مکانیک مواد پیشرفته و هوشمند

چکیده در این مقاله ساختار پلیمرهای حافظه دار بررسی شده است چرا که آنها ویژگی‌های استثنایی از خود نشان داده‌اند که منجر به استفاده آن‌ها به عنوان مواد پیشرفته برای کاربردهای فعلی و بالقوه بخصوص رباتیک شده است. با این حال، خواص ترمومکانیکی و ویژگی های حافظه شکل سنتی به دلیل توانایی آنها در بازیابی شکل اصلی تنها با استفاده از منبع گرمایش، کاملاً محدود است. SMP ها نه تنها دارای ویژگی های مکانیکی و حافظه شکل قابل توجهی هستند، بلکه سهولت ساخت آنها باعث شده است کاندید خیلی از کاربردها شوند. در این تحقیق ضمن معرفی یک عضله مصنوعی مجهز به پلمیر حافظه دار خواص مکانیکی آن اندازه گیری شده و بمنظور ارزیابی در یک مکانیزم ساده گیرایش و رهایش آزمایش گردیده است. نتایج نشان داد که این تجهیز می تواند بارگذاری سیکلیک را اجرا کرده و شاخص نیرو به انرژی 25/0 را ارائه کند. در آینده امکان پذیری این عملگر را در جراحی رباتیک و چیننده های محصولات باغی بررسی خواهد شد.

چکیده هدف از این مطالعه، ارائه‌ی رویکردی برای تشخیص حرکات دست در زمان واقعی است که تنها از یک وب‌کم و نیز فناوری بینایی ماشین استفاده می‌کند و در حقیقت پردازش تصویری است که می‌تواند چندین ژست را برای استفاده در تعامل با رایانه تشخیص دهد. کارکرد این مطالعه نیز شبیه‌سازی یک پیانوی مجازی با استفاده از تشخیص ژست دست و تشخیص حرکات خاص برای هر نت پیانو است. پیاده‌سازی در MATLAB و Visual Studio C++ با استفاده از کتابخانه‌ی OpenCV انجام و مقایسه بین دو پیاده‌سازی صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد پیاده‌سازی با استفاده از کتابخانه‌ی OpenCV سریع‌تر و در بیشتر موارد کارآمدتر از MATLAB است. دقت پیاده‌سازی با استفاده از MATLAB برابر با 86.45% و با استفاده از OpenCV برابر با 92.7% است. از نظر زمانی نیز تشخیص هر ژست دست متناظر با یک نت موسیقی در محیط MATLAB به زمانی حدود 1.39 ثانیه و با کتابخانه‌ی OpenCV به زمانی حدود 1.19 ثانیه نیاز دارد.

چکیده ماشینکاری فوق دقیق به فرآیند ساخت قطعات با دقت بسیار بالا اشاره دارد که در صنایعی مانند هوافضا، پزشکی، اپتیک و الکترونیک که در آن‌ها تلرانس‌های نانومتری، پوشش‌های سطحی ظریف و هندسه‌های دقیق ضروری است، مورد نیاز است. در این پژوهش فرآیند نانوماشین‌کاری آلیاژ نیکل-آهن-کروم چند کریستال با استفاده از روش دینامیک مولکولی بررسی شده است. بررسی تاثیرات پارامتر‌های سرعت برش و عمق براده برداری بر روی این فرآیند به روش سطح پاسخ نشان دهنده این است که با کاهش سرعت برش از 400 تا 10 متر ‌بر ‌ثانیه، عمق براده برداری از 5 تا 5/0 نانومتر مقادیر نیروهای برشی، نیروهای عمودی و تنش ون‌میسز قطعه‌کار به‌ترتیب 9/65، 4/23 و 58/25 درصد کاهش می‌‌یابند. علاوه بر این زمانی که عمق براده برداری 5/0 نانومتر، سرعت برش 10 متر ‌بر ‌ثانیه بود، دما به 82/308 کلوین و نیروهای ماشین‌کاری یعنی نیروهای برشی و نیروهای عمودی به 42/152 و 2/221 (eV/n) رسیده که کمینه شده و حالت بهینه‌سازی شده فرآیند ماشین‌کاری حاصل شده است. درنهایت، تغییرات ساختاری بررسی شده به‌وسیله‌ی تابع توزیع شعاعی نشانگر این است با افزایش سرعت برش از 10 به 400 متر بر ثانیه در عمق براده برداری 75/2 نانومتر، تابع توزیع شعاعی 10 واحد افزایش داشته که تغییرات ساختاری قطعه کار را موجب شده است.

چکیده در این پژوهش تاثیر مقدار منگنز بر ریزساختار و خواص کششی فولادهای دو فازی مورد مطالعه قرار گرفت. در ابتدا سه فولاد کم کربن با کربن و سیلیسیم ثابت و مقدار منگنز متغیر wt.%) 30/76-2/0) به روش ذوب و ریخته‌گری تولید شدند. سپس فولادهای ریختگی در چندین مرحله جهت ایجاد تسمه‌هایی به ضخامت mm2 نورد گرم شدند. برای ایجاد ساختار دو فازی فریتی- مارتنزیتی در فولادها، آنها در سه دمای مخلف 750، 775 و ℃800 به مدت 20 دقیقه تحت فرآیند آنیل بین بحرانی قرار گرفته و سپس در آب سرد کوئنچ شدند. با توجه به متغیرهای دمای آنیل بین بحرانی و مقدار منگنز، نسبت‌های مختلفی از کسر حجمی فازهای فریت و مارتنزیت در فولادها ایجاد شد. به منظور مطالعه نقش منگنز در فولادهای دو فازی، این فولادها تحت مطالعه ریزساختاری و خواص کششی قرار گرفته و ارتباط خواص کششی با ریزساختار تبیین شد. افزایش منگنز در یک دمای آنیل بین بحرانی ثابت به صورت قابل توجهی کسر حجمی مارتنزیت را افزایش داد. این در حالی است که اثرگذاری دمای آنیل بر کسر حجمی مارتنزیت کمتر بود. آزمایش کشش تک محوری بر روی فولادها نشان داد که منگنز با توجه به افزایش کسر حجمی مارتنزیت باعث کاهش انعطاف‌پذیری فولادها می‌شود، در حالی که استحکام آنها را افزایش می‌دهد که البته در این بین تاثیرپذیری استحکام کششی بیش از استحکام تسلیم بود.

چکیده در این پژوهش غشای انتخاب پذیر تبادل کاتیونی ناهمگن بر پایه چارچوب های فلزی آلی (MOF) ساخته شد و برای حذف یون های فلزی سنگین از محلول های آبی در سیستم الکترودیالیز مورد استفاده قرار گرفت. ذرات MIL-101 (Fe) با استفاده از یک روش آسان شیمیایی سنتز شدند و به عنوان ذرات افزودنی به درون ماتریس غشای تبادل یونی معرفی گردید. غشاها در غلظت های مورد نظر از ذرات افزودنی(۰، ۵/۰، ۱، ۵/۱، ۲، ۳ ٪ وزنی) ، به روش قالب گیری محلول ساخته شده و سپس تاثیر نانوذرات افزودنی بر روی ساختار غشا، خواص‌ الکتروشیمیایی، و عملکرد کلی در سیستم الکترودیالیز مورد مطالعه قرار گرفت. ذرات سنتز شده و غشاهای ساخته شده بوسیله آنالیزهای FTIR ، FESEM ، EDX و AFM مورد بررسی قرار گرفتند. تصاویر FESEM و EDX توزیع یکنواخت ذرات MIL-101 (Fe) در ساختار غشا را نشان داد. به کار گیری ذرات MIL-101 (Fe) در ساختار غشاها منجر به افزایش آبدوستی سطحی گردید. محتوای آب غشاهای اصلاح شده در مقایسه با نمونه پایه به طور چشمگیری افزایش یافت. پتانسیل غشا، عدد انتقال و انتخاب پذیری با افزایش غلظت ذرات افزودنی تا ۵/۱ درصد وزنی افزایش یافتند و سپس از مقدار آن ها کاسته شد. غشاهای MIL-101 (Fe) نمایش قابل ملاحظه ای در حذف یون های سرب داشتند، به طوری که نمونه اصلاح شده ۲ درصد وزنی ذرات MIL-101 (Fe) یک افزایش چشمگیر ۱۹۰ درصدی را نسبت به غشای پایه نشان داد. نتایج این مطالعه برای فرایندهای الکتروغشایی به ویژه الکترودیالیز برای تصفیه آب مفید است.

چکیده خرابی مبدل حرارتی E-637 و نیاز به تعمیرات، منجر به آغاز فرآیند بازطراحی این تجهیز شد. در مرحله اولیه، طراحی مخزن غیر دایروی با جدار ضخیم بر اساس تئوری الاستیسیته انجام و با استانداردهای معتبر مورد ارزیابی قرار گرفت. داده‌های مورد نیاز برای تحلیل و بازطراحی از مبدل حرارتی E-637 واقع در پالایشگاه شازند جمع‌آوری شد. مدلسازی تحلیلی و عددی با رعایت الزامات استاندارد و اعمال ساده‌سازی‌های منطقی انجام شد. نتایج شبیه‌سازی‌ها با داده‌های عملی مقایسه و صحت فرآیند تحلیل و طراحی تأیید گردید. پس از اطمینان از صحت طراحی، فرآیند بهینه‌سازی آغاز شد و مدل نهایی مطابق پیکربندی واقعی با ضخامت‌های تئوری تحلیل شد. مطالعات نشان داد که رویکرد ASME در طراحی محافظه‌کارانه عمل می‌کند؛ بنابراین، با بهره‌گیری از شبیه‌سازی عددی و رهنمودهای استاندارد، بهینه‌سازی صورت گرفت. این امر امکان کاهش ضخامت دیواره مخزن را فراهم کرد و در نهایت با استناد به تحلیل‌های فصل ۵ استاندارد، ضخامت‌های اولیه بهینه‌سازی شدند.

چکیده تعلیق فراصوت به‌عنوان یک فناوری پیشرو در جانمایی غیرتماسی ذرات، به دلیل استقلال از خواص فیزیکی ماده و در نتیجه آن کاربردهای گسترده در حوزه‌هایی مانند صنایع داروسازی، میکروالکترونیک و مهندسی شیمی، جایگاه ویژه‌ای در پژوهش‌های نوین یافته است. بااین‌حال، بهره‌برداری بهینه از این فناوری مستلزم شناخت عمیق پارامترهای مؤثر بر پایداری و دینامیک ذرات است. در این مطالعه، تأثیر موقعیت اولیه رهایش ذرات به‌عنوان یک عامل کلیدی، بر رفتار دینامیکی ذرات تعلیق شده در سیستم تعلیق فراصوت مورد بررسی قرار گرفت. فشار آکوستیک در فرکانس ۲۰ کیلوهرتز، با استفاده از شبیه‌سازی چند فیزیکی در نرم‌افزار کامسول مدل‌سازی و رفتار ۲۰ ذره پلی‌پروپیلن (قطر ۳ میلی‌متر، چگالی ۹۱۰ کیلوگرم بر مترمکعب) در موقعیت‌های اولیه مختلف (از 23/0 تا01/8) تحلیل شد. نیروهای درگ، فشارصوتی و گرانش به‌عنوان نیروهای موثر در گپ تعلیق درنظر گرفته شدند. نتایج به‌دست آمده نشان داد، ذرات رهاشده در مجاورت گره فشاری کم‌ترین دامنه نوسانات و کوتاه‌ترین زمان رسیدن به پایداری را تجربه می‌کنند. با افزایش فاصله‌ی محل رهایش اولیه ذرات از گره فشار دامنه‌ی نوسانی و زمان رسیدن به ‌پایداری افزایش پیدا کرده است. تاثیر این عامل بر افزایش زمان پایداری در نقاط نزدیک به بازتابنده نسبت به نقاط نزدیک به مبدل بیش‌تر بوده که به معنی وضعیت پایدارتر ذرات تعلیق شده در این نقاط است. اعتبارسنجی تجربی تطابق قابل‌توجهی با نتایج شبیه‌سازی نشان داد.

چکیده نانوذرات می‌توانند با ارتقای خواص ترموفیزیکی سیالات پایه منجر به افزایش کارایی آن‌ها بویژه در کاربردهای انتقال حرارت شوند. از این‌رو دستیابی به خواص ترموفیزیکی بهینه نانوسیالات از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق، به طراحی و آموزش دو شبکه عصبی مصنوعی (ANN) پیشخور دو لایه جهت پیشگویی ویسکوزیته نسبی و نسبت هدایت گرمایی نانوسیال هیبریدی پایه آبی MWCNT-Y2O3 (با نسبت وزنی نانوذرات 80:20) پرداخته شده است. نمونه نانوسیال های مورد مطالعه، دارای غلظت های حجمی متفاوت (01/0 تا 2/0 درصد) نانو ذرات MWCNT-Y2O3 در سیال پایه بوده و مقادیر ویسکوزیته نسبی و نسبت هدایت گرمایی آنها در دماهای مختلف ˚C25 تا ˚C60) در دسترس بوده است. برای هر ANN طراحی شده به منظور تخمین هر یک از خروجی های ویسکوزیته نسبی و نسبت هدایت گرمایی نانوسیال، نمودارهای رگرسیون متناظر هر دسته از داده های آموزش، اعتبارسنجی و آزمون گویای عملکرد مطلوب شبکه بوده اند. بطوریکه میزان درصدهای خطای نسبی میانگین و بیشینه بدست آمده برای داده‌های آزمون شبکه نظیر خروجی ویسکوزیته نسبی به ترتیب برابر 5120/0 و 5450/2 و نظیر خروجی نسبت هدایت گرمایی به ترتیب برابر 1733/0 و 2874/0 حاصل شده‌اند. هم‌چنین، بر مبنای مدل ایجاد شده یک مسئله بهینه سازی چند هدفه در راستای تعیین همزمان مقادیر کمینه ویسکوزیته نسبی و بیشینه نسبت هدایت گرمایی نانوسیال تعریف شده و با استفاده از روش فرا ابتکاری بهینه سازی چندهدفه ازدحام ذرات (MOPSO) حل شده است و در پی آن مقادیر بهینه توابع هدف و پارامترهای ورودی نظیر و نمودار نقاط بهینه پارتو ترسیم شده است.

چکیده در این پژوهش، رفتار زمانی و استراحت تنش لوله‌های فولادی بدون درز API-X42 تقویت‌شده با کامپوزیت الیاف شیشه مورد مطالعه قرار گرفت تا اثرات وابسته به زمان ‌بر پایداری و ظرفیت باربری سیستم بررسی شود. پوشش کامپوزیتی لایه‌ای E-glass با رزین اپوکسی بر روی ناحیه اتصال لوله‌ها اعمال شد. آزمایش کشش به‌صورت تک‌مرحله‌ای و چندمرحله‌ای با توقف ۱۰ دقیقه‌ای در هر مرحله انجام شد و داده‌های تنش-زمان به‌صورت نرمال شده ثبت گردید. نتایج نشان داد که نرخ پایین پیشروی موجب آزادسازی تدریجی تنش و پایداری طولانی‌تر سیستم می‌شود، در حالی که نرخ‌های بالاتر باعث آزادسازی سریع‌تر تنش‌ها و رسیدن به وضعیت پایدار در مراحل اولیه می‌گردد. همچنین، افزایش تعداد مراحل بارگذاری منجر به کاهش تجمعی تنش و نزدیک شدن رفتار سیستم به حالت شبه‌پایدار شد. در نرخ‌های ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰ میلی‌متر بر دقیقه، مقدار نهایی استراحت تنش به ترتیب 9/8، 7/7 و 4/9 درصد ثبت شد. این یافته‌ها نشان‌دهنده نقش کلیدی ویسکوالاستیسیته رزین و توزیع تنش بین الیاف و فلز در پایداری مکانیکی سیستم است و اهمیت بررسی رفتار زمانی در طراحی و پیش‌بینی عملکرد بلندمدت لوله‌های فولادی تقویت‌شده را تأیید می‌کند. نتایج این پژوهش راهنمایی روشن برای مطالعات آینده ارائه می‌دهد تا تأثیر بارگذاری چندمرحله‌ای و مکانیزم‌های شکست نهایی در سیستم‌های ترکیبی فولاد-کامپوزیت به‌طور جامع بررسی شود.

چکیده نیاز روزافزون به روش‌های تلفیق داده‌ای که بتوانند در برابر خطاها و عدم‌قطعیت‌های موجود در اندازه‌گیری‌ها پایدار مانده و در عین حال از پیچیدگی محاسباتی بالایی برخوردار نباشند، جایگاه ویژه‌ای برای طراحی تخمین‌گرهای مقاوم در سیستم‌های ناوبری دریایی ایجاد کرده است. در این پژوهش، با بهره‌گیری از اصول کنترل‌کننده‌های تناسبی–انتگرالی–مشتقی و ادغام آن‌ها با ساختار فیلتر کالمن استاندارد، یک روش تلفیق مقاوم برای سیستم ناوبری INS/DVL پیشنهاد می‌شود که هدف آن افزایش تحمل‌پذیری نسبت به نامعینی‌های موجود در اندازه گیری‌های سرعت‌سنج داپلری است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های سیستم ناوبری نشان می‌دهد که استفاده از الگوریتم پیشنهادی، دقت و سرعت همگرایی تخمین در فیلتر را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهد و در سناریوهای شامل خطا یا نویز در داده‌های DVL، نسبت به ساختار تلفیقی مبتنی بر فیلتر کالمن استاندارد عملکرد قابل‌اتکاتری ارائه می‌کند. این موضوع نشان می‌دهد که روش پیشنهادی می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای سیستم‌های ناوبری دریایی در محیط‌های عملیاتی واقعی باشد.

چکیده پیشرفت‌های اخیر در نانوفناوری نیاز به روش‌های دقیق و پایدار برای منیپولیشن ذرات زیستی و غیرزیستی را پررنگ کرده است. در این میان، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) به دلیل قابلیت بالای آن در ایجاد تماس کنترل‌شده و ثبت جابه‌جایی‌های بسیار کوچک، یکی از ابزارهای کلیدی محسوب می‌شود. با این حال، پایداری تماس میان نوک سوزن و ذره و جلوگیری از لغزش‌های ناخواسته، به‌ویژه در برخورد با هندسه‌های پیچیده، همچنان یک چالش مهم است. در این پژوهش، یک چارچوب مدل‌سازی دینامیکی همراه با کنترل مبتنی بر مود لغزشی برای بهبود عملکرد AFM در فرآیند منیپولیشن ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان داده است که کنترل‌کننده طراحی‌شده قادر است موقعیت و زاویه سوزن را با دقت بالا پایدار نگه دارد. بررسی سه هندسه ذره شامل کروی، استوانه‌ای و استوانه پخ‌خورده آشکار ساخت که میزان لغزش با پیچیده‌تر شدن سطح افزایش می‌یابد؛ به‌گونه‌ای که ذرات کروی کمترین لغزش (۳.۴٪) و ذرات استوانه پخ‌خورده بیشترین لغزش (۴.۸٪) را ایجاد کردند. همچنین مقایسه سه نوع تیرک نشان داد که تیرک V-شکل با لغزش ۲.۱٪ و کاهش قابل توجه نوسانات زاویه‌ای بهترین عملکرد را داشته است. یافته‌ها نشان می‌دهد که ترکیب مدل‌سازی دقیق و کنترل مبتنی بر مود لغزشی می‌تواند راهکاری مؤثر برای توسعه سیستم‌های AFM و گسترش کاربرد آن در حوزه‌های زیستی و مهندسی بافت باشد.

چکیده فرآیند اصطکاکی اغتشاشی یک روش حالت جامد است که برای اصلاح سطح، بهبود خواص مکانیکی و تولید کامپوزیت استفاده می‌گردد. در این پژوهش به بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر کامپوزیت‌‌سازی سطحی آلیاژ AZ31B/CNT با نانولوله‌های کربنی، به روش فرآیند اصطکاکی اغتشاشی و با استفاده از آنالیز حساسیت سوبل پرداخته شده است. پارامترهای ورودی در این پژوهش، سرعت پیشروی، سرعت چرخش، درصد وزنی نانولوله‌های کربنی و تعداد پاس‌های جوشکاری و همچنین خروجی‌های در نظر گرفته شده شامل سختی و کاهش وزن بوده است. به منظور تحلیل و واکاوی نتایج، از آنالیز حساسیت سوبل برای بررسی تاثیر کیفی و کمی ورودی‌ها بر خروجی‌ها استفاده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که به ترتیب، درصد وزنی نانولوله‌های کربنی، سرعت چرخش، تعداد پاس‌های جوشکاری و سرعت پیشروی بر سختی تاثیرگذار است. همچنین درصد وزنی نانولوله‌های کربنی، سرعت چرخش، تعداد پاس‌های جوشکاری و سرعت پیشروی بر کاهش وزن نیز تاثیرگذار هستند.

چکیده در این مقاله بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر بر فرایند تغییر شکل پلاستیک شدید اکستروژن در کانال‌های زاویه‌دار پیچشی صفحه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا طراحی آزمایش فرایند با استفاده از روش رویه‌پاسخ صورت گرفته است و چهار متغیر ورودی اصلی و اثرگذار روی فرایند تحت عنوان، زاویه‌پیچش، شعاع، زاویه‌کانال و ضریب‌اصطکاک استخراج شده و معادلات رگرسیون هر یک از آن‌ها برای خواص مکانیکی نمونه‌های تولید شده از این روش بدست آورده شده است. با استفاده از آنالیز حساسیت که امروزه در تولید قطعات و صنعت بسیار کاربردی است و با بهره‌گیری از آن می‌شود کیفیت قطعات تولید شده را تا میزان بسیار بالایی بهبود بخشید و هزینه‌های تولید را تا سطح زیادی کاهش داد، اثر متغیرهای ورودی را بر روی کرنش پلاستیک قطعات بررسی شده است. دراین مقاله کرنش میانگین و بیشینه و نیروی بیشینه که تحت تأثیر این متغیرهای ورودی تعریف شده‌اند بااستفاده از روش آنالیز حساسیت آماری ای-فست مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج حاصل از تحلیل انجام شده نشان می‌دهد که کرنش میانگین تنها تحت تأثیر مقادیر زاویه‌ای پیچش و کانال قرار دارد، اما کرنش بیشینه تحت تأثیر ضریب اصطکاک قرار گرفته‌است و یک رابطه‌ی خطی مستقیم با تغییرات آن دارد. نیروی بیشینه نیز در یک حالت متعادل از تأثیر متغیرها قرار گرفته‌است. همچنین اثر کمی مقادیر زاویه پیچش 52% و زاویه کانال 48% بر روی کرنش میانگین و ضریب اصطکاک با میزان 86% و زاویه پیچش با %42 بیشترین تأثیر را بر روی کرنش و نیروی بیشینه گذاشته‌اند.

چکیده منیپولیشن نانو ذرات فرایندی است که در طی آن با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی ذرات در مقیاس میکرو/نانو جابه‌جا می‌شوند و در گستره‌ی کاربردی بسیار زیادی از تولید قطعات تا دنیای پزشکی دارد. در این مطالعه با استفاده از تئوری‌های مکانیک تماس هرتز، جی‌کی‌آر، دی‌اِم‌تی و بی‌سی‌پی و همچنین استفاده از ساختار سلول زیستی دی‌اِن‌اِی با بهره‌گیری از روش اِلمان محدود به کمک نرم‌افزار آباکوس به مطالعه میزان جابه‌جایی، شتاب، نیرو، تنش و سرعت برحسب زمان و جابه‌جایی مولکول دی‌اِن‌اِی بر روی یک صفحه‌ی مبنا و عوامل مؤثر بر آن‌ها پرداخته شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که در تغییر شکل صورت گرفته بین ذرات هدف و نوک کروی سوزن، مدل هرتز کمترین و مدل جی‌کاآر بیشترین تغییر شکل و عمق نفوذ را نشان داده‌اند. با افزایش زاویه‌ی نوک سوزن با محور z، میزان عمق نفوذ و تغییر شکل ایجاد شده بین ذره و صفحه‌ی مبنا کاهش یافته است. همچنین نمودار تغییرات هر یک از پارامترهای مورد مطالعه عوامل مؤثر به ازای 20 میکرومتر جابه‌جایی و20 میلی‌ثانیه زمان برای فرآیند منیپولیشن دی‌اِن‌اِی محاسبه شده است.

چکیده فراماده ها موادی هستند که خواص غیرمعمول از خود نشان میدهند. مواد آکزتیک به عنوان یک دسته از مواد فراماده، ساختارهایی دارای نسبت پوآسون منفی‌اند. این مواد در هنگام اعمال تنش کششی بر خلاف مواد معمول در راستای عمود بر نیروی وارده ضخیم‌تر و هنگام اعمال تنش فشاری نازک‌تر می‌شوند. رفتار آگزتیک یک خاصیت مستقل است که می‌تواند از سطح‌های میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک و حتی سطح‌های ملکولی و سلولی به دست آید. ساختارها و مواد بسیاری با این ویژگی شناخته شده‌اند. این ویژگی منحصر به فرد کاربردهای بالقوه‌ای در زمینه‌های نظامی، هوافضا، پزشکی و سنسورهای هوشمند و بسیاری از صنایع دیگر ایجاد کرده است. با این حال هنوز مشکلات بسیاری برای استفاده گسترده از این مواد وجود دارد. در این مقاله به بررسی جامعی از ساختارها، خصوصیات منحصر به فرد و کاربرد مواد آگزتیک پرداخته شده است. علاوه بر این، برخی از آخرین پیشرفت‌هایی که در مورد این مواد انجام شده است بیان می‌شود. مواد با نسبت پوآسون منفی پتانسیل بسیار زیادی برای استفاده در سازه‌های مختلف مانند سازه‌های سبک و یا کاربردهای بایومتریال دارند.

چکیده در سال‌های اخیر از چسبنده‌های مصنوعی الهام گرفته از موهای پاهای مارمولک در ربات‌های دیوار نورد و گریپرها استفاده شده است. این چسبنده‌ها به عنوان روشی جدید برای جابجایی اشیا تخت در خطوط تولید مورد توجه قرار گرفته‌اند. این روش جابجایی مزایایی مانند مصرف کم انرژی و توانایی جابجایی مواد غیر مغناطیسی بر روش‌های مرسوم جابجایی اشیا تخت دارد. چسبنده‌های جهت‌دار مارمولکی بر اساس مدل چسبندگی اصطکاکی بوده و از ساختارهای نامتقارن، عمدتاً گوه‌ای شکل، استفاده کرده و به صورت جهت‌دار و فقط در یک جهت عمل می‌کنند. در این مقاله، طراحی و ساخت چسبنده مصنوعی مارمولکی با میکروساختارهای هرمی از جنس سیلگارد 184 توصیف شده است. با استفاده از میکرو ساختارهای هرمی امکان عملکرد در جهات مختلف وجود داشته، سطح چسبندگی بین میکرو ساختارهای چسبنده و ماده افزایش می‌یابد و امکان به هم چسبیدگی میکروساختارها چسبنده مارمولکی کاهش می‌یابد. در این پژوهش از روش ماشین‌کاری شیمیایی و میکرولیتوگرافی جهت ساخت قالب ریختگی این میکروساختارها استفاده شده و مراحل آن تشریح می‌شود. عملکرد چسبنده جهت‌دار هرمی پیشنهادی با استفاده از یک مجموعه آزمایشگاهی ارزیابی گردیده و نیروی چسبندگی بر روی مواد مختلف اندازه‌گیری شده است. در این آزمایش‌ها نیروی چسبندگی نرمال با استفاده از نیروی برشی کنترل گردیده است. نتایج آزمایشات نشان‌دهنده میانگین افزایش 30 درصد در چسبندگی نرمال نسبت به میکروساختارهای چسبنده گوه‌ای است.

چکیده پوسته‌های کامپوزیتی به دلیل وزن کم و استحکام زیاد در صنایع متنوعی به‌صورت گسترده استفاده می‌شوند که برای طراحی این سازه‌ها تحلیل‌های مهندسی مختلفی صورت می‌گیرد و یکی از مهم‌ترین مطالعات، بررسی کمانش پوسته‌ها در بار محوری است. هدف این پژوهش بررسی روش همبستگی ارتعاشی بر روی استوانه‌ کامپوزیتی دارای عیب تورق می‌باشد. عیب تورق در شرایط مختلفی در سازه ایجاد می‌شود و تاثیر زیادی بر استحکام استوانه می‌گذارد. لذا در پژوهش حاضر ابعاد و تعداد مختلف تورق در نمونه‌های متنوعی تحت روش همبستگی ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش از الیاف کربن T300 برای تقویت‌کننده و از رزین گرما سخت LY556 برای زمینه استفاده شد. هاردنر و شتاب‌دهنده ترکیب شده با رزین در این پژوهش به ترتیب HY917 و DY70 می‌باشند. لایه چینی در نمونه‌ها با زوایای [55 90 90 55] به روش رشته پیچی انجام گرفت که با استفاده از ورق تفلون بین لایه‌های ۲ و ۳ عیب تورق مصنوعی ایجاد شد. نمونه‌های ساخته شده در نیروهای فشاری مختلف تحت آزمون مودال قرار گرفتند و سپس به روش آزمون مخرب کمانشی بار بحرانی نمونه‌ها بدست آمد. با استفاده از نرم‌افزار مدل‌سازی عددی به‌صورت تحلیل خطی و غیرخطی بار بحرانی کمانش و فرکانسی طبیعی در بارهای محوری فشاری مختلف محاسبه شده و با نتایج تجربی مقایسه شدند. روش همبستگی ارتعاشی با نتایج تجربی و مدل‌سازی عددی غیرخطی در نمونه‌های بدون عیب با دقت 3 درصد توانست بار بحرانی کمانش را پیش‌بینی کند اما در نمونه‌های دارای عیب تورق دقت این روش بسیار کم بود.

چکیده ربات‌های متحرک چرخ‌دار با توجه به مزایایی نظیر فضای کاری وسیع‌تر، متحرک بودن و قدرت مانور بالاتر، دارای کاربرد فراوانی هستند. همچنین هوشمندسازی ربات‌های متحرک برای انجام حرکت خودگران یکی از زمینه‌های مورد علاقه محققان علم رباتیک می‌باشد. در این مقاله ردیابی مسیر مشخص ربات متحرک هوشمند بر سطح شیبدار با استفاده از کنترل کننده غیرخطی مود لغزشی مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا معادلات دینامیک غیرخطی ربات متحرک چرخ‌دار بر روی سطح شیبدار با استفاده از روش نیوتن-اویلر استخراج شده است. سپس یک بلوک کنترل کننده غیرخطی چندمرحله ای به منظور ردیابی مسیر ارایه گشته است. کنترل کننده، مقادیر سرعت ربات برای یافتن موقعیت ربات را تعیین کرده و سپس با فرض نامعینی‌های پارامتری در مدل دینامیک، از یک کنترل‌کننده مدلغزشی برای ردیابی مسیر مطلوب ربات استفاده شده است. شبیه‌سازی‌های متنوعی به منظور صحت‌سنجی روش کنترلی ارایه گشته، که نتایج قابلیت و کارایی روش پیشنهاد شده را نشان می‌دهد.