https://mmep.isme.ir/ مجله مهندسی مکانیک fa daily 1 Sat, 21 Mar 2026 00:00:00 +0330 Sat, 21 Mar 2026 00:00:00 +0330 https://mmep.isme.ir/article_736875.html https://mmep.isme.ir/article_735846.html در پژوهش حاضر به بررسی عددی عملکرد حرارتی جریان حول یک سیلندر متصل به تیر الاستیک به ‌عنوان مولد گردابه انعطاف ‌پذیر درون یک کانال دارای شار حرارتی ثابت پرداخته شده‌ است. مسئله حاضر در دسته ‌بندی اندرکنش سیال و سازه قرار می ‌گیرد که به روش اویلری-لاگرانژی دلخواه و به ‌صورت ناپایا حل شده است. رژیم جریان آرام و حل در بازه صفر تا 10 ثانیه انجام شده ‌است. در پژوهش حاضر تأثیر طول تیر الاستیک و سطح مقطع سیلندر مورد بررسی قرار گرفته است. به‌ منظور مطالعه تأثیر مولد گردابه انعطاف ‌پذیر بر الگوی جریان و مشخصه ‌های حرارتی، نمودارهای توزیع سرعت، دمای استاتیکی، عدد ناسلت و ضریب اصطکاک ارائه شده ‌اند. نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان می ‌دهد که مولد گردابه انعطاف ‌پذیر تأثیر به‌ سزایی در افزایش نرخ انتقال حرارت دارد؛ به‌ طوری که تا 14 برابر باعث بهبود عدد ناسلت موضعی جریان می‌ گردد. همچنین معیار ارزیابی عملکرد بر حسب اعداد رینولدز مختلف محاسبه و گزارش شدند که نتایج نشان می‌ دهد مولد گردابه انعطاف‌ پذیر می ‌تواند تا 7/6 برابر باعث بهبود عملکرد حرارتی کانال شود https://mmep.isme.ir/article_735696.html یکی از موضوعات مهم در تحقیقات موتورهای احتراقی خودرو، کاهش آلاینده ‌ها و بهبود بازده و توان است. یکی از روش ‌های نوین در این زمینه، تزریق آب در منیفولد ورودی موتور است که می ‌تواند هم بر آلایندگی و هم بر عملکرد موتور تأثیرگذار باشد. در این پژوهش، تأثیر تزریق آب به صورت پودری پشت دریچه گاز بر مشخصه ‌های عملکردی و آلاینده‌ها به‌ طور تجربی بررسی شد. بدین منظور یک ستاپ آزمایشگاهی طراحی و نصب گردید تا پاشش آب در زمان ‌ها و فواصل مشخص انجام و پارامترهای مربوطه ثبت شود. آلاینده ‌های خروجی توسط دستگاه پنج‌ گاز و پارامترهای موتور به وسیله دیاگ اندازه‌ گیری شدند. نتایج نشان داد که تزریق آب موجب خنک ‌تر شدن مخلوط سوخت و هوا، افزایش چگالی و بهبود راندمان حجمی می ‌شود و همچنین نسبت تراکم بالاتری را امکان ‌پذیر می‌ سازد. این فرآیند علاوه بر کاهش دمای احتراق و جلوگیری از کوبش، باعث افزایش توان موتور نیز گردید. در مجموع، این روش در کاهش مصرف سوخت، افزایش راندمان و کاهش آلایندگی موتور مؤثر ارزیابی شد. https://mmep.isme.ir/article_734792.html در مأموریت‌ های کپسول ‌های فضایی بازگشت‌ پذیر، تخمین دقیق ارتفاع در فاز ورود مجدد به اتمسفر، نقش حیاتی در راه ‌اندازی ایمن سامانه ‌های فرود و بازیابی ایفا می ‌کند. این مقاله با تمرکز بر ارتفاع ‌سنج‌ های بارومتریک در کپسول ‌های فضایی تحقیقاتی، به بررسی جامع انواع مدل‌ های مورد استفاده، شامل سامانه‌ های آنروئیدی، پیزومقاومتی، ارتعاشی و حالت جامد و تحلیل عملکرد و ویژگی ‌های فنی آنها می ‌پردازد. در ادامه خطاهای مؤثر بر دقت اندازه ‌گیری ارتفاع، از جمله نویزهای سنسور، تأخیر در سیستم ‌های لوله ‌کشی و پردازش، خطاهای تبدیل A/D، اثرات آئرودینامیکی ناشی از موقعیت نصب سنسور و تداخلات مدل ‌سازی اتمسفر به‌ طور مستقل ارزیابی شده ‌اند. با استفاده از داده‌ های مأموریت آزمایشی کپسول اوریون، میزان تأثیر هر یک از این منابع خطا بر دقت تخمین ارتفاع بررسی شده است. همچنین نقش الگوریتم ‌های ترکیبی مانند فیلتر کالمن در کاهش عدم قطعیت اندازه ‌گیری و نحوه به ‌کارگیری داده ‌های ارتفاعی برای راه ‌اندازی مرحله به مرحله سامانه کاهش سرعت و بازیابی تشریح شده است. در بخش پایانی، کاربرد فناوری ‌های نوظهور مانند ادغام GNSS با ارتفاع ‌سنج ‌های بارومتریک، استفاده از سنسورهای MEMS و پیاده ‌سازی معماری ‌های مبتنی بر هوش مصنوعی پیشرفته از جمله شبکه‌ های عصبی عمیق در سامانه‌ های آینده مورد بحث قرار گرفته است. https://mmep.isme.ir/article_735674.html لوله شوک به‌ عنوان یکی از تجهیزات آزمایشگاهی پرکاربرد، با ایجاد اختلاف فشار کنترل‌شده بین دو ناحیه و حذف دیافراگم، قابلیت تولید امواج شوک با زمان خیز بسیار کوتاه را فراهم می کند. در این مطالعه، پدیده موج ضربه ‌ای ناشی از پاره شدن غشای جدا کننده در یک لوله شوک پله ‌ای به ‌صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت بررسی پدیده توزیع فشار و انتشار امواج در یک لوله شوک از نرم ‌افزار انسیس فلوئنت استفاده شد. شبیه‌ سازی‌ های انجام ‌شده در اعداد ماخ 3/1 و 4/2 و برای هندسه ‌های متفاوت دیواره انتهایی اجرا شده است و پارامترهای جریان شامل توزیع فشار، میدان سرعت و تغییرات دمایی در دامنه محاسباتی به ‌دقت تحلیل شده ‌اند. نتایج بررسی نشان می‌دهد که تغییر هندسه دیواره انتهایی لوله می ‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر کاهش قدرت امواج انعکاسی داشته باشد. این اثر با مقایسه نمودارهای تغییرات فشار در لحظه برخورد و انعکاس موج شوک برای هندسه ‌های مختلف به ‌صورت کمّی ارزیابی شده است. نتایج کمّی نشان می دهد که بهینه ‌سازی هندسه دیواره انتهایی (طرح ه) اگرچه منجر به افزایش حدود ۳۳ درصدی گرادیان فشار در دو سمت موج برگشتی می ‌شود، اما در نهایت کاهش قابل ملاحظه حدود ۷۳ درصدی در شیب فشار انعکاسی را در مقایسه با هندسه ساده (طرح الف) به همراه دارد. این کاهش، بیانگر افزایش بازه زمانی آزمایش است که امکان مطالعه دقیق‌تر پدیده ‌های گذرا را فراهم می ‌سازد. https://mmep.isme.ir/article_735844.html با توجه به خواص منحصر به ‌فرد فوم های فلزی نظیر چگالی پایین، استحکام مناسب، زیست ‌سازگاری و قابلیت جذب انرژی، در این پژوهش ساخت فوم منیزیمی با استفاده از فرآیند فشرده ‌سازی اصطکاکی اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفت. در این روش، پودر منیزیم همراه با ذرات کلرید سدیم به‌ عنوان ماده نگهدارنده فضا به‌ صورت یکنواخت مخلوط شده و درون قالب فلزی ریخته شد. سپس با استفاده از ابزار چرخان، حرارت اصطکاکی و فشار اعمال‌ شده موجب فشرده ‌سازی و اتصال پودرها گردید. برای حذف ذرات نگهدارنده فضا، نمونه‌ ها در حلال دی ‌متیل فرم‌ آمید قرار داده شدند که بدون ایجاد واکنش با منیزیم، امکان انحلال نمک و ایجاد ساختار فومی را فراهم نمود. خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه‌ ها شامل مقاومت فشاری، ریز ساختار، چگالی و تخلخل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد فوم‌ های تولیدی دارای ساختاری یکنواخت و متخلخل بوده و دارای خواص مکانیکی قابل توجهی هستند. رفتار فشاری نمونه‌ ها نیز بیانگر قابلیت مناسب جذب انرژی و پایداری مکانیکی بود. همچنین، تحلیل ریز ساختاری حاکی از توزیع نسبتاً یکنواخت تخلخل و عدم تشکیل نواحی متراکم یا ترک‌ دار است. https://mmep.isme.ir/article_731589.html در این مقاله به تحلیل ارتعاشات غیرخطی تیرهای دوار ترک دار پرداخته شده است. نوآوری این مقاله، شامل حل معادلات غیرخطی و تعیین پاسخ زمانی و فرکانس ارتعاشی به روش تحلیلی می باشد. همچنین، در این تحقیق ترک موجود در تیر به صورت پیوسته مدلسازی شده است. به جهت تعیین پاسخ زمانی سازه ، مدل سختی دوخطی به ازای هر مود ارتعاشی تعیین شده است. با استفاده از این مدل، معادله ارتعاشی با استفاده از روش لیندست- پوانکاره قابل حل می باشد. در حل تحلیلی، پاسـخ روش اغتشاشـات از دو قسمت تشکیل شده است که بخش اول شامل سیستم خطی متناظر بوده و بخش دیگر، شامل جملات تصحیحی هستند که بنحوی اثرات غیرخطی را در پاسخ سیستم منظـور مـیکننـد. بررسی داده های به دست آمده در این تحقیق نشان میدهد که مدل ارائه شده پاسخ ارتعاشی تیر ترکدار را بهازای بازه گسترده ای از پارامترهای ترک با دقت مناسبی پیشبینی میکند. https://mmep.isme.ir/article_735675.html در این مقاله، فرآیند ساخت رشته‌ذوبی برای تولید قطعات فولاد زنگ‌نزن 17-4PH و 316L به‌صورت جامع مرور شده است. با وجود افزایش تحقیقات، هنوز شکاف‌هایی در درک اثر ترکیب مواد اولیه، کنترل ریزساختار و ارتباط بین پارامترهای چاپ و خواص نهایی وجود دارد. این مطالعه با هدف پر کردن این خلأ، به یکپارچه‌سازی یافته‌های پراکنده و ارائه یک چارچوب مقایسه‌ای می‌پردازد. در این بررسی، اهمیت انتخاب مواد اولیه، ویژگی‌های پودر، نوع چسب و یکنواختی اختلاط در کیفیت رشته، و همچنین نقش پارامترهای چاپ بر ریزساختار قطعه ارزیابی شده است. علاوه بر این، مراحل پس‌پردازش شامل چسب‌زدایی، تف‌جوشی و نقش کنترل اتمسفر در دستیابی به چگالی و استحکام مطلوب بررسی شده‌اند.جمع‌بندی نتایج نشان می‌دهد که همگنی فیداستوک، اندازه ذرات و میزان تخلخل، تأثیر مستقیمی بر خواص مکانیکی دارند. با این حال، چالش‌هایی نظیر تخلخل بین‌لایه‌ای، ناهمسانگردی، کنترل انقباض و نبود استانداردهای فرایندی همچنان پابرجاست. در نهایت، این مرور با شناسایی نقاط بحرانی، مسیرهایی برای بهینه‌سازی مواد، تجهیزات و استانداردسازی جهت توسعه آتی این فناوری پیشنهاد می‌دهد. https://mmep.isme.ir/article_735843.html در این پژوهش، تأثیر دو پارامتر اصلی فرآیند جوشکاری تنگستن با گاز محافظ یعنی شدت جریان و دبی گاز محافظ، بر خواص مکانیکی اتصال غیرهمسان فولاد زنگ‌نزن 304 به فولاد کم‌کربن A36 مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌ها بر اساس آرایه متعامد L9 روش تاگوچی طراحی و اجرا شدند. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، آزمون کشش طبق استاندارد ASTM E8 انجام گرفت و منحنی‌های تنش-کرنش استخراج شدند. نتایج نشان داد که با افزایش شدت جریان تا ۱۰۰ آمپر و تنظیم دبی گاز محافظ بر ۸ لیتر بر دقیقه، خواص مکانیکی مطلوب‌تری حاصل می‌شود. تحلیل واریانس نتایج حاکی از آن بود که شدت جریان بیشترین تأثیر را بر استحکام کششی داشته و دبی گاز نیز در تغییرات درصد ازدیاد طول نقش قابل‌توجهی ایفا کرده است. شکست نمونه‌ها عمدتاً در فلز پایه کم‌کربن و خارج از ناحیه جوش رخ داد که نشان‌دهنده استحکام مناسب اتصال جوشی است. این یافته‌ها نشان می‌دهند که تنظیم دقیق پارامترهای جوشکاری، کلید دستیابی به اتصالات مقاوم و شکل‌پذیر در جوشکاری غیرهمسان این دو نوع فولاد می باشد. https://mmep.isme.ir/article_736312.html هدف این پژوهش پیش‌بینی عمر خستگی پرچرخه شاتون موتور M13 با تغییر سوخت از بنزین به گاز طبیعی با استفاده از نتایج تحلیل دینامیکی شاتون است. در این پژوهش، تحلیل عمر خستگی پرچرخه شاتون با استفاده از روش اجزای محدود و نرم‌افزار انسیس به منظور تحلیل تنش و سپس پیش‌بینی عمر خستگی پر-چرخه با استفاده از تئوری گودمن و نرم‌افزار ان‌کد‌دیزاین انجام شده است. نتایج تحلیل مکانیکی نشان داد که استفاده از گاز به‌جای بنزین باعث افزایش تنش شاتون درحدود 15درصد خواهد شد. براساس نتایج تحلیل عمر خستگی پرچرخه حداقل تعداد سیکل‌های گسیختگی شاتون در وضعیت بنزین و گاز به‌ترتیب 109*2.666 و 109*1.869 سیکل است که در ناحیه بین ساق و چشم کوچک شاتون قابل مشاهده است. بنابراین عمر خستگی پرچرخه شاتون در وضعیت گاز نسب به بنزین حدود 109*0.797 سیکل یا درحدود 29.8 درصد کاهش خواهد یافت. به منظور بررسی صحت نتایج تحلیل مکانیکی، نتایج شبیه‌سازی شده با نتایج تحلیل مکانیکی شاتون در منابع مقایسه گردید و نشان داده شد که انطباق بسیار مناسبی بین نتایج و ناحیه بحرانی شاتون در این پژوهش و پژوهش‌های انجام شده در سایر منابع وجود دارد. https://mmep.isme.ir/article_738284.html انجام تستهای مقیاس بندی جایگزین خصوصا در مسائل بیومکانیکی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. روشهای مقیاس بندی متداول نظیر آنالیز ابعادی دارای محدودیتهایی در تستهای دینامیکی می باشند. این روشها قادر به پیش بینی رفتار غیرخطی در این تستها نیستند و همچنین تعداد درجات آزادی مستقلی که می توان در آنها در نظر گرفت محدود می باشد. در این مقاله از روش مقیاس بندی نوینی به نام تشابه محدود استفاده شده است که بسیاری از محدودیتهای روشهای مقیاس بندی متداول را برطرف نموده و با استفاده از درجات بالاتر این روش می توان درجات آزادی بیشتری برای مسائلی با پیچیدگیهای بیشتر نظیر بارگذاری ضربه ای در نظر گرفت. در اینجا برای نخستین بار اثر بارگذاری ضربه ای بر روی میزان آسیب در استخوان درشت نی سالم پای انسان بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور پلیمرهای ارزان قیمت به عنوان مواد آزمایشی به خدمت گرفته شده اند. https://mmep.isme.ir/article_738286.html هدف این مقاله، کنترل پایداری خودروهای سنگین مفصلی بلند با استفاده از روش کنترل فرمانی فعال است. کنترل سیستم در دو سطح صورت می گیرد. در سطح بالا، از یک کنترل کننده مد لغزشی با بهره تطبیقی برای تولید سیگنال های کنترلی مورد نیاز استفاده می شود. و در سطح پایین، این سیگنال ها با استفاده از کنترل تخصیصی، میان عملگرهای موجود توزیع می گردند. متغیرهای حالت جدید، در هر مرحله در نرم افزار Trucksim به روز رسانی شده، و به سطح بالای کنترل باز می گردند. از آن جا که سیستم کم عملگر است، برای تخصیص کنترل از روش شبه وارون استفاده شده است. عملکرد روش پیشنهادی در چهار مانور مختلف شامل فرمان پله‌ای و تغییر خط، در شرایط جاده خشک و مرطوب، ارزیابی شده، که منجر به نتایج قابل قبولی شده است. بررسی پایداری خودروی سنگین مفصلیB-double نشان می دهد که روش پیشنهادی را می توان برای انواع دیگر خودروهای مفصلی طویل نیز به کار برد.