مکانیک مواد پیشرفته و هوشمند

چکیده در این پژوهش، معادله مشخصه فرکانسی برای برخی از تیرهای غیر یکنواخت و همگن بر اساس تئوری تیر اویلر-برنولی به صورت تحلیلی بسته ارایه شده است. تیر در دو انتها حامل اجرام با حروج از مرکز، ممان اینرسی جرمی و قیود الاستیکی خطی و چرخشی است. از اینرو معادله مشخصه تحلیلی بسته قابلیت ارایه پارامتر های فرکانسی را برای طیف وسیعی از شرایط مرزی غیرکلاسیک ، را داراست. حل معادله دیفرانسیل حاکم و به کارگیری شرایط مرزی منجر به حل یک مسئله مقدار ویژه می گردد. از آن جایی که تیر غیر یکنواخت است حل دقیق معادله دیفرانسیل حاکم منوط به یافتن حل تحلیلی بسته برای خیز تیر می باسد. لذا نوع محدودی از تیرهای غیر یکنواخت قابلیت حل دقیق را دارا هستند. به منظور صحت سنجی و دقت روابط ارایه شده، نتایج حاصل از روش ارایه شده در این پژوهش با نتایج موجود برای تیرهای یکنواخت مقایسه شده است. همچنین شکل مودهای خیز نیز برای یک نمونه تیر آورده شده اند.

چکیده در مقاله حاضر، کمانش نانو ورق‌های تابعی مدرج مستطیلی با در نظر گرفتن اثر سطح بررسی شده است. به منظور تعریف خواص مواد از مدل موری-تاناکا بهره برده شده است که بر اساس این مدل خواص به طور پیوسته در راستای ضخامت تغییر می‌کند. میدان جابجایی با استفاده از تئوری‌های تغییر شکل برشی اصلاح‌شده بدست آمده‌اند که در این تئوری‌ها بر خلاف تئوری کلاسیک ورق‌ها اثر اینرسی دورانی و تغییر شکل‌های برشی عرضی در نظر گرفته شده است. جهت در نظر گرفتن اثرات مذکور از توابع مختلف مانند توابع نمایی، مثلثاتی، هایپربولیکی و پارابولیکی در راستای ضخامت بهره گرفته شده است. برای در نظر گرفتن اثرات غیر محلی و اثرات سطح به ترتیب از تئوری‌های الاستیسیته‌ی غیر محلی و تئوری الاستیسیته‌ی سطح استفاده شده است. معادلات حاکم بر حرکت با استفاده از اصل همیلتون بدست آمده‌اند و از روش حل گلرکین جهت حل این معادلات استفاده شده است. برای بررسی صحت نتایج به دست آمده، نتایج حاصل از این تحقیق با نتایج منتشر شده در مقالات معتبر مقایسه شده است. درانتها اثر پارامتر‌های مرتبط با اثر سطوح مانند تنش باقیمانده سطح، ثوابت الاستیسیته‌ی سطح و همچنین پارامتر‌هایی مانند نسبت ضخامت به طول، نسبت عرض به طول، اندیس توانی، پارامتر غیر محلی بر روی بار بحرانی کمانش سیستم بررسی می گردد.

چکیده ربات تراکتور-تریلر به عنوان یک زیر مجموعه از دسته ربات‌های متحرک در دهه‌های گذشته به‌صورت گسترده‌ای در طیف وسیعی از انواع کاربردهای مختلف از جمله مأموریت‌های نظامی و غیرنظامی به علت مزایایی چون فضای کاری وسیع‌تر، قدرت مانور بالات و حمل بار مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از چالش های اصلی در کنترل سرعت ربات تراکتور-تریلر، دینامیک محرک های تراکتور می باشد. در این مقاله به منظور تکمیل مدل‌سازی پس از بررسی معادلات سینماتیک و دینامیک حاکم بر ربات تراکتور-تریلر، با در نظرگیری دینامیک چرخ‌های تراکتور به ارائه دینامیک کوپله شده پرداخته شده است. در ادامه با استفاده از دینامیک ارائه شده به طراحی یک کنترل‌کننده مناسب به منظور کنترل سرعت ربات برای دستیابی به مقدار مطلوب و همچنین کنترل موقعیت برای به صورت نقطه به نقطه پرداخته شده است. در پایان با انجام شبیه‌سازی‌های مختلف، کارایی و عملکرد روش پیشنهادی در مدل‌سازی دینامیک و کنترل ربات تراکتور-تریلر نشان داده می‌شود.

چکیده فرایند کشش عمیق یکی از پرکاربرترین روش‌های شکل‌دهی فلزات بوده که به صورت گسترده در تولید انبوه قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. پدیدۀ گوشواره‌ای‌شدن همواره از عیوب مطرح، در فرایندهای کشش عمیق بوده که موجب افزایش دورریز مواد و کاهش سرعت تولید قطعات می‌گردد. این پدیده در اثر ناهمسانگردی صفحه‌ای حاصل از عملیات نورد سرد ایجاد می‌شود. یکی از روش‌های کاهش عیب گوشواره‌ای، بهینه‌سازی بلانک اولیه است. در این مقاله، روشی برای بهینه‌سازی بلانک ‌اولیه و به‌منظور کاهش عیب گوشواره‌ای در فرایند کشش عمیق مقاطع مربعی ارائه شده است. برای این منظور، بلانک اولیه از جنس فولاد SAE 1015 در نرم‌افزار آباکوس شبیه‌سازی شد. در ادامه با به‌کارگیری تابع هدف مشخص، بلانک اولیه به‌صورت شعاعی در مسیرهای مشخصی بهینه شد. با شبیه‌سازی مجدد بلانک بهینه و بررسی پارامترهایی همچون؛ تغییرات ضخامت، توزیع تنش و تغییرات کرنش، مشخص شد که در صورت استفاده از بلانک‌ بهینه، عیب گوشواره‌ای به طرز چشم‌گیری کاهش می‌یابد.

چکیده سوراخ‌کاری یکی از مرسوم‌ترین روش‌ها در هنگام عمل جراحی بر روی استخوان انسان با هدف ثابت نگه داشتن استخوان‌های شکسته شده در کنار هم می‌باشد. به جهت پیچیدگی ماده تحت فرایند ماشین‌کاری و حساسیت فرایند، یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین روش‌های مکانیکی در حوزه مهندسی پزشکی است. ایجاد ترک، شکست و آسیب جدی به بافت استخوان مشکلی است که ممکن است با افزایش نیروهای ماشین‌کاری در حین عمل‌های ارتوپدی به وجود آید. در این مقاله یک معادله خطی رگرسیون مرتبه دوم به‌منظور پیش‌بینی رفتار نیروهای سوراخ‌کاری برحسب سرعت پیشروی، سرعت دورانی ابزار، قطر مته و برهم‌کنش‌های مؤثر آن‌ها ارائه شد. همچنین برای بررسی میزان اثرگذاری هریک از پارامترها، از روش آنالیز حساسیت ای-فست استفاده گردید. مطابق با نتایج به دست آمده سرعت دورانی مته با 57 درصد تأثیر، اثرگذارترین پارامتر ورودی بر نیروهای سوراخ‌کاری استخوان است. پس‌ازآن نرخ پیشروی با 23 درصد و عمق برش با 20 درصد پارامترهای مؤثر بر نیرو در فرآیند سوراخ‌کاری استخوان هستند.

چکیده ترموسیفون‌ها برای بهبود انتقال حرارت در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. از جمله مزیت‌های آن‌ها، قابلیت هدایت حرارتی بالا، انتقال حرارت هم دما، قابلیت اطمینان بالا، تعمیرات و نگهداری آسان و غیره است. از کاربردهای ترموسیفون می‌توان به تهویه‌مطبوع، خنک‌کاری قطعات الکترونیکی و غیره اشاره کرد. در بررسی‌های صورت‌گرفته بر روی عملکرد حرارتی ترموسیفون‌ها مشخص شده است که نوع سیال عامل از اهمیت زیادی برخوردار است. به همین منظور در این تحقیق، رفتار حرارتی ترموسیفون با استفاده از دو سیال عامل مختلف به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ترموسیفون مورد اشاره با استفاده از لولة مسی با قطر خارجی mm 22، قطر داخلی mm 20 و طول mm 1000 ساخته شده است. آزمایش‌ها با استفاده از دو سیال عامل آب دیونیزه و متیل استات، با سه نسبت پرشدگی مختلف %55، %70 و %85 و همچنین در بارهای حرارتی متغیر از 50 تا W 300 و به فاصله W 50 صورت پذیرفته‌اند. نتایج تجربی آزمایش‌ها نشان داد که این ترموسیفون در نسبت پرشدگی %70 از هر دو سیال عامل مقاومت حرارتی کمتری داشته است. همچنین مشخص گردید که متیل استات در حدود 20 تا 50 درصد نسبت به آب دیونیزه عملکرد حرارتی بهتری داشته است.

چکیده با در‌نظر‌گرفتن تغییر شکل‌های پلاستیکی احتمالی برای فلزاتی چون فولاد حین محاسبات طراحی‌، مصرف فلز در عمل کاهش می‌یابد. به‌طور‌کلی، عناصر سازه‌ای با بارهای سنگین، مانند پوسته‌های سازه‌های ساختمانی، موشک‌ها، راکتورهای شیمیایی، لوله‌های دیواره نازک و سایر سازه‌ها، با استفاده از روش‌های محاسباتی طراحی می‌شوند که به‌منظور طراحی درست و علمی بایستی تغییر شکل‌های پلاستیکی در آنها درنظر گرفته شوند. جوش لیزری یکی از مهم ترین و حساس ترین انواع جوش در فلزات محسوب می شود که کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد. در مقاله اخیر، اثرات پردازش لیزر بر استحکام صفحات فولادی و میزان مقاومت آنها در برابر بار خمشی ناشی از تابش لیزر مورد‌بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایش‌های خمشی و شبیه‌‌سازی رایانه‌ای تغییر شکل الاستوپلاستیک نشان می‌دهند که ورق فولادی با کربن st37 تحت پردازش لیزر موضعی با ذوب سطحی ناشی از افزایش مقاومت مکانیکی می‌تواند به‌عنوان جایگزینی مناسب برای الیاژهای مقاوم‌تر و البته گران‌تر در مصارف صنعتی و نظامی پیشرفته استفاده شود.