مکانیک مواد پیشرفته و هوشمند

چکیده به طور کلی، هر سلول طبیعی بدن انسان، که مشتمل بر قسمت‌های مختلفی همچون هسته، غشاء سلولی و نانوالیاف پروتئینی می‌باشد، دارای سختی و استحکام مکانیکی مشخصی است. هرگونه تغییر محسوس در این استحکام، نشان از یک بیماری دارد. یکی از راه‌های تشخیص بیماری‌های مختلف همچون سرطان در سلول های طبیعی بدن انسان، سنجش میزان تغییرات رخ داده در خواص مکانیکی آن‌ها می‌باشد. در مقالۀ حاضر، مشخصات مکانیکی شامل مدول الاستیسیته و نیروی چسبندگی سلول Ago-1522 که از سلول‌های طبیعی پوست محسوب می‌شود، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی JPK (ساخت کشور آلمان) نوع نانوویزارد 3، در هر دو مد نفوذی و بازگشتی و در دمای 37 درجۀ سیلسیوس به دست آمده‌اند. بر اساس نتایج مدول الاستیک، میانگین برای سلول موردنظر در مد نفوذی (به عنوان مد معتبر در گزارشات) معادل 4/577 پاسکال می‌باشد. نیروی چسبندگی نیز در مد بازگشتی معادل نیوتن می‌باشد. براساس تصاویر تهیه شده از سطح سلول با میکروسکوپ نیروی اتمی، حداکثر ارتفاع آن 4/0 میکرومتر می‌باشد.

چکیده در این مقاله سیستم رانش هیدرومغناطیسی با در نظر گرفتن کاربرد دریایی مورد توجه قرار می‌گیرد. چنانچه کانال جریان سیال رسانایی تحت اثر میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی عمود بر جریان سیال قرارگیرد، تحت اثر متقابل جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی، نیرویی در جهت حرکت جریان سیال تولید شود که اساس عملکرد سیستم‌های رانش هیدرومغناطیسی محسوب می‌شود. سیستم‌های هیدرومغناطیسی دارای کاربردهای متنوعی هستند که از مهمترین کاربردهای آن می‌توان به سیستم انتقال فلزات مذاب، پمپ‌های کوچک هیدرومغناطیسی و سیستم رانش دریایی اشاره نمود. لذا در این تحقیق، مروری بر ادبیات موضوع سیستم رانش هیدرومغناطیسی با کاربرد دریایی انجام شده و 70 مرجع معتبر علمی در این زمینه مطالعه و ارایه می‌شود. انواع تقسیم بندی سیستم رانش هیدرومغناطیسی بر اساس موقعیت نصب، نوع میدان الکتریکی، نوع مجرای سیال و ... ارایه می‌شود. محدوده عملکردی سیستم رانش هیدرومغناطیسی برای انواع شناورهای سطحی و زیرسطحی ارایه می‌شود. این مقاله می‌تواند مبنایی برای تحقیقات آینده بر سیستمهای رانش هیدرومغناطیسی باشد.

چکیده مکس فازها ترکیبات جدیدی هستند که علاوه بر خواص سرامیک‌ها، خواص فلزی نیز داشته و مطالعاتی زیادی را به خود اختصاص داده‌اند. هدف از این پژوهش، بررسی روش آلیاژسازی مکانیکی و فرآیند تف جوشی جرقه پلاسما و تاثیر آن بر ترکیبات حاصل از سیستم پودری سه تایی Ti-Si-Cمی‌باشد. برای انجام پژوهش ابتدا مخلوط پودری Ti، Si وC با نسبت استوکیومتری مطابق با ترکیب شیمیایی Ti3SiC2 توسط آسیای سیاره ای پرانرژی با نسبت گلوله به پودر 20 به 1 و سرعت 360 دور بر دقیقه آسیاکاری شد. برای بررسی پایداری حرارتی فازهای تشکیل شده و تعیین مکانیزم واکنش‌ها، نمونه 20 ساعت آسیاکاری شده تحت آنالیز DTA قرار گرفت. سپس برای بررسی پیک های بدست آمده در حین آنالیز DTA، نمونه 20 ساعت آسیاکاری شده در دمای Cº 1200 و Cº 1400 تحت عملیات حرارتی آنیل 1 ساعته قرارگرفت. جهت شناسایی فازی نمونه از الگو پراش اشعه ایکس و بررسی ریزساختاری از SEM/EDS استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش زمان آسیاب کاری نه تنها خلوص Ti3SiC2را بالا نمی برد بلکه باعث ایجاد ناخالصی و فازهای کاربیدی عمدتا TiC و SiC می‌شود. اما عملیات حرارتی آنیل در دمای Cº 1200 سبب افزایش خلوص Ti3SiC2 می‌شود. مکانیزم سنتز رخ داده در سیستم 3Ti-Si-2C بدین صورت است که ابتدا TiC تشکیل شده و گرمای آن سبب اختلاط بیشتر و تشکیل مذاب Ti و Si می‌شود. با ادامه فرایند TiC با مذاب Ti-Si واکنش داده و Ti3SiC‌2 تشکیل می‌شود.

چکیده در این مقاله، با استفاده از روش تحلیل حساسیت سوبول که مبتنی بر واریانس است، به بررسی 11 فاکتور تأثیرگذار بر روی بهینه‌سازی مسیر بارگذاری فرایند هیدروفرمینگ پرداخته شده است. سپس امکان‌سنجی و صحت‌سنجی نتایج با روش‌های دیگر بهینه‌سازی مانند اجزای محدود و همچنین روش تجربی گزارش شده است. فاکتورهای ورودی شامل، فشار انبساط، فشار نهایی، زمان تسلیم، زمان انتهای انبساط، جابه‌جایی میانی سنبه محوری، جابه‌جایی نهایی سنبه محوری، زمان جابه‌جایی میانی سنبه محوری، موقعیت اولیه سنبه متقابل، موقعیت نهایی سنبه متقابل، زمان شروع حرکت سنبه متقابل و زمان توقف سنبه متقابل در نظر گرفته شده‌اند، سپس تأثیر هر یک از آن‌ها بر روی ضخامت کمینه و ارتفاع بیشینه در مسیر بارگذاری فرایند هیدروفرمینگ برای تولید اتصالات T به تفضیل مورد بررسی و گزارش قرار داده شده است.اندازه مقادیر بهینه از نظر کمی و کیفی برای هر 11 فاکتور ورودی به‌ دست آمده و براساس مسیرهای بارگذاری محاسبه شده‌ اند.

چکیده گسترش استفاده از سازه‌های سبک وزن و انعطاف‌پذیر در صنایعی مانند هوافضا و استفاده روز افزون از ورق‌های نازک در این سازه‌ها که به سادگی در جریان‌های سریع هوا دچار فلاتر و ناپایداری می‌گردند، استفاده از روش‌های کنترل فعال و غیر فعال برای کنترل فلاتر را گریز ناپذیر نموده است. در پژوهش حاضر، با بررسی معادلات حاکم و به کارگیری روش SOF (فیدبک خروجی استاتیک)، سعی شده است حسگرهای ارتعاش را برای نزدیک‌ترین عملکرد به کنترل‌کننده LQR جایابی نماییم. برای این کار، یک ورق مستطیلی که در معرض جریان سوپرسونیک قرار دارد، در نظر گرفته شده و برای کنترل ارتعاشات ورق از یک وصله پیزوالکتریک استفاده شده است. برای شبیه سازی ورق از تئوری ون کارمن و تئوری ورق نسبتاً ضخیم میندلین، و برای مدلسازی جریان هوا تئوری مرتبه اول پیستون به کار گرفته شده است. معادلات حرکت با استفاده از روش لاگرانژ و تقریب میدان جابجای توسط سری‌های توانی محدود بدست آمده‌اند. سپس معیاری برای یافتن نقاطی که ترکیب فیدبک جابجایی آنها می‌تواند نزدیکترین عملکرد کنترلی را در مقایسه با کنترلر LQR ایجاد نماید، ارائه شده است. در نهایت با شبیه سازی عددی کارایی معیار بدست آمده مورد ارزیابی و تأیید قرار گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که با فیدبک ترکیب مشخصی از جابجایی نقاط خاصی از ورق می‌توان فلاتر ورق را در سرعت‌هایی بیش از دو برابر سرعت بحرانی ورق نیز به شکل مؤثری کنترل نمود. این روش با وجود حذف تخمینگر متغیرهای حالت، عملکردی قابل مقایسه با کنترلر LQR ارائه می‌دهد.

چکیده در این مقاله، تحلیل خمش میکرو تیر ساخته شده از مواد تابعی مدرج روی بستر الاستیک با استفاده از تئوری گرادیان کرنش با بکارگیری مدل تیر اویلر- برنولی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا با استفاده از مفروضات تئوری الاستیسیته ی گرادیان کرنش و اصل همیلتون پس از مشخص نمودن ترمهای انرژی پتانسیل سازه و کار نیروی خارجی، معادلات حرکت بدست آورده شده است. از آنجا که حل تحلیلی معادلات مذکور امکانپذیر نبوده است برای حل آنها از روش عددی دیفرانسیل مربعی تعمیم یافته در شرایط مرزی تکیه گاه ساده استفاده شده است. پس از آن به منظور اعتبار سنجی، از مقایسه نتایج بدست آمده با مراجع معتبر دیگر از صحت کار نیز اطمینان کافی حاصل شده است. در ادامه اثر پارامترهای مختلف از قبیل ضریب مقیاس طول و ضریب اندیس توانی ماده مدرج تابعی و ضرایب بستر الاستیک بر خیز تیر مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

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.