دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 برآورد چگالی نابجایی تیتانیم خالص تجاری در فرآیند ECAP با استفاده از ترکیب شبیه سازی اجزاء محدود با یک مدل مبتنی بر نابجایی 1 10 16450 10.22034/jmeut.2023.55129.3228 FA کاوه حاجی زاده استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران محسن علی قورچی فارغ التحصیل مقطع کارشناسی، گروه مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران Journal Article 2023 01 28 در تحقیق حاضر  با ترکیب مدلهای ریاضی مبتنی بر مکانیزم های تغییر شکل با شبیه سازی اجزاء محدودِ فرآیند تغییر شکل، برای اولین بار محتوای چگالی نابجایی تیتانیم خالص تجاری در جریان فرآوری آن با فرآیند پرسکاری در کانالهای زاویه دار با مقاطع همسان (ECAP) محاسبه و مورد تحلیل قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا رفتار تغییر شکل تیتانیم خالص تجاری در جریان فرآیند ECAP با استفاده از نرم افزار ABAQUS شبیه سازی شد. در مرحله بعد، از اطلاعات حاصل از شبیه سازی به عنوان ورودی های مدل ریاضی برای برآورد چگالی نابجایی فلز استفاده شد. شبیه سازی از نوع دو بعدی انجام شد و در جریان آن ECAP در دمای ^◦C250 و در قالبی با زاویه کانال ۱۰۵ = Φ و زاویه گوشه20 =  Ψدرجه و با استفاده از دو مسیر متفاوت A وC  به تعداد ۵ پاس متوالی بر روی نمونه ها صورت گرفت. در ادامه به کمک مدل ریاضی، مقادیر چگالی نابجایی ایجاد شده در میله ها بعد از گذر های  مختلف ECAP ارزیابی شد. نتایج حاکی از آن است که با اعمال ۵ گذر ECAP با استفاده از مسیر C به تیتانیم خالص تجاری، میانگین چگالی نابجایی آن از مقدار مفروض اولیه ( ^۲-m۱۰^۱۲× ۰/۳)‌ به ^2-m 10¹⁵×64/4  افزایش می یابد. همچنین  استفاده از مسیر A به  ۱۰٪ چگالی بالاتر نسبت به مسیر C منجر می شود. توزیع چگالی نابجایی در سراسر میله های تیتانیم  به استثنای چند میلیمتر از نواحی ابتدایی و انتهایی میله از یکنواختی مناسبی برخوردار است. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16450_b592f9169cc71d4160947d663ec062ee.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 طراحی کنترل‌کننده مبتنی بر مد لغزشی ترمینال با تابع عملکرد از پیش تعیین شده برای سیستم‌های تثبیت موقعیت پویای کشتی 11 20 16330 10.22034/jmeut.2023.54681.3222 FA ابوالفضل میقانی نژاد مدرس، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر، ایران سید مصطفی حسینی مدرس، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر، ایران بهنام صبحانی گندشمین دانشجو، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران Journal Article 2022 12 31 در این پژوهش یک کنترل‌کننده برای کنترل و حفظ موقعیت کشتی طراحی می‌شود به‌طوری‌که هم قابلیت نگهداری کشتی در یک نقطه، انتقال خودکار کشتی از یک نقطه به نقطه دیگر و هم قابلیت ردیابی یک هدف را دارا می‌باشد. برای بالابردن دقت و سرعت عملکرد از یک کنترل‌کننده پسگام مبتنی بر روش مد لغزشی ترمینال استفاده می‌گردد که همگرایی زمان-محدود خطای ردیابی را بدون وابستگی به شرایط اولیه سیستم تضمین می‌کند. همچنین جهت تضمین عملکرد حالت‌گذرا، از یک تابع عملکرد از پیش تعیین شده در طراحی استفاده می‌شود. کنترل‌کننده طراحی شده ضمن تضمین عملکرد خطای ردیابی در یک محدوده از پیش تعیین شده، سیستم کشتی را در زمان ثابت بدون وابستگی به شرایط اولیه به‌صورت کراندار نهایتاً یکنواخت پایدار می‌سازد به‌طوری‌که خطای ردیابی به یک همسایگی نزدیک مبدا همگرا می‌شود. جهت صحت سنجی، کنترل‌کننده موردنظر در محیط متلب بر روی مدل کشتی آزمایش می‌شود و نتایج نشان می‌دهد که کنترل‌کننده طراحی شده موقعیت کشتی را به خوبی کنترل می‌کند و تمامی یافته‌های تئوری نیز تایید می‌شود.  https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16330_a1879b70496b12e7fcd7cdf234575852.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 بررسی تجربی عدم قطعیت در آزمون اسپری: مطالعه موردی بر روی اتمایزر فشاری-پیچشی 21 29 16363 10.22034/jmeut.2023.55068.3227 FA عباس عونی دانشجوی دکترا، مهندسی هوافضا، دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، تهران، ایران مازیار شفائی روشنی دانشیار، مهندسی هوافضا، دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article 2023 01 23 در تحقیق حاضر عدم قطعیت در توزیع اندازه قطرات به عنوان مهمترین مشخصه اسپری اتمایزر فشاری-پیچشی مورد مطالعه قرار گرفته است. توزیع اندازه قطرات اسپری یک اتمایزر نمونه با استفاده از تکنیک سایه نگاری در فشارهای مختلف پاشش و در موقعیت­های مختلف طولی، شعاعی و محیطی مخروط اسپری اندازه­گیری شده است. حداقل تعداد نمونه­های آزمون، با بهینه سازی آنتروپی در توزیع غیرپارامتری اندازه قطرات، حاصل گردید. توابع توزیع پارامتری لاگ-نرمال، روزین-رملر و گاما بر داده­های آزمون برازش گردید و مشاهده شد که تابع توزیع گاما بیشترین سازگاری را با داده­های آزمون دارد. اثر فشار بر روی تابع توزیع مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده شد که در مرحله تغییر رژیم اتمیزاسیون، پارامترهای شکل و مقیاس تغییر چشمگیری می‌کنند ولی پس از آن با افزایش فشار این پارامترها تقریبا ثابت هستند. یکنواختی اسپری به عنوان یکی دیگر از مولفه­های عدم قطعیت بصورت کمی ‌با دو مفهوم پراکندگی و ناهمگونی، مورد ارزیابی قرار گرفت. مشاهده گردید با افزایش فشار پاشش، پراکندگی در بخشهای مختلف مخروط اسپری، دستخوش تغییر می­گردد ولی پراکندگی کل تقریبا ثابت است. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16363_1a39f24723fe36eb792bf014b4dcac6d.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 طراحی خط سازگاری عملکرد توربین با کمپرسور در موتور توربوفن پهپاد حاوی رانش‌های گرم و سرد 31 40 16386 10.22034/jmeut.2023.54899.3224 FA سید مصطفی میرطبائی مدیر گروه مطالعات علوم مهندسی دانشگاه افسری امام علی(ع)، تهران، ایران مهدی نامی خلیله ده دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران سید فرامرز رنجبر استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2023 01 11 امروزه موتورهای توربوفن به دلیل داشتن نیروی پیشرانه بیشتر مورد توجه هستند. سازگاری عملکرد همزمان دو جز اصلی موتور‌توربوفن، کمپرسور و توربین از دغدغه‌های اصلی طراحان و‌سازندگان می­باشد. چراکه منحنی‌های‌مشخصه عملکرد توربین و کمپرسور متفاوت و تقریبا مغایر می­باشند و باعث واماندگی خواهند‌شد. برای جلوگیری از واماندگی، تعیین سازگاری دو جزء این نوع موتور اهمیت بسیاری دارد. حساسیت پارامترهای مختلف در طراحی این نوع موتورها بسیار زیاد بوده و دستیابی به شبیه سازی‌های از پیش محاسبه‌شونده که بتوانند خطای محاسباتی کمتری داشته‌باشند، هزینه و زمان طراحی را کاهش خواهد‌داد. در این تحقیق یک شبیه سازی کم‌خطا برای محاسبه خط سازگاری موتورهای توربوفن طراحی شده‌است. در روند این تحقیق ابتدا پارامترهای متاثر بر خط‌سازگاری تعیین شده و سپس نحوه محاسبه آن استخراج و شبیه‌سازی شده‌است. با استفاده از مشخصات موتورهای RR- Trent 772-60، PW - PW4098 اعتبارسنجی برای شبیه‌سازی انجام‌شده‌است. طبق آزمایش‌های انجام‌شده با‌میزان مصرف سوخت‌رانش با دقت خطا کمتر از 05/0 و مقدار نیروی رانش برای موتورهای مختلف کمتر‌از 2000‌(پوند) محاسبه شده‌است. در آزمایش دیگر صحت تعیین خط‌سازگاری برای اجزای مختلف موتور توربوفن با استفاده از منابع موجود تایید شده‌است. از طرفی میزان دقت همپوشانی خط سازگاری شبیه سازی انجام شده، 92 درصد برای موتور RR- Trent 772-60 و 2/94 درصد برای موتور PW - PW4098 بدست آمده است. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16386_5a146ce63acce3fd73c3b9495507f897.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 تأثیر آرایش مارپیچ بر زمان اقامت نمونه در پخت زدایی آمیزه ی NR/SBR با اکسترودر دو مارپیچه 41 47 16441 10.22034/jmeut.2023.51283.3094 FA حمید یزدانی استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران حورا فخاری دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران Journal Article 2022 05 01 انباشت پسماندهای پلیمری در محیط زیست تهدیدی برای زندگی انسان و دیگر موجودات کره زمین محسوب می‌گردد. همین موضوع سبب ضرورت بازیافت این گونه ضایعات می‌شود. در این مقاله، از روش پخت زدایی پیوسته توسط اکسترودر دو مارپیچه همسوگرد؛ برای بازیابی آمیزه‌ی لاستیکی NR/SBR استفاده شد. سپس زمان ماندگاری بر اساس آرایش مختلف مارپیچ و زوایای جزء آسیاب ساز؛ مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور المان های آسیاب ساز با زوایای گوناگون طراحی و در اکسترودر نصب شدند. در ادامه با در نظر گرفتن اکسترودر به عنوان یک راکتور پیوسته روابط و مدل‌هایی برای زمان اقامت و سایر پارامترهای موثر بر آن تعریف شد. با مطالعه دو مدل جامد و مایع (مذاب)؛ مشخص گردید که زمان اقامت فقط در قسمت مایع متاثر از آرایش مارپیچ خواهد بود. هدف از این پژوهش یافتن آرایش و زوایای بهینه، برای کاهش زمان اقامت می‌باشد، که بهبود کیفیت نمونه و کاهش مصرف انرژی را نیز در پی دارد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16441_e7fab36eb46dae9160a07938aee345ce.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 بررسی تجربی - عددی تأثیر تزریق هوا و آب بر نوسانات گرداب توربین فرانسیس 49 58 16451 10.22034/jmeut.2023.53156.3160 FA مسعود شفا دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران ابراهیم حاجی دولو استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران علیرضا ریاسی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، ایران امیرحسام سجادی نیا فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران Journal Article 2022 09 03 در این مقاله اثرات طناب گرداب در لوله‌مکش توربین فرانسیس یکی از نیروگاه‌های کشور به صورت تجربی و عددی مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا اطلاعات تجربی واحد در چهار ظرفیت تولیدی به مقادیر 52/22، 74/45، 73/68 و 60/85 مگاوات توسط فشارسنج در فاصله 199/3 متر پایین‌تر از چرخ استخراج شد و با استفاده از تبدیل فوریه سریع مشخص گردید که در ظرفیت 74/45 مگاوات بیشترین نوسانات فشار وجود دارد. سپس شبیه‌سازی‌ عددی کل توربین با استفاده از حل گذرا و مدل توربولانسی SAS-SST در حالت‌های مختلف انجام گردید. اثرات کاهش نوسانات گرداب در پنج حالت تزریق یعنی 5/1 و 3 درصد فقط آب، 1 و 2 درصد فقط هوا و حالت تزریق همزمان آب و هوا (3 درصد آب و 2 درصد هوا) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین الگوریتمی جهت بهینه‌سازی پارامتر حاصل‌ضرب بازده در ضریب بازیافت فشار بر دامنه قله به قله نوسانات در شرایط مختلف تزریق آب و هوا ارائه شد. نتایج نشان داد حالت تزریق همزمان 58/1 درصد آب و 02/0 درصد هوا نسبت ذکر شده، بیشینه بوده و بهینه‌ترین حالت جهت بهره‌برداری می باشد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16451_87464b5c587f23957b6c675eda150357.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 مطالعه عددی برخورد اتومبیل در سرعت‌های مختلف به‌منظور یافتن رابطه تحلیلی مناسب 59 67 16472 10.22034/jmeut.2023.53899.3186 FA سیدامیررضا عبداللهی دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران آرمین رحمت فام پژوهشگر فرادکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0000-0002-8214-4520 محمدامین رحیمی جعفری دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران Journal Article 2022 10 23 هدف از پژوهش حاضر شبیه‌سازی برخورد خودرو در چند سرعت مختلف در نرم‌افزارهای ABAQUS و ANSYS و بررسی نتایج و یافتن رابطه تحلیلی مناسب است. برای اینکه نتایج حاصل از پروژه دقیق و قابل استناد باشد در پنج فاز پنج مدل خودرو تحلیل شد. در ابتدا برای هر فاز از پروژه، مدل هندسی خودروها در یک نرم‌افزار طراحی مهندسی مدل شدند و اجزای مختلف آن‌ها مانند بدنه، شاسی و... روی یکدیگر مونتاژ شدند. بعد از واردکردن مدل‌ها داخل نرم‌افزارهای ABAQUS یا ANSYS، به ترمیم ایرادات هندسی مدل پرداخته شد. درنهایت نیز مواردی ازجمله تنش، تغییر شکل، انرژی و... مقایسه شد و رابطه‌ای تحلیلی بین انرژی و سرعت برخورد برای بدنه خودرو با کمک نرم‌افزار MATLAB پیشنهاد شد. نتایج نشان می‌دهند بیشترین انتقال انرژی از قسمت جلوی شاسی‌ها به اتاقک بوده و نقاط جلویی نقش بسزایی را در تصادف ایفا می‌کند. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16472_60cf5078d08012e97b738fbabb81fa43.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 ارائه الگوریتمی برای کالیبراسیون ربات موازی دلتا بر اساس محاسبه تغییرات سینماتیک مستقیم با استفاده از دید استریو 69 78 16496 10.22034/jmeut.2023.54576.3214 FA امیر هاشمی دستجردی دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید رجائی، تهران، ایران محمد مراد شیخی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید رجائی، تهران، ایران مهدی طالع ماسوله دانشیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، آزمایشگاه تعامل انسان و ربات، دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article 2022 12 29 از آنجایی که سینماتیک مستقیم در ربات‌های موازی پیچیدگی بیشتری دارد و اغلب به یک راه‌حل تحلیلی منجر نمی‌شود، در اکثر مطالعات، سینماتیک معکوس برای کالیبراسیون ربات موازی ترجیح داده شده است. در این مطالعه از یک روش که نیاز به حل کامل سینماتیک مستقیم ندارد، برای کالیبراسیون استفاده شده است. در روش پیشنهادی تغییرات موقعیت عملگرنهایی نسبت به تغییرات ابعادی پارامترهای سینماتیک محاسبه شده و سپس با خطی سازی روابط امکان لازم برای استفاده از الگوریتم حداقل مربعات خطی فراهم شده است. مدل ارائه شده مانند مدل مرجع صفر و روشهای مبتنی بر حاصل ضرب نمایی تنها از یک مختصات مرجع ثابت کمک می‌گیرد و برخلاف مدل دنویت-هارتنبرگ مشکل تکینگی ندارد. در شبیه سازی نشان داده شد که الگورریتم پیشنهادی با تعداد کمی از نقاط انتخابی و با سرعت بالا، در کسری از ثانیه در چند تکرار اولیه به جوابی در محدوده نانومتر می رسد. نیز با استفاده از دید ‌استریو به صورت عملی، نظری ارائه شده مورد آزمایش قرار گرفت و نشان داد که الگوریتم پیشنهادی می‌تواند به دقت ابزار اندازه‌گیری مشابه نتایج شبیه‌سازی برسد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16496_035bf9a3af0147ea10db8d6ca6a520e1.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 مروری بر پرکاربردترین مدل‌های اسکلتی-عضلانی اندام تحتانی جهت شبیه‌سازی حرکت اسکات در OpenSim 79 88 16607 10.22034/jmeut.2023.49062.3013 FA زهره ایمانی نژاد دانش آموخته ی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران خلیل خلیلی استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران Journal Article 2021 11 20 اکثر مدل­های اسکلتی-عضلانی موجود بر پایه­ی حرکاتی با محدوده­ی حرکتی کم مانند راه رفتن و دویدن ایجاد شده­اند. حصول اطمینان درباره­ی نتایج شبیه­سازی حرکت اسکات که با دولا شدن شدید مفاصل لگن و زانو همراه است، یکی از چالش برانگیزترین مسائل در حوزه­ی بیومکانیک حرکتی است. انتخاب مدل اسکلتی-عضلانی مناسب به عنوان اولین قدم در شبیه­سازی همواره یکی از سوالات اصلی پژوهشگران بوده است. در مطالعه­ی حاضر با بررسی مهم­ترین تحقیقات انجام شده در بستر OpenSim، مدل­های بکارگرفته شده جهت شبیه­سازی حرکت اسکات مورد بررسی قرار گرفته­اند. با جمع­بندی مدل­های موجود، راهنمای جامعی شامل اطلاعات این مدل­ها جهت انتخاب مدل اسکلتی-عضلانی مناسب برای کاربران فراهم شده است. در ادامه جهت مقایسه­ی بهتر این­مدل­ها، یک مرحله شبیه­سازی با استفاده از مجموعه داده­ی کمز توسط هریک از آن­ها انجام شده است. خطای بالای نیروی تماسی مفصل زانو (خطای بهترین مدل BW% 72=RMS) بر لزوم ارائه­ی مدل­های دقیق­تر در این زمینه تاکید دارد. توسعه­دهندگان مدل­های اسکلتی-عضلانی می­توانند از نتایج این تحقیق در جهت بررسی و اصلاح مدل­های فعلی جهت شبیه­سازی حرکات با درجات خم شدن شدید مفاصل اندام تحتانی بهره گیرند. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16607_4b5505ce092a73da72ddcc323f97f541.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 بررسی احتمال کاویتاسیون و آبشستگی حوضچه آرامش در سرریز سد خاکی سهند با استفاده از نرم افزار Flow-3D 89 98 16608 10.22034/jmeut.2023.56152.3261 FA سجاد پیربوداقی استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی خوی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران Journal Article 2023 04 11 سرریزها یکی از سازه­های هیدرولیکی مهم یک سد می­باشند که در زمان سیلاب در جهت حفظ سلامت سد اعمال وظیفه می‌کند. در این تحقیق سرریز اوجی شکل آزاد سد سهند، با نرم­افزار Flow-3D مدلسازی و تاثیر پارامترهای هیدرولیکی موثر در عملکرد این سازه، وقوع کاویتاسیون و آبشستگی حوضچه آرامش مورد بررسی قرار می‌گیرد و با مدل آزمایشگاهی صحت­سنجی می­شود. نتایج نشان می­دهد در سه ناحیه از طول سرریز سرویس سد سهند کاویتاسیون ایجاد می­شود. قسمت تاج سرریز، قسمت تغییر شیب میانه شوت و پرتاب­کننده جامی شکل، قسمت­هایی هستند که دارای مشکل کاویتاسیون می‌باشند. برای قسمت تاج سرریز، باید منحنی لبه آبریز (اوجی) اصلاح شده و قسمت مستعد کاویتاسیون بلندتر شود تا خلا به وجود آمده و امکان کاویتاسیون از بین برود. اگر با این کار نتیجه‌ای حاصل نشد، هوادهی جریان باید انجام شود. در قسمت میانه شوت باید از هوادهی از طریق ایجاد شکاف در کف استفاده کرد. همچنین لبه انتهایی پرتاب­کننده جامی نباید صاف اجرا شده و به صورت منحنی­وار باشد. عمق آبشستگی برای پرتاب­کننده جامی شکل سرریز سد سهند حدود 6/7 متر بدست می‌آید که برای مقابله با آن نیاز به ساماندهی پایین­دست سرریز با استفاده از استخر حفر شده، حفاظت و سنگ­چینی می‌باشد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16608_d400472da614be805152316c48876a97.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 بررسی تجربی تأثیر فرآیند پرس در کانال زاویه دار مساوی بر ریز ساختار و سختی کامپوزیت مس- آهن تولید شده به روش متالورژی پودر 99 106 16732 10.22034/jmeut.2023.48448.3141 FA محمد زادشکویان دانشیار، گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران بهزاد اباذری اسفهلان کارشناسی ارشد، گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2022 07 23 هدف از این پژوهش تولید کامپوزیت مس-آهن به روش متالورژی پودر در کانال زاویه­دار مساوی و بررسی ریزساختار و سختی آن بعد از فرایند است. مس و آهن اتمیزه با دانه بندی زیر 63 میکرون با نسبت 9 به 1 مخلوط و سپس در داخل قالب استوانه­ای، با فشار 450 مگاپاسکال فشرده شد. نمونه­ها در داخل کوره تونلی با دمای 920 درجه سلسیوس تف­جوشی شده، سطح آن­ها سنگ­زنی و تحت فرایند پرس در کانال زاویه­دار مساوی چند پاسه با فشار برگشتی قرار گرفت. ارزیابی­های انجام شده، نشان می­دهد که سختی برای نمونه سه پاس پرس شده در کانال زاویه­دار مساوی در مقایسه با نمونه تف جوشی شده خام، حدود 190 درصد افزایش یافته است. متوسط اندازه دانه­های کامپوزیت مس-آهن با 3 درصد نیکل یک پاسه، در مقایسه با حالت سه پاسه به میزان 53 درصد کاهش یافته است. چگالی نظری نمونه­ها پس از تولید، به صورت چشمگیری افزایش یافته، بطوریکه مقدار چگالی از 88 درصد برای نمونه تف­جوشی شده خام به مقدار 98 درصد برای نمونه­ها در شرایط فرایند پرس شده سه پاسه در کانال زاویه­دار مساوی، افزایش نشان می­دهد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16732_4e8329af9156d1b455920a4be5c5ed49.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 رفع مشکل ایجاد مودهای جعلی کمانشی در بهینه سازی سازه های الاستیک با هدف بیشینه کردن کوچکترین ضریب بار کمانشی 107 115 16734 10.22034/jmeut.2023.35977.2561 FA حسام ابحر دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران علی قدوسیان دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران Journal Article 2019 10 12 در بهینه­سازی توپولوژی و تکیه­گاه سازه­های پیوسته، مسائل مرتبط با پایداری و جلوگیری از کمانش اعضای سازه معمولا به دلیل پیچیدگی­های محاسباتی در نظر گرفته نمی­شوند، بنابراین در بعضی موارد منجر به ایجاد اعضای بلند و نازک در پیکربندی بهینه­شده و باعث ناپایداری سازه می­گردد. یکی از مشکلات فرایندهای بهینه­سازی کمانشی رایج که بر پایه تغییر چگالی و یا حذف و جایگزینی ماده می­باشند، ایجاد مودهای کمانشی جعلی است که منجر به واگرایی مساله بهینه­سازی، کند شدن فرایند حل و یا تولید توپولوژی­های غیربهینه به عنوان خروجی فرایند بهینه­سازی می­شود. در این مطالعه از روش بهینه­سازی سطوح هم­تراز با بکارگیری یک جمله جعلی انرژی استفاده شده است. روش سطوح هم­تراز، مبتنی بر حرکت مرز سازه بوده و توانایی بالایی در کنترل پیچیدگی­های توپولوژی را دارا است، بنابراین ایده استفاده از این روش منجر به حذف مودهای جعلی و حل این مشکل گردیده است. استخراج جمله سرعت مورد نیاز در روش سطوح هم­تراز برای ضریب بار کمانش پیچیده است و استخراج این جمله از دیگر نوآوری­های این پژوهش است. مثال­های عددی برای اثبات تاثیر این روش ارائه شده است. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16734_90f8bc2d42df555fcc6cc55f1154619c.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 تحلیل پرشدگی و طراحی هندسه ورق اولیه در فرآیند هیدرو فرمینگ شعاعی ورق برای تولید قطعات پله‌ای با هندسه متفاوت با روش آنالیز حساسیت 117 126 16770 10.22034/jmeut.2023.55028.3236 FA رضا موسوی پور دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران حمید گرجی استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران محمد بخشی جویباری استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران محسن شاکری استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران Journal Article 2023 02 13 در این تحقیق برای قطعات پیچیده مستطیلی مانند کارتر و باک بنزین و با بکارگیری روش هیدروفرمینگ، شکل­دهی سه هندسه مستطیلی ساده، وسط-پله و کنار-پله به­صورت تجربی و شبیه­سازی بررسی شده­است و با مطالعه تاثیر پارامترهای هندسی، فشار، شعاع سنبه و ارتفاع، تغییر شکل اولیه ورق و پرشدگی در ارتفاع­های مختلف مقایسه شده­است. نشان داده شد که با افزایش نسبت کشش در پله تحتانی قطعات پله­ای، میزان پرشدگی در یک فشار ثابت کاهش می­یابد. به­علاوه، با انجام بهینه­سازی و افزایش حداکثر فشار در قطعات وسط-پله و کنار-پله به 30 و40 مگاپاسکال، پرشدگی بیشینه به­ترتیب 8 و 12 درصد افزایش می­یابد. به­علاوه، با تغییر ارتفاع­ و نسبت کشش در قطعات پله­ای، شکل ورق اولیه بهینه برای تطابق منحنی ورق شکل یافته و کانتور هدف، تغییر می­یابد. این تغییر برای مختصات گره در دیواره­های عرضی، طولی و شعاع گوشه ورق اولیه بهینه متفاوت خواهد بود. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16770_bfffd2870c47c8d6046c422e11c8d356.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 کنترل مدل-پیش‌بین دقیق سیستم‌های چند-متغیره نامعین سوییچ شده بر پایه شبکه‌های عصبی فازی- موجک 127 136 16781 10.22034/jmeut.2023.35457.2539 FA صادق یعقوبی دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه ‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران محمدرضا همایی نژاد دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه ‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران Journal Article 2019 09 04 در این تحقیق، روشی جدید جهت کنترل مدل-پیش‌بین (Model Predictive Control و به‌اصطلاح MPC) سیستم‌های سوییچ شده چند-متغیره تحت سیگنال‌های سوییچ نامشخص مطرح می‌گردد. در این روش، از الگوریتم تخمین دقیق ارائه‌شده بر پایه شبکه‌های عصبی فازی-موجک (Fuzzy-Wavelet Neural Networks  و به ‌اصطلاح FWNN) استفاده شده که این الگوریتم در این تحقیق برای سیستم‌های چند-متغیره ارائه می‌شود. با توجه به تخمین دینامیک فعال سیستم سوییچ شده، در ادامه توابع لغزش پیش‌بینی‌شده محاسبه شده و با توجه به توابع کاندیدای لیاپانوف تعریف شده به ازای درجات آزادی مختلف، قیود پایدارسازی کنترل مدل-پیش‌بین مشخص می‌گردد. روش‌های موجود در کنترل سیستم‌های با سیگنال سوییچ نامشخص بر پایه طراحی برحسب بدترین حالت سوییچ بوده که موجب محافظه‌کاری الگوریتم کنترل می‌شوند. با توجه به طراحی الگوریتم کنترلی بر اساس حالت سوییچ فعال در این تحقیق، مشکل محافظه‌کاری کنترل برطرف شده و در نتیجه سیگنال‌های کنترلی کوچک‌تر شده و دقت تعقیب ورودی‌های مرجع افزایش می‌یابد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16781_967de99114e0b0918eb184a17067ade7.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 پیاده‌سازی روش و شناسایی تجربی تابش‌های نورشیمیایی برای مشعل بنسن 137 146 16782 10.22034/jmeut.2023.55593.3245 FA محمد جواد اکبری کارشناسی ارشد، بخش طراحی سیستم‌های احتراق، شرکت مهندسی و ساخت توربین مپنا (توگا)، کرج، ایران آزاده کبریایی استادیار، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران علیرضا رنجبران کارشناسی ارشد، مدیریت طراحی توربین گاز، شرکت مهندسی و ساخت توربین مپنا (توگا)، کرج، ایران Journal Article 2023 03 18 روش نورشیمیایی یکی از روش­های  نوری شناخته شده و پرکاربرد در زمینه شناسایی سیستم­های احتراقی است. در این پژوهش، سیگنال‌های نورشیمیایی<em> </em>CH^*<em></em>وOH^* گونه‌های نشانگر نرخ گرمای آزاد شده، با استفاده از آشکارساز لوله تقویت کننده نور و سایر تجهیزات نوری برای یک مشعل بنسن تحقیقاتی اندازه­گیری شده و همچنین اثر تغییرات نسبت هم­ارزی و دبی جریان بر این سیگنال­ها بررسی شده است. نتایج حاصل نشان می­دهد که با افزایش دبی جریان، سیگنال­های  و به صورت خطی افزایش می­یابند. با تغییر نسبت هم­ارزی نیز مشاهده شد که سیگنال‌های نورشیمیایی در شرایط نزدیک به استوکیومتری بیشینه می­شود. بنابراین این دو گونه را می­توان به عنوان نشانگر آهنگ گرمای آزاد شده در نظر گرفته و از آن جهت یافتن شرایط بهینه کاری برای هر مشعل دلخواه استفاده کرد. همچنین نشان داده شد که سیگنال OH^*/CH^* مستقل از تغییرات دبی جریان بوده و تنها تحت اثر نسبت هم­ارزی است و رابطه کالیبراسیون بین نسبت هم­ارزی و سیگنال OH^*/CH^* استخراج گردید. کاربرد روش نورشیمیایی به منظور شناسایی دینامیک سیستم­های احتراقی نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می­دهد که شعله پیش­آمیخته آرام دارای یک فرکانس  بیشینه غالب ناشی از گردابه­های کلوین هلمهولتز می­باشد. در شعله­های پیش­آمیخته با افزایش نسبت هم­ارزی فرکانس غالب کاهش یافته و دامنه متناظر با آن افزایش می­یابد. همچنین با افزایش دبی جریان فرکانس ماکزیمم به صورت خطی افزایش یافته و دامنه آن نیز به صورت خطی کاهش می­یابد. نتایج این کار پتانسیل استفاده از روش نورشیمیایی به عنوان ابزاری کارامد در زمینه شناسایی تجربی سیستم­های احتراقی و همچنین جهت کنترل و مانیتورینگ محفظه احتراق رقیق از سوخت و شناسایی پدیده­های دینامیکی احتراق را نشان می­دهد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16782_44e40d754be12851700a5689476b911d.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 بررسی تأثیر فرایند اصطکاکی-اغتشاشی بر رفتار شکست آلومینیوم آلیاژی 6061 تحت بارگذاری برشی خالص 147 154 16803 10.22034/jmeut.2023.55286.3232 FA امیر قصاب زاده چرندابی دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران محمود ابراهیمی دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران ابوذر اسحقی اسکویی محقق پسادکتری، دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه علم و صنعت جنوب، شنزن، چین محمد زادشکویان دانشیار، گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2023 02 06 فرایند اصطکاکی-اغتشاشی به­دلیل خواص منحصربه‌فردش، در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می­گیرد. در این راستا، درک بهتر خواص مواد و قطعات حاصل‌شده از این روش، امکان استفاده گسترده­تر از آن را فراهم خواهد نمود. یکی از مهم‌ترین خواصی که قبل از استفاده از هر ماده‌ای باید به‌خوبی از آن اطلاع داشت، رفتار ماده در حضور ترک است. رشد ترک تحت بارگذاری برشی در قطعات از مهم‌ترین عوامل شکست سازه‌ها می‌باشد که در صورت شناخت رفتار ماده در حضور ترک، بعد از عملیات اصطکاکی-اغتشاشی، امکان استفاده ایمن از آن فراهم می‌شود. در این تحقیق به بررسی تأثیر فرایند اصطکاکی-اغتشاشی بر خواص مکانیکی و مقاومت ماده در برابر رشد ترک تحت بار برشی خالص پرداخته شده است. مشاهده گردید که این فرایند باعث افزایش چشمگیر استحکام و در عین حال قابلیت شکل­پذیری ماده می­گردد به‌طوری‌که مقادیر استحکام تسلیم، استحکام نهایی و حداکثر کرنش در اثر این فرایند نسبت به حالت اولیه به­ترتیب حدود 42%، 67% و 125% افزایش می­یابد. همچنین فهیمده شد که نمونه فرآوری شده نسبت به نمونه اولیه به‌طور متوسط در حدود 23% دچار افت استحکام در برابر رشد ترک می­گردد. به­نظر می­رسد که در اثر اعمال فرایند اصطکاکی-اغتشاشی، به‌طور قابل‌توجهی بر مقدار سطوح شکسته شده به‌صورت ترد افزوده‌ شده است که همین امر موجب کاهش مقادیر پارامتر بحرانی شکست بوده است. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16803_fca19b653e112531742090605e3a6c64.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 مدل‌سازی الکترومکانیکی تنگی دریچه آئورتی با خواص هایپرالاستیک و ویسکوالاستیک میوکاردیوم 155 164 16806 10.22034/jmeut.2023.56507.3274 FA پژمان نمه شیری کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکاترونیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران اکبر اللهوردی زاده استادیار، گروه مهندسی مکاترونیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران بهنام داداش زاده استادیار، گروه مهندسی مکاترونیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2023 05 09 بیماری‌های قلبی‌عروقی باعث بیشترین میزان مرگ و میر در جهان هستند و درمان آن‌ها دارای اهمیت زیادی است. مدل‌سازی محاسباتی از روش‌های نوینی است که می‌تواند به متخصصان برای ارائه راهکارهای درمانی و جراحی تاثیرگذارتر برای بیماران کمک کند. در این پژوهش، یک چهارچوب چند فیزیکی برای مدل‌سازی الکترومکانیکی قلب انسان استفاده شده است تا رفتار قلب در بیماری تنگی دریچه آئورتی در دو حالت هایپرالاستیک و ویسکوالاستیک شبیه‌سازی شود. با بکارگیری نرم‌افزار COMSOL Multiphysics، رویکرد کاملا جدیدی برای تعیین فشار بطنی در این نرم‌افزار ارائه شده است که پیاده‌سازی آن سر راست‌تر بوده و نیازی به کدنویسی ندارد و درستی آن اعتبارسنجی شده است. مشاهده شد که در هر دو حالت هایپرالاستیک و ویسکوالاستیک فشار بطنی در تنگی دریچه آئورتی به طور چشمگیری افزایش می‌یابد و حجم ضربه‌ای کاهش پیدا می‌کند. همچنین، حالت ویسکوالاستیک در مقایسه با حالت هایپرالاستیک تغییر شکل نسبتا کمتری را از خود نشان داد و باعث میرا شدن حرکات میوکاردیوم شد. پیاده‌سازی مدل ساده بوده و در آینده می‌تواند برای مدل‌سازی انواع بیماری‌های قلبی مورد استفاده قرار گیرد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16806_d471394aece23ddff65e131cedd4d2ec.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 بررسی اثر فشار بر عملکرد محفظه احتراق موتورهای توربینی 165 174 16952 10.22034/jmeut.2023.54724.3223 FA شهاب الدین گرشاسبی کارشناسی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران امیرمهدی تحسینی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران Journal Article 2023 01 01 با توجه به پیچیدگی فرایندهای حاکم بر جریان در توربین گاز، انجام آزمون‌های تجربی برای اطمینان از عملکرد آن الزامی است امّا ایجاد شرایط حاکم بر اجزا در شرایط عملکردی بسیار پیچیده است. اکثر آزمون‌های محفظه احتراق در شرایط جوی انجام و سپس نتایج به شرایط عملکردی تعمیم داده می‌شوند. این کار در کنار کمبود تست‌اِستندهای دارای شرایط عملکردی واقعی، بر این اساس توسعه یافته است که اغلب فرایندهای حاکم بر رفتار محفظه با تغییر فشار عملکردی دستخوش تغییر قابل توجهی نبوده و به‌ویژه اگر شکل شعله تغییر نکند، می‌توان در فشار پایین نیز رفتار محفظه را مطالعه نمود. در تحقیق حاضر این موضوع به صورت عددی برای یک محفظه احتراق واقعی مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده شده است که مشخصه‌های شعله تغییر چندانی با افزایش فشار ندارند. همچنین آلاینده‌ NO_x در فشارهای بالاتر افزایش می‌یابد. ساختارهای کلی جریان تحت تاثیر افزایش فشار قرار نگرفت امّا میزان افت فشار افزایش یافت. نتایج حاضر نشان می­دهد در محفظه احتراق مورد نظر، آزمون جوی می‌تواند نتایج قابل قبول و تعمیم به شرایط پرفشار ارائه کند. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16952_e2275b377ff0fb846e9ea9adf648f6c1.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 تحلیل ارتعاشات غیرخطی پوسته‌ی استوانه‌ای ساندویچی دارای هسته‌ با ضریب پواسون منفی 175 183 16794 10.22034/jmeut.2023.56452.3271 FA نیما مهندسی دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران مصطفی طالبی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران Journal Article 2023 05 05 در این پژوهش، ارتعاشات غیرخطی یک پوسته­ی استوانه ساندویچی با هسته­ای از مواد پواسون منفی (آگزتیک) مورد بررسی قرار گرفته است. پوسته مورد نظر از رویه­هایی با ماده همسانگرد و هسته­ای از مواد با ضریب پواسون منفی تشکیل شده که این خاصیت نتیجه ساختار هسته می باشد. ابتدا به کمک معادلات ساختاری مواد پواسون منفی و مواد همسانگرد و استفاده از فرضیات لایه معادل، سفتی کششی، خمشی و کوپلینگ سازه محاسبه می­شود. سپس با توجه به شرایط مرزی و کامل بودن پوسته در جهت محیطی، میدان جابه­جایی حدس زده می­شود. با جایگذاری میدان جابه­جایی در معادلات حرکت با مشتقات جزئی، معادلات به شکل معادلات غیرخطی با مشتقات معمولی تبدیل می­شود. در ادامه برای حل این معادلات از روش عددی رانگ-کوتا بهره گرفته می­شود. سپس به قصد صحه سنجی نتایج با نتایج موجود در ادبیات تحقیق مقایسه و در انتها اثر مشخصات هندسی هسته با ساختارپواسون منفی همانند زاویه، طول و ضخامت المان­ها و مشخصات هندسی پوسته­ی استوانه­ای همانند شعاع و طول استوانه بر مشخصات فرکانسی سازه مورد بررسی قرار می­گیرد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16794_acf6406293beb0c90a0230501997e3af.pdf

دانشگاه تبریز مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 2228-5148 53 2 2023 07 23 مطالعه تأثیر شکل‌دهی در دمای آستانه فعال‌سازی تبلور مجدد دینامیکی بر خصوصیات مکانیکی لوله مسی تولید شده به روش روزن رانی و فشرده سازی چرخه ای لوله 185 189 16339 10.22034/jmeut.2023.51433.3099 FA احمد افسری دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شیراز، شیراز، ایران سید احسان افتخاری شهری استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران حمید بهلولی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بیرجند، بیرجند، ایران محمدامین رعنائی مربی، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد بیرجند، دانشگاه آزاد اسلامی، بیرجند، ایران Journal Article 2022 05 06 در این تحقیق، فرآیند روزن­رانی و فشرده‌سازی چرخه­ای لوله (TCEC) بر روی لوله­های مسی در دمای محیط و دمای ^°C 200 (دمای آستانه فعال سازی تبلور مجدد دینامیکی) انجام گرفته و تأثیر دمای انجام فرآیند بر ریزساختار و خواص مکانیکی این لوله­ها بررسی گردید. نتایج حاصله نشان دادند که با اعمال فرآیند TCEC در دمای محیط، ساختار کریستالی تقریباً ناهمگن با متوسط اندازه دانه 370 نانومتر حاصل گردیده، درحالی که با افزایش دمای شکل‌دهی در محدوده ^°C200، ساختار بدست آمده شامل دانه­های هم محور با ابعاد متوسط720 نانومتر دیده شد. با اعمال فرآیند  TCEC در دمای محیط و دمای ^°C 200 بر روی لوله مسی، استحکام تسلیم از مقدار اولیه 116 به ترتیب به مقادیر 242 و 217 مگاپاسکال و میانگین سختی نیز از مقدار اولیه 2/69 به 4/101 و 8/86 ویکرز افزایش می­یابد. به طور کلی انجام فرآیند  TCEC در دمای ^°C 200 بر روی فلز مس موجب کاهش 10 درصدی استحکام و افزایش 21 درصدی ازدیاد طول تا نقطه شکست نسبت به حالت شکل‌دهی در دمای محیط می گردد. https://tumechj.tabrizu.ac.ir/article_16339_74511f5b98291cac4e6b0fa53e248a43.pdf