گروه سیستم های انرژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران0000-0001-8605-2589Journal Article20211020سنسورهای فشار دیافراگمی در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند. پژوهش های زیادی برای<br />بهینه سازی و ارتقای کیفی این سنسورها انجام گرفته است. در این مقاله، "حساسیت" به عنوان یک متغیر کلیدی<br />در طراحی سنسور فشار دیافراگمی مبتنی بر فناوری میکروالکترومکانیک مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه<br />دیافراگم یکی از تاثیر گذارترین متغیرها در حساسیت یک فشار سنج دیافراگمی است که می تواند علاوه بر<br />حساسیت، محدوده عملکردی، دقت سنسور، ابعاد و حتی قیمت آن را تحت تاثیر قرار دهد. لذا با هدف افزایش<br />عملکرد و حساسیت سنسور های فشار، نسبت به شبیه سازی دیافراگم سنسور در نرم افزار تجاری آباکوس اقدام<br />گردید و ضمن اعتبار سنجی حلگر محاسباتی، هندسه های مختلف دیافراگم مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست<br />آمده گواه آن بود که دیافراگم دایره ای دارای بهترین علمکرد است. در اثر موج دار کردن سطح دیافراگم بررسی<br />شد و شکل های مختلفی از موج های ایجادی در بستر دیافراگم، شبیه سازی گردید. نتایج بدست آمده حاکی از<br />آن بود که ایجاد موج دایره ای با شعاع 51 میکرومتر در انتهای سطح دیافراگم، موجب افزایش 51 درصدی<br />حساسیت سنسور می گردد.https://mmep.isme.ir/article_252292_f54d8c364accc9be975275f52915f254.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایرانمجله مهندسی مکانیک1605-971930620220220طراحی، تحلیل و ساخت افزایشی یک جفت چرخدنده غیردایروی کاهنده به کمک کامپیوتر687625229910.30506/mmep.2022.550997.2008FAسامان خلیل پور آذریاستادیار، دانشکده انرژی های تجدیدپذیر، گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیهJournal Article20220326در این مقاله به طراحی و ساخت یک جفت چرخدنده غیردایرهای کاهنده دور، متشکل از یک چرخدنده<br />مثلثی محرک و یک چرخدنده پنجپَر متحرک پرداخته شده است. با تعیین پارامترهای طراحی، مدل دو بعدی<br />و سه بعدی هر دو چرخدنده با استفاده از نرم افزار ترسیم گردید. سپس نحوه حرکت چرخدنده ها در نرم افزار<br />شبیه سازی و تحلیل شده و با تأیید نتایج نمودارهای سرعت و شتاب زاویه ای، هر دو چرخدنده توسط روش<br />ساخت افزایشی تولید شد. نتایج نشان می دهد که روش طراحی ارائه شده در این مقاله صحت و دقت عملکردی<br />چرخدنده های غیردایروی را تضمین می نماید. مونتاژ چرخدنده ها به درستی انجام شده و حرکت آنها از دقت<br />مناسبی برخوردار می باشد. همچنین تولید چرخدنده ها توسط روش ساخت افزایشی با انتخاب پارامترهای<br />2 ± میلیمتر شده و اثری از پله ای شدن در / ورودی دقیق منجر به دستیابی به محدوده تلرانسی معادل 20<br />امتداد ضخامتی در نمونه های فیزیکی رؤیت نگردید.https://mmep.isme.ir/article_252299_36f6f794aabf74e0a6c9fd45e97770c7.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایرانمجله مهندسی مکانیک1605-971930620220220محاسبه ظرفیت حمل بار ربات متحرک کشنده-پیرو با در نظر گرفتن روش کنترل بهینه غیرخطی778425230010.30506/mmep.2022.550994.2007FAپویا ملاحی کلاهیکارشناسی ارشد، مجتمع دانشگاهی مکانیک،
دانشگاه صنعتی مالک اشترمصطفی ناظمی زادهاستادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشترJournal Article20220326ربات کشنده-پیرو به عنوان مجموعه ربات متحرک برای حمل بار مورد کاربرد قرار میگیرد. لذا ظرفیت حمل<br />بار آن از اهمیت ویژهای برخوردار بوده و تاکنون مورد توجه قرار نگرفتهاست. در این مقاله، محاسبه ظرفیت حمل بار<br />ربات متحرک کشنده-پیرو با استفاده از روش کنترل بهینه غیرخطی مورد بررسی قرار میگیرد. درحرکت نقطه به<br />نقطه ربات کشنده- پیرو، یک الگوریتم پیشرفته بر مبنای حل غیرمستقیم مسئله کنترل بهینه غیرخطی و به منظور<br />محاسبه ظرفیت حمل بار ربات متحرک کشنده-پیرو ارائه میگردد. فرمول بندی کنترل بهینه با در نظر گرفتن معادلات<br />دینامیک غیرخطی ربات متحرک کشنده-پیرو و با در نظر گرفتن قیود غیرهولونومیک بهعنوان قیود مسئله انجام<br />میشود. سپس با بیان یک الگوریتم تکراری پیشرفته، بار قابلحمل ربات پیرو به تدریج افزایش یافته و در هر مرحله<br />شرایط بهینگی مسیر به عنوان مجموعه معادلات دیفرانسیل کوپله غیرخطی در نظر گرفته شده و حل معادلات انجام<br />میشود. ظرفیت حمل بار مجموعه ربات کشنده-پیرو در پایان الگوریتم با در نظر گرفتن اشباع گشتاور محرک های<br />کشنده در نظر گرفته میشود. لذا با توجه به روش پیشنهادی، شبیه سازی حرکت نقطه به نقطه ربات متحرک کشنده-<br />پیرو انجام شده و ظرفیت حمل بار محاسبه میشود. نتایج نشانه کارایی الگوریتم پیشنهادی به منظور محاسبه ظرفیت<br />حمل بار ربات کشنده-پیرو را بوده و قابل کاربرد در مأموریتهای مختلف این ربات است.https://mmep.isme.ir/article_252300_b36bdc9fce61c7212c9a054319c02a47.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایرانمجله مهندسی مکانیک1605-971930620220220مروری بر تست ارتعاش تصادفی مخازن تحت فشار کامپوزیتی با لاینر فلزی با کاربردهای فضایی859725229010.30506/mmep.2022.545020.1983FAمجید مختاریمربی، گروه مکانیک خودرو، دانشکده شهید بابایی قزوین، دانشگاه فنی و حرفهای، قزوینعباس الکائی بهجتیمحقق، پژوهشگاه فضایی ایران، تهرانمحسن عابدیاستادیار، پژوهشگاه فضایی ایران،
تهرانJournal Article20211216با توجه به مخاطرات تست مخازن تحت فشار و با توجه به لزوم تست ارتعاش تصادفی مخازن فضایی در فاز کیفی، شناسایی و پیشنهاد روشهای استاندارد و معتبر تست به عنوان مهمترین هدف انجام این پژوهش بوده است. با توجه به تنوع مخازن، رویه تست روشنی برای تست مخازن تحت فشار وجود ندارد، از طرفی در استانداردهای معتبر بررسی شده مانند ISO، AIAA ،MIL و ECSS رویه تست ارتعاشی مخازن به روشنی گزارش نشده است. با توجه به مخاطرات تست مخازن تحت فشار و اهمیت این مخازن، در این مقاله به بررسی رویه تستها و مقالات معتبر در این زمینه پرداخته شده است تا با جمعبندی آنها و لحاظ نکات ایمنی و دقت تست، بتوان رویههای تست مناسب برای این مخازن را پیشنهاد کرد. با جمعبندی روشهای معتبر تست، رویه های تست ارتعاشی در قالب یک فلوچارت ارائه شده است. بر این اساس میتوان تست ارتعاش تصادفی مخازن تحت فشار فضایی را با توجه به امکانات و محدویتها و با کمترین هزینه و خطر احتمالی بر اساس مبنای معتبر جهانی اجرا و طرح ریزی کرد. https://mmep.isme.ir/article_252290_3cf260e70d149f6b31c789f477d6619d.pdf