سازه
علیرضا زارع زاده؛ محمدحسین علایی؛ محسن حیدری بنی؛ علی داور؛ جعفر اسکندری جم
چکیده
فرایند رشته‌پیچی، یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین فرآیندهای فرایندهای ساخت سازه‌های کامپوزیتی برای دستیابی به مقاومت و استحکام بالا است. در این فرآیند فرایندرشته‌پیچی، پارامترهای مهمی هم‌چون کشش الیاف، نحوه پیچیدن الیاف، اثر لایه‌چینی، زاویه پیچش، الگوی پیچش الیاف، نوع مواد مناسب پیچش و غیره وجود دارد که می‌توانند نقش بسزایی ...
بیشتر
فرایند رشته‌پیچی، یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین فرآیندهای فرایندهای ساخت سازه‌های کامپوزیتی برای دستیابی به مقاومت و استحکام بالا است. در این فرآیند فرایندرشته‌پیچی، پارامترهای مهمی هم‌چون کشش الیاف، نحوه پیچیدن الیاف، اثر لایه‌چینی، زاویه پیچش، الگوی پیچش الیاف، نوع مواد مناسب پیچش و غیره وجود دارد که می‌توانند نقش بسزایی در استحکام سازه، نقش به‌سزایی داشته باشند. در این راستا، الگوی پیچش، کمتر از دیگر پارامترها، مورد بررسی محققین محققان قرار داشته گرفته است. بر این اساس، در این تحقیق، تأثیر الگوی پیچش الیاف بر آستانه تحمل فشار هیدرواستاتیک استوانه شیشه اپوکسی، مورد بررسی قرار گرفتهشده است. برای این منظور، ابتدا با چهار الگوی مختلف پیچش، لوله‌هایی به روش رشته‌پیچی با استفاده از الیاف شیشه و رززرین اپوکسی با چیدمان 54± ساخته و تحت آزمون هیدرواستاتیک با فشارهای داخلی 5 تا 50 بار قرار گرفته شد و میزان جابه‌جایی شعاعی در وسط قطعه به روش تجربی اندازه‌گیری شده است. در ادامه، میزان جابه‌جایی شعاعی لوله‌ها، ناشی از فشار داخلی لوله‌ها، با استفاده از تحلیل عددی نیز مدل شده و با نتایج تجربی مقایسه شده است. همچنین، برای صحه‌گذاری بر نتایج تجربی و عددی، از روابط تحلیلی نیز استفاده شده و نتایج آن با تحلیل‌های تجربی و عددی مورد مقایسه قرار گرفته است. تمامی نتایج در یک بازه قابل قبول قرار گرفته و نشان داد که الگوی پیچش با بافت ریزتر، استحکام فشاری بالاتری دارد. همچنین، نتایج شبیه‌سازی، تطابق خوبی با نتایج تجربی نشان دادداشته است
سازه
حسن ناصح؛ حدیثه کریمایی؛ محمد لسانی
چکیده
در این مقاله به بهینه‌سازی سازهای کپسول فضایی با تقریب یک پوسته استوانهای جدار نازک با طول مشخص و تحت نیروی محوری فشاری و فشار جانبی ثابت پرداخته شده است. متغیرهای طراحی شامل قطر بیرونی و ضخامت استوانه است. اهداف بهینه‌سازی، کمینهسازی جرم و بیشینهسازی فرکانس مود اول ارتعاشاتی استوانه است. قیود طراحی شامل ضریب بار کمانش ...
بیشتر
در این مقاله به بهینه‌سازی سازهای کپسول فضایی با تقریب یک پوسته استوانهای جدار نازک با طول مشخص و تحت نیروی محوری فشاری و فشار جانبی ثابت پرداخته شده است. متغیرهای طراحی شامل قطر بیرونی و ضخامت استوانه است. اهداف بهینه‌سازی، کمینهسازی جرم و بیشینهسازی فرکانس مود اول ارتعاشاتی استوانه است. قیود طراحی شامل ضریب بار کمانش (ضریب اطمینان کمانش) بالای 1.5 و تنش فونمیسز زیر 100 مگاپاسکال است. در این مقاله، ابتدا با توجه به حدود مجاز متغیرهای طراحی، یک طراحی آزمایش و سپس تحلیل حساسیت صورت پذیرفته تا میزان حساسیت توابع هدف و قیود نسبت به متغیرهای طراحی بررسی شود. بعد از حل عددی مقادیر خروجی به کمک نرم‌افزار انسیس و تهیه سطح پاسخ، نقطه بهینه طراحی به کمک الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک دو هدفه شناسایی شده است. در ادامه، با شبیه‌سازی عددی نقطه بهینه، صحت مقادیر به دست آمده از روش سطح پاسخ بررسی شده و دقت آنها تایید شده است. نتایج نشان می‌دهد که در نقطه طراحی انتخاب شده، تنش فونمیسز کمتر از مقدار مجاز خود یعنی 100 مگاپاسکال می‌شود. همچنین ضریب بار کمانشی بیش از دو برابر مقدار حداقلی مجاز خود به دست میآید. با این وجود، این نقطه کمترین فاصله از مبدا را داشته و نقطه زانویی به عنوان نقطه بهینه انتخاب شده است
سازه
محمدرضا علیجانی نرگسی؛ حسن حدادپور؛ سعید شاخصی
چکیده
یکی از مسائل بحرانی در عملیات سرویس‌دهی به ماهواره‌هایی که در مدار قرار گرفته‌اند، ایجاد یک مکانیزم پهلوگیری امن و قابل اعتماد است. در این مقاله رفتار دینامیکی یک پین انعطاف‌پذیر در مکانیزم پهلوگیری مرکزی ماهواره‌ها بررسی شده و نیز با استفاده از توانمندی‌های نرم افزار آدامز شبیه‌سازی انجام شده است. به این ترتیب که ابتدا یک ...
بیشتر
یکی از مسائل بحرانی در عملیات سرویس‌دهی به ماهواره‌هایی که در مدار قرار گرفته‌اند، ایجاد یک مکانیزم پهلوگیری امن و قابل اعتماد است. در این مقاله رفتار دینامیکی یک پین انعطاف‌پذیر در مکانیزم پهلوگیری مرکزی ماهواره‌ها بررسی شده و نیز با استفاده از توانمندی‌های نرم افزار آدامز شبیه‌سازی انجام شده است. به این ترتیب که ابتدا یک مدل سه‌بعدی برای عملیات پهلوگیری دو ماهواره با فرض تیر یکسر درگیر انعطاف‌پذیر به عنوان جاذب شوک، ایجاد شده و در مرحله بعد، مساله برخورد بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی از هماهنگی مناسبی با نتایج تئوری و تجربی مشابه برخوردار است. در نهایت، علاوه بر حل مساله به صورت سه‌بعدی و بررسی پدیده ضربه بین دو ماهواره و نیروی اعمال شده در حین آن، اثر پارامترهایی نظیر نوع اتصال بین تیر و جرم متمرکز و همین‌طور اتصال بین ناحیه مخروطی و بدنه ماهواره هدف، بررسی شده‌اند. نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهد که دوران گوی نسبت به پین مخصوصا در راستای رُل، نیروی ضربه بین دو ماهواره را کاهش می‌دهد. همچنین متحرک بودن گوی سرعت ماهواره هدف و نیز سرعت زاویه‌ای آن را بعد از برخورد به میزان کمتری افزایش داده و بدین وسیله احتمال اتصال موفق ماهواره‌ها را افزایش می‌دهد. از طرفی، حرکت ناحیه مخروطی نسبت به ماهواره هدف نیز یکی از عواملی است که بیشینه نیروی برخورد دو ماهواره را کاهش داده و در نتیجه، شوک حاصل از برخورد روی سازه دو ماهواره را کاهش می‌دهد و شانس پهلوگیری موفق افزایش می‌یابد
سازه
یاسر وحیدشاد؛ فائقه سلطان محمد
چکیده
عوامل بسیاری بر کیفیت فرایند لحیم کاری سخت تاثیر می گذارند که می توان به دما، زمان، فاصله، کیفیت سطحی و عناصرآلیاژی اشاره نمود. عوامل ذکر شده با تاثیر بر تشکیل فازهای بین فلزی شکننده، نقش مهمی در استحکام اتصال ایجاد شده دارند، چنانچه افزایش دمای لحیم کاری سخت منجر به حذف فازهای بین فلزی شده و استحکام منطقه اتصال دو فلز را افزایش ...
بیشتر
عوامل بسیاری بر کیفیت فرایند لحیم کاری سخت تاثیر می گذارند که می توان به دما، زمان، فاصله، کیفیت سطحی و عناصرآلیاژی اشاره نمود. عوامل ذکر شده با تاثیر بر تشکیل فازهای بین فلزی شکننده، نقش مهمی در استحکام اتصال ایجاد شده دارند، چنانچه افزایش دمای لحیم کاری سخت منجر به حذف فازهای بین فلزی شده و استحکام منطقه اتصال دو فلز را افزایش می دهد. در این تحقیق، اتصال قطعات فولاد زنگ نزن آستنیتی 316 به یکدیگر با لایه پُرکننده پایه نیکل به روش لحیم کاری سخت مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش، از فلز پُرکنندهBNi2 در دماهای 1050 ، 1100، 1150 و 1200 درجه سانتی گراد و به مدت 60 دقیقه برای لحیم کاری نمونه-های کشش گرد استاندارد استفاده شده و سپس خواص مکانیکی و ریزساختار منطقه اتصال با آزمایش کشش دمای محیط و متالوگرافی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دما، استحکام کشش منطقه اتصال بهبود می‌یابد. این افزایش استحکام به دلیل نفوذ عنصر بور به داخل فلز پایه و کاهش فازهای تُرد و مضر بین فلزی بورید در منطقه اتصال است
دینامیک کنترل
احسان معانی میان دوآب؛ احسان ذبیحیان؛ حسین نجفی
چکیده
این مقاله به صورت تجربی به شناسایی دینامیک حاکم بر آنتن ماهواره کیوب‌ست و استخراج پارامترهای فیزیکی آن پرداخته می‌شود. برای این منظور، آنتن ماهواره به صورت یک تیر هوشمند مجهز به یک سنسور پیزوالکتریک خمشی در نظر گرفته شده و مدل ریاضی حاکم بر آن بر اساس معادله تیر اویلر- برنولی و با در نظر گرفتن معادلات حاکم بر کوپلینگ الکترومکانیکی ...
بیشتر
این مقاله به صورت تجربی به شناسایی دینامیک حاکم بر آنتن ماهواره کیوب‌ست و استخراج پارامترهای فیزیکی آن پرداخته می‌شود. برای این منظور، آنتن ماهواره به صورت یک تیر هوشمند مجهز به یک سنسور پیزوالکتریک خمشی در نظر گرفته شده و مدل ریاضی حاکم بر آن بر اساس معادله تیر اویلر- برنولی و با در نظر گرفتن معادلات حاکم بر کوپلینگ الکترومکانیکی سنسور پیزوالکتریک استخراج می‌شود. معادلات مشتقات جزئی بر اساس مود ارتعاشی اول تیر و با استفاده از روش گالرکین یه یک معادله دیفرانسیل تیدیل می‌شود که پارامترهای میرایی و فرکانس طبیعی آنتن نامعلوم است. با انجام تست‌های تجربی و ثبت نتایج با سنسور پیزوالکتریک، پارامترهای مجهول آن مانند میرایی و فرکانس طبیعی استخراج شده است. برای محاسبه میرایی، از روش حداقل مربعات خطا و برای تعیین فرکانس، از تبدیل فوریه سیگنال خروجی استفاده می‌شود. مقایسه نتایج به دست آمده از مدل با نتایج تجربی نشان مدل می‌دهد، مدل ریاضی در تعیین دامنه ارتعاشات آنتن دارای خطای کمتر از 10% و همچنین برای تعیین فرکانس ارتعاشات دارای خطای کمتر از 1% بوده و می‌توان از این مدل در تعیین رفتار دینامیکی آنتن در شرایط مختلف ماهواره استفاده نمود. نوآوری اصلی این مقاله، ارائه یک متدلوژی مشخص برای شناسایی دینامیک آنتن ماهواره با استفاده از سنسور پیزوالکتریک و استخراج پارامترهای نامعلوم آنتن با ترکیب روش حداقل مربعات خطا و تیدبل فوریه است.
سازه
آروین تقی زاده تبریزی؛ حسین آقاجانی؛ فرهاد فرهنگ لاله
چکیده
با وجود چگالی پایین و نسبت استحکام به وزن بالای تیتانیوم، این فلز به دلیل داشتن خواص سطحی ضعیف مانند مقاومت به سایش پایین، مستعد وقوع جوش سرد در کاربردهای فضایی و تحت سایش این فلز است. برای بهبود این خاصیت تیتانیوم، اعمال پوشش‌های محافظ موثر است. پارامترهای فیزیکی مقاومت به سایش، چسبندگی پوشش به سطح و ریزسختی سطح پوشش به‌دست آمده، ...
بیشتر
با وجود چگالی پایین و نسبت استحکام به وزن بالای تیتانیوم، این فلز به دلیل داشتن خواص سطحی ضعیف مانند مقاومت به سایش پایین، مستعد وقوع جوش سرد در کاربردهای فضایی و تحت سایش این فلز است. برای بهبود این خاصیت تیتانیوم، اعمال پوشش‌های محافظ موثر است. پارامترهای فیزیکی مقاومت به سایش، چسبندگی پوشش به سطح و ریزسختی سطح پوشش به‌دست آمده، می-توانند بر جوش سرد تاثیرگذار بوده و تقویت این پارامترها باعث جلوگیری از این پدیده می‌شود. بنابراین، در پژوهش پیشرو، با اعمال نیتروژن‌دهی پلاسمایی بر روی پوشش کروم اعمال شده بر روی تیتانیوم مورد استفاده در سازه‌های فضایی، به بررسی رفتار تریبولوژیکی آن ( مقاومت به سایش، چسبندگی و ریزسختی سطح) پرداخته شده است. نتایج نشاندهنده تشکیل پوشش نیترید کروم بر روی زیرلایه تیتانیومی در اثر اعمال نیتروژن‌دهی پلاسمایی بر روی پوشش کروم بوده که به تبع آن، افزایش ریزسختی سطح تا مقدار 1109 ویکرز و بهبود مقاومت به سایش و چسبندگی پوشش را به همراه دارد. مقدار ضریب اصطکاک نیز تا مقدار 16/0 کاهش یافته و می‌تواند به خوبی از وقوع جوش سرد جلوگیری کند
سازه
محمد باقر بهرامی
چکیده
یکی از بحرانی‌ترین نکات طراحی در ماهواره‌ها، رسیدن به حداقل جرم (وزن) با تامین تمامی الزامات و قیود (استحکام، جانمایی و ارتعاشات) حاکم است. در این میان، سازه می‌تواند نقش بسیار مهمی ایفا نماید زیرا طراح سازه در مقایسه با سایر زیرسیستم‌ها دارای آزادی عمل بیشتری در تعیین طرح سازه است. در مطالعه حاضر، روند طراحی سازه یک ماهواره کوچک، ...
بیشتر
یکی از بحرانی‌ترین نکات طراحی در ماهواره‌ها، رسیدن به حداقل جرم (وزن) با تامین تمامی الزامات و قیود (استحکام، جانمایی و ارتعاشات) حاکم است. در این میان، سازه می‌تواند نقش بسیار مهمی ایفا نماید زیرا طراح سازه در مقایسه با سایر زیرسیستم‌ها دارای آزادی عمل بیشتری در تعیین طرح سازه است. در مطالعه حاضر، روند طراحی سازه یک ماهواره کوچک، با هدف دستیابی به کمترین وزن ممکن و حفظ ملزومات حاکم (قید ارتعاشی)، مورد بررسی قرار گرفته است. فرایند طی شده برای رسیدن به هدف فوق، تغییر در ابعاد هندسی سازه است. مراحل مدل‌سازی ماهواره با تمامی زیرسیستم‌ها در نرم‌افزار سالیدورک انجام شده و در نرم‌افزار انسیس تحلیل‌های مودال، شبه استاتیکی و ارتعاشات اتفاقی صورت گرفته است. همچنین با استفاده از قابلیت بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک در این نرم‌افزار، پارامترهای هندسی سازه نظیر ضخامت تقویت‌کننده‌ها به گونه‌ای به دست آمد‌ه‌اند که سازه به کمترین وزن ممکن با برآورده نمودن شرایط حاکم برای قیود ارتعاش، استحکام و ارتعاشات اتفاقی رسیده است. نتایج نشان می‌دهد که با انتخاب درستی از ضخامت تقویت-کننده‌ها می‌توان وزن و فرکانس مود اول ماهواره را به میزان قابل توجهی کاهش داده و در عین حال سازه نهایی بهینه، نیز تمام قیود اعمالی از پرتابگر را محقق نموده و از استحکام و سفتی کافی برخوردار است
سازه
سید جاوید میراحمدی؛ محسن حامدی؛ مائده السادات ضوئی
چکیده
آلیاژ Ti-6Al-4V یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع هوافضا است. به عنوان نمونه، مخزن سوخت حامل‌های ماهواره از جنس آلیاژ مذکور ساخته می‌شوند. در میان فرایندهای ساخت، فرایندهای شکل‌دهی یکی از حوزه‌های پرکاربرد در ساخت قطعات از جنس Ti-6Al-4V است. با توجه به اهمیت تعیین حد مجاز تغییر شکل در طراحی موفق فرایند شکل‌دهی قطعات از جنس آلیاژ Ti-6Al-4V، در ...
بیشتر
آلیاژ Ti-6Al-4V یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع هوافضا است. به عنوان نمونه، مخزن سوخت حامل‌های ماهواره از جنس آلیاژ مذکور ساخته می‌شوند. در میان فرایندهای ساخت، فرایندهای شکل‌دهی یکی از حوزه‌های پرکاربرد در ساخت قطعات از جنس Ti-6Al-4V است. با توجه به اهمیت تعیین حد مجاز تغییر شکل در طراحی موفق فرایند شکل‌دهی قطعات از جنس آلیاژ Ti-6Al-4V، در این مقاله به مطالعه مقدار آسیب بحرانی پرداخته شد. بدین منظور قطعاتی با هندسه دو مخروطی دارای شیار بر روی قطر بیشینه با دو ریزساختار اولیه هم‌محور و لایه‌ای ساخته شدند و تحت آزمون فشار داغ قرار گرفتند. نتایج بررسی نشان داد که ریزساختار اولیه هم‌محور به خوبی تحمل آسیب انباشته را فراهم میکند و تا آسیب 38/2، 67/2 و 89/5 به ترتیب بر اساس معیارهای کاککرافت- لاتام، بروزو و مککلینتوک ترکی بر روی قطعات مشاهده نشد. اما در صورتی که نمونه اولیه دارای ریزساختار لایه‌ای باشد، حد تحمل آسیب به مقدار قابل توجهی کاهش می‌یابد و آسیب بحرانی از تطابق نتایج شبیه‌سازی اجزای محدود با آزمون تجربی به ترتیب بر اساس معیارهای کاککرافت- لاتام، بروزو و مککلینتوک برابر 02/0±05/1، 02/0±03/1 و 05/0±56/2 به دست آمد
سازه
مائده السادات ضوئی؛ هادی گورابی؛ محمدرضا اشرف خراسانی؛ سعید اصغری‌ورزنه؛ سید جاوید میراحمدی
چکیده
سامانه‌های فضایی که در مدار نزدیک زمین (LEO) قرار می‌گیرند، در معرض عامل مخرب اکسیژن اتمی هستند. در مأموریت‌های طولانی مدت، نرخ تخریب مواد حاصل از واکنش با اکسیژن اتمی قابل توجه بوده و موجب افت عملکرد سازه می‌شود. با توجه به اثرات زیان‌بار اکسیژن اتمی بر روی مواد، انتخاب مواد مقاوم به اکسیژن اتمی یا استفاده از پوشش‌های مقاوم سطحی ...
بیشتر
سامانه‌های فضایی که در مدار نزدیک زمین (LEO) قرار می‌گیرند، در معرض عامل مخرب اکسیژن اتمی هستند. در مأموریت‌های طولانی مدت، نرخ تخریب مواد حاصل از واکنش با اکسیژن اتمی قابل توجه بوده و موجب افت عملکرد سازه می‌شود. با توجه به اثرات زیان‌بار اکسیژن اتمی بر روی مواد، انتخاب مواد مقاوم به اکسیژن اتمی یا استفاده از پوشش‌های مقاوم سطحی بسیار متداول است. در این پژوهش، مقاومت به خوردگی اکسیژن اتمی قطعه اینترکانکتور از یک سلول خورشیدی با اعمال پوشش پایه سیلیکونی مورد مطالعه قرار میگیرد. بهمنظور بررسی رفتار خوردگی اکسیژن اتمی، از روش تست زمینی با شرایط معادل مدار LEO توسط تجهیز پلاسمای DC استفاده شده و در ابتدا پارامترهای تست زمینی خوردگی اکسیژن اتمی در شرایط معادل مدار LEO تعیین می‌شود. نتایج اعمال اکسیژن اتمی در این مطالعه نشان می‌دهد که مقدار حد فرسایش اکسیژن اتمی پوشش سیلیکونی در مقایسه با مقدار حد فرسایش اکسیژن اتمی زیرلایه نقره، به میزان قابل توجهی کمتر است. همچنین، بررسی سطح پوشش پس از اعمال اکسیژن اتمی توسط تصاویر SEM، منجر به تعیین ضخامت بهینه پوشش می‌شود. نتایج EDX نشان می‌دهد که پس از اعمال اکسیژن اتمی، تغییر قابل توجهی در ترکیب شیمیایی پوشش حاصل نشده است
