مکانیک مواد پیشرفته و هوشمند

چکیده کریستال‌های فونونیک مواد پیشرفته ای هستند که از چیدمان متناوب یک یا چند ماده آخال در یک ماده زمینه متفاوت به وجود می آیند. در این پژوهش اثر پارامترهای ابعادی آخال بر شکاف نواری پلیت کریستال فونونیک تنگستن-لاستیک بررسی شده است. شکل آخال مورد بررسی استوانه توخالی و نوع شبکه مربعی است. تحلیل ساختار فوق بر اساس روش اجزا محدود و به کمک نرم افزار کامسول انجام شده است. ساختارهای نواری کریستال های فونونیک فوق با شکل آخال استوانه ای برای 10 ابعاد متفاوت آخال (قطر داخلی و خارجی استوانه توخالی) بدست آمده است. نتایج نشان داد که برای دستیابی به پهن ترین شکاف نواری باید قطر خارجی و داخلی استوانه به ترتیب 4.5 و 3.77 میلی متر باشد. در این حالت شکاف نواری تقریبا از فرکانس 281.5 تا 1076.5 هرتز قابل دستیابی است و پهنای کل شکاف نواری 795 هرتز است.

چکیده در این پژوهش تجربی، تأثیر پارامترهای ماشین‌کاری بر زبری سطح استخوان در فرایند سنگ‌زنی بررسی شده است. سنگ‌زنی استخوان روشی پرکاربرد در جراحی‌های مغز، اعصاب و برداشت خار پاشنه محسوب می‌شود. باوجود استفاده از دستگاه‌های CNC و سامانه‌های رباتیک در این حوزه، انتخاب پارامترهای بهینه جهت دستیابی به کیفیت سطح مناسب، همچنان یک چالش اساسی است. در این تحقیق، نمونه‌هایی از استخوان قلم گاو تحت آزمایش قرار گرفتند. چهار پارامتر شامل سرعت دورانی، نرخ پیشروی، عمق برش و قطر ابزار مورد بررسی قرار گرفتند. به‌منظور تحلیل حساسیت زبری سطح نسبت به این پارامترها، از روش سوبول با کدنویسی در محیط پایتون استفاده شد. سپس، تحلیل نتایج و بهینه‌سازی شرایط فرایند با بهره‌گیری از روش سطح پاسخ در نرم‌افزار مینی تب انجام پذیرفت. نتایج نشان دادند که قطر ابزار، عمق برش و جهت استئون بیشترین تأثیر را بر زبری سطح دارند. مقدار بهینه زبری برابر با ۴۷/۱ میکرون، در شرایطی شامل سرعت دورانی ۳۰۰۰ دور بر دقیقه، نرخ پیشروی ۶۰ میلی‌متر بر دقیقه، عمق برش ۱/۰ میلی‌متر، قطر ابزار ۸ میلی‌متر و جهت عرضی استئون حاصل شد. تحلیل حساسیت نیز نقش غالب قطر ابزار در هر دو جهت استئون را تأیید کرد.

چکیده در تحقیق حاضر، تحلیل ویژگی‌های ارتعاشی یک ورق ساندویچی سه لایه با هسته آگزتیک تحت نیروی آیروالاستیک در شرایط مرزی ساده مورد بررسی قرار گرفته است، که در این ورق ساندویچی لایه وسط یا به اصطلاح هسته مرکزی از ساختار آگزتیک و لایه‌های بالایی و پایینی از جنس ماده ایزوتروپیک تشکیل گردیده است و ورق ازیک‌طرف تحت نیروی آیروالاستیک قرار دارد. به‌منظور کاهش شدت ارتعاش سازه، ورق به‌وسیله نانولوله‌های کربنی تقویت شده است. جهت تحلیل و مدل‌سازی ارتعاش ورق، از تئوری برشی اصلاح‌شده و نیروی آیرودینامیکی وارده از سمت جریان هوا بر روی ورق با فرض تئوری پیستون مرتبه اول در نظر گرفته شده است. با استفاده از اصل همیلتون، معادلات حاکم بر رفتار ارتعاشی ورق ساندویچی به‌دست‌آمده است و برای حل معادلات از روش باقیمانده وزنی گلرکین استفاده شده است. برای نشان دادن اعتبار روابط حاصله و روش حل ارائه‌شده، نتایج این تحقیق با نتایج منتشرشده در مقالات معتبر و نتایج حل عددی با استفاده از روش اجزا محدود به کمک نرم‌افزارهای تجاری مقایسه شده است. نهایتاً تأثیر پارامترهای مختلف مانند ابعاد هندسی ورق ساندویچی، ابعاد هسته آگزتیک، فشار آیرودینامیکی و کسر حجمی نانولوله کربنی بر ارتعاش سازه مورد بررسی و تجزیه‌وتحلیل قرار گرفته است.

چکیده در این مقاله یک تحقیق درباره فرآیند سخت کاری القائی روی قطعه مشعلی پلوس خودروی ساینا مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای ورودی مورد بحث در این مقاله شامل توان القائی، زمان سخت کاری و فشار سیال خنک کاری می باشند و در پارامتر خروجی، میزان سختی سطح و عمق نفوذ سختی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از جدول طراحی آزمایش استخراج شده از نرم افزار مینی تب و آنالیزهای انجام شده با روش سطح پاسخ، معادلات ریاضی و آماری حاکم بر فرآیند استخراج گردید و با استفاده از جدول آنالیز واریانس پارامترهای غیرموثر فرآیند حذف شده و معادله رگرسیون نهایی، نمودار پرتو و سایر اطلاعات مورد نیاز استخراج گردید. سپس بهینه سازی فرآیند مطابق مقادیر مورد نظر برای دستیابی به میزان مطلوب سختی سطح و عمق نفوذ سختی با ارائه محدوده مناسب تنظیمات توان القائی، زمان القائی و فشار سیال خنک کاری انجام گردید که این مورد به کاهش تست های مخرب و افزایش اطمینان کیفیت قطعات کمک می کند.

چکیده ورود هوا به سامانه‌های انتقال توان هیدرولیکی، چالشی بنیادین در ماشین‌های ثابت و متحرک به شمار می‌رود. از آنجا که، روش‌های متداول هواگیری برخط سامانه‌های انتقال توان هیدرولیکی، با محدودیت‌های عملکردی مواجه‌اند، این پژوهش با هدف طراحی، ساخت و بهینه‌سازی یک واحد جداساز هوا-روغن انجام گردید. به منظور شبیه‌سازی جریان آشفته، و ساز و کار فیزیکی جداسازی هوا از روغن، یک مدل عددی سه‌بعدی دوفازی، مبتنی بر ترکیب رویکردهای حجم سیال (VOF) و فاز گسسته (DPM)، توسعه یافت. برای اعتبارسنجی مدل عددی، یک مدار هیدروپنوماتیک آزمایشگاهی، طراحی و ساخته شد. مقایسه‌ی میان نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های تجربی، با نتایج عددی، حاکی از اختلافی معادل، 2/5 درصد برای راندمان جداسازی، و 5/6 درصد برای افت فشار، بود. این امر، اعتبار مدل را برای تحلیل متغیرهای مؤثر بر عملکرد واحد جداساز هوا-روغن تایید کرد. نتایج نشان داد که راندمان جداسازی، رفتاری غیرخطی دارد و محدوده‌ی سرعت بهینه 5/3 تا 5/5 متر بر ثانیه، توازنی میان راندمان بالا (90-5/87%) و افت فشار مناسب (1150-735 پاسکال)، برقرار می‌سازد. علاوه بر این، تحلیل هندسی واحد جداساز، بازه‌های بهینه‌ی کمیت‌های کلیدی را مشخص نمود. بر این اساس، مقادیر بهینه‌ی شیب بخش مخروطی (5-6 درجه)، قطر بخش استوانه‌ای (36-40 میلی‌متر) و قطر خروجی هوا (18 میلی‌متر)، به ترتیب، به راندمان‌هایی معادل، 89%، 90% و 90%، منجر شدند. بر این اساس، با انتخاب پارامترهای هندسی مناسب، می‌توان به توازنی مؤثر میان راندمان و مصرف انرژی در واحد جداساز هوا-روغن دست یافت که پیاده‌سازی آن، ارتقای قابلیت اطمینان و عمر مفید سامانه‌های هیدرولیکی را به همراه خواهد داشت.