per
انجمن مهندسان مکانیک ایران
نشریه مهندسی مکانیک ایران
2538-4775
2014-05-22
16
1
6
20
27238
ارائه روش EMD اصلاح شده برای آنالیز سیگنال نویزدار در حوزه زمان- فرکانس
An improved EMD method for noisy signal analysis in Time-Frequency domain
موسی رضائی
m_rezaee@tabrizu.ac.ir
1
علی بانان نوجوانی
2
امین ترقی اسگوئی
3
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز
تبدیل هیلبرت- هوانگ یک روش جدید برای پردازش سیگنال میباشد که در سالهای اخیر برای پردازش سیگنال دریافت شده از سیستمهای مکانیکی نیز به کار برده میشود. این روش برای سیگنالهای بدون نویز به نتایج مطلوبی منجر میشود ولی در اکثر موارد سیگنالهای تجربی با نویزهای اندازهگیری آلوده شده و این نویزها سبب پیچیدگی بیشتر سیگنال برای پردازش و مانع استخراج اطلاعات صحیح میشود. لذا در این پژوهش با اعمال اصلاحاتی در تبدیل هیلبرت- هوانگ امکان استفاده از این تبدیل برای سیگنال نویزدار فراهم شده است. بدین منظور اصلاحاتی در روش تجزیه مود تجربی[1] (EMD) برای تجزیه سیگنال به مؤلفههای آن صورت گرفته است. برای این منظور در روش پیشنهادی به جای استفاده از اسپیلاین مکعبی در محاسبه منحنی پوشها از اسپیلاین هموار استفاده شده است. اعمال این تغییر سبب کاهش اثر نویز گردیده و به استخراج نتایج بهتری از سیگنالهای تجربی منجر میشود. معیار توقف[2] استفاده شده برای فرایند غربالگری در روش متداول EMD به علت پیچیدگی سیگنالهای تجربی گاهی باعث خطای محاسباتی شده و سبب توقف روند برنامه میشود که با اصلاح آن، مشکل مذکور نیز برطرف گردیده است. برای بررسی کارایی روش EMD اصلاح شده، پاسخ ارتعاشات یک تیر ترکدار بدون حضور نویز و در حضور نویز توسط هر دو روش متداول و اصلاح شده در حوزه زمان- فرکانس مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاکی از برتری روش اصلاح شده در حالت نویزدار میباشد.
Hilbert-Huang Transform is a new method for processing signals that applied to processing signals received from mechanical systems in recent years. This method for signals without noise leads to favorable results. However, in most cases the experimental signals are affected by the measurement noises which causes more complexity of signal processing and prevents extracting the correct information. In this paper, by applying some modifications to the Hilbert-Huang Transform, using the method for noisy signals has been provided. To this end, modifications have been done to the EMD method for signal decomposition. In the proposed method, instead of using Cubic Spline for the envelop curves, Smoothing Spline has been used. This modification causes to reduce noise effects and leads extracting better results from the experimental signal. Moreover, due to the complexity of experimental signals, sometimes stopping criterion used in common EMD method causes computational error and stops the program. By applying the modifications, the problem has been resolved as well. To study the efficiency of the proposed method, vibration response of a cracked beam in presence of and without noise was analyzed in the Time-Frequency domain by both conventional and the modified methods. Results indicated the superiority of the modified method in the presence of noise.
https://jmep.isme.ir/article_27238_d822bc03f0dda36bd491161b1788c06e.pdf
تبدیل هیلبرت- هوانگ
پردازش سیگنال
EMD
اسپیلاین هموار
سیگنال آغشته به نویز
Hilbert-Huang transform
Signal processing
EMD
Smoothing Spline
per
انجمن مهندسان مکانیک ایران
نشریه مهندسی مکانیک ایران
2538-4775
2014-05-22
16
1
21
42
27239
بررسی ارتعاشات یک سیستم غیرخطی دو درجه آزادی در شرایط تشدید هم زمان
Nonlinear vibration analysis of a two-degree of freedom system at simultaneous resonance
سمیه اکرااحمدثانی
1
حسن نحوی
hnahvi@cc.iut.ac.ir
2
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
در بررسی ارتعاشات سازهها، مدلسازی خطی ممکن است غیردقیق و یا گمراهکننده باشد. وجود خصوصیات غیرخطی در یک سیستم موجب بروز رفتارهایی در پاسخ آن میشود که در سیستم های خطی وجود ندارد. در این مقاله ارتعاشات غیرخطی یک سیستم دو درجه آزادی شامل سیستم اصلی و جاذب، در حالت تشدید همزمان ثانویه و داخلی مورد مطالعه قرار گرفتهاست. فنرها و دمپرهای سیستم به صورت غیرخطی درنظر گرفته شدهاند. با حل معادلات حرکت با روش اغتشاشی مقیاس زمانی متعدد و به دست آوردن معادلات پاسخ فرکانسی در حالت پایا، تاثیر پارامترهای سیستم روی دامنه سیستم اصلی و همچنین پایداری و انشعابات گره-زینی بررسی شدهاست. نتایج نشان میدهد که در تشدید همزمان فوقهارمونیک و داخلی، به دلیل حضور جاذب و کاهش دامنه، اثرات غیرخطی کاهش یافته و سیستم رفتاری نزدیک به رفتار سیستمهای خطی از خود نشان میدهد. همچنین، پارامترهای غیرخطی جاذب تاثیر اندکی روی دامنه سیستم اصلی دارد و با افزایش سختی غیرخطی سیستم اصلی، برخلاف حالت خطی، دامنه افزایش مییابد. از آنجایی که با افزایش دامنه در سیستمهای غیرخطی امکان پدیده پرش وجود دارد، پایداری و محدوده پارامتر تنظیم که منجر به ایجاد سهپاسخ برای دامنه سیستم میشود نیز تعیین گردیدهاست.
To accurately predict vibration behavior of structures, a complete mathematical modeling is necessary. In nonlinear structural vibration analysis, using the linear model may lead to wrong results. In this paper, the nonlinear vibrations of a two-degree-of-freedom system consists of the main system and an absorber is studied at simultaneous secondary and internal resonances. The frequency response equations are obtained by solving the equations of motion using the method of multiple time scales (MTS). The effects of system parameters on the amplitude of the main system is investigated. Stability analysis is performed by the method of Andronov and Vitt and the saddle-node bifurcation points are detected. The results show that in the simultaneous super-harmonic and internal resonance case, system shows an almost linear behavior. Also, the nonlinear parameters of the absorber have insignificant effect on the amplitude of the main system. Unlike the linear case, when the nonlinear stiffness of the main system increases, the system amplitude increases as well. Finally, the domain of detuning parameter with three responses, resulted in the jump phenomenon in the response, is determined.
https://jmep.isme.ir/article_27239_2cdc3e29c53491dcca04feac98d0d689.pdf
ارتعاشات غیرخطی
جاذب
روش مقیاس زمانی متعدد
تشدید فوق هارمونیک
Nonlinear vibration
Absorber
Multiple time scale method
Super-harmonic resonance
per
انجمن مهندسان مکانیک ایران
نشریه مهندسی مکانیک ایران
2538-4775
2014-05-22
16
1
43
55
27240
عملکرد سینماتیکی و دینامیکی مکانیزم زانوی مصنوعی ششمیلهای
Kinematic and dynamic performance of six-bar mechanism artificial knee
نرجس قائمی
ghaemi_narges@yahoo.com
1
مرتضی دردل
dardel@yahoo.com
2
محمدحسن قاسمی
3
حسن ظهور
zohoor@sharif.edu
4
نویسنده مسئول، کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف
قطع عضو شدن از ناحیه پا، از دیرباز یکی از مشکلات انسان در طول تاریخ زندگی بشر بوده است. بنابراین طراحی درست و بهینه مکانیزم پای مصنوعی و بالاخص، پروتز زانوی مصنوعی پایدارتر، شکیلتر و کممصرفتر از نقطه نظر گشتاور اعمالی به سیستم، برای این دسته معلولان میتواند بسیار مفید واقع شود. در این مطالعه انواع مکانیزمهای زانوی ششمیلهای از دیدگاه سینماتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته و بهبود و تضعیف عملکردشان با هم مقایسه میشوند، و مکانیزم زانویی که بهترین عملکرد سینماتیکی و دینامیکی را همزمان ارائه میدهد به عنوان مکانیزم زانوی بهینه انتخاب میشود.
Loss of limb has been a problem as long as man has been in existence. In order to restore the lost ability of amputees, artificial knee has been used by human. In this paper, the kinematic and dynamic performance of four types of six-bar mechanism used in the active knee prosthesis is investigated by computer simulation and discuss the differences criteria for four different classes of six-bar linkage mechanisms for fitting to amputees and compare improvement and weakening performance of the knees with together, and selected the best mechanism.
https://jmep.isme.ir/article_27240_0775f5cb1e795cf90dda58d546abb450.pdf
زانوی مصنوعی
مکانیزم ششمیلهای
سینماتیک و دینامیک
Artificial knee
Six bar mechanism
Kinematic and Dynamic
per
انجمن مهندسان مکانیک ایران
نشریه مهندسی مکانیک ایران
2538-4775
2014-05-22
16
1
56
77
27241
تحلیل تنش درون صفحهای در باریکه حاوی چندین ترک متحرک
Inplane stress analysis of an isotropic strip containing several moving cracks
رسول باقری
rasul_m65@yahoo.com
1
مجتبی آیتاللهی
mo_ayatollahy@yahoo.com
2
مهدی نوروزی
norozi347@yahoo.com
3
دانشجوی دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان
نویسنده مسئول، دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان
در این مقاله با استفاده از روش توزیع نابجایی تحلیل تنش در باریکه الاستیک خطی حاوی مجموعه ای از ترک های متحرک با سرعت ثابت تحت بار درون صفحه ای انجام شده است. ابتدا معادلات حرکت با استفاده از تجزیه هلمهولتز از یکدیگر جدا می شوند سپس با استفاده از تغییر مختصات مناسب متغیر زمان حذف شده و مسأله تبدیل به دو معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی مکانی می شود. این دو معادله با استفاده از تبدیل فوریه به دو معادله با دیفرانسیل کامل تبدیل می شود. بعد از اعمال شرایط مرزی می توان معکوس تبدیل فوریه را اعمال نمود و میدان تنش ناشی از نابجایی را در باریکه محاسبه نمود. سپس با استفاده از این حل، معادلات انتگرالی برای تحلیل مسأله چندین ترک موازی با مرز متحرک با سرعت ثابت بدست می آید. این معادلات از نوع تکینگی کوشی هستند که با استفاده از روش عددی مناسب حل می گردند تا تابع توزیع نابجایی بدست آید. بعد از بدست آوردن توزیع نابجایی روی ترک ها می توان ضرایب شدت تنش برای ترک ها را بدست آورد.
In this paper, analyses of several finite cracks with constant length (Yoffe-type crack) propagating in an isotropic strip were studied. The distributed dislocation technique is used to carry out stress analysis in an isotropic strip containing moving cracks under in-plane loading. The Galilean transformation is employed to express the wave equations in terms of coordinates that are attached to the moving crack. The solution of a moving edge dislocation is obtained in an isotropic strip by means of Fourier transform method. The stress components reveal the familiar Cauchy singularity at the location of dislocation. Finally several examples are solved and the numerical results for the stress intensity factor are obtained. The influences of the geometric parameters, the thickness of the isotropic strip, the crack size and speed have significant effects on the stress intensity factors of crack tips which are displayed graphically.
https://jmep.isme.ir/article_27241_30b53ae0695c5ad8f29b92f92babeae3.pdf
نابجایی درون صفحهای- باریکه- ترک متحرک- ضرایب شدت تنش
Inplane dislocation
Strp
Moving crack
Stress intensity factors
per
انجمن مهندسان مکانیک ایران
نشریه مهندسی مکانیک ایران
2538-4775
2014-05-22
16
1
78
102
27242
کمانش محوری و پایداری دینامیکی میکروپوستههای استوانهای FGM براساس تئوری تنش کوپلی اصلاح شده
Investigation of the axial buckling and dynamic stability of functionally graded microshells based on the modified coupled stress theory
راهب غلامی
1
ابوالفضل درویزه
adarvizeh@guilan.ac.ir
2
رضا انصاری
r_ansari@guilan.ac.ir
3
یوسف غلامی
4
دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان
دانشجوی کارشناسی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان
کمانش محوری و پایداری دینامیکی میکروپوستههای استوانهای هوشمند (FGM) با ارائه یک مدل پوسته وابسته ابعادی براساس تئوری تنش کوپلی اصلاح شده (MCST) بررسی شده است. با استفاده از اصل همیلتون، معادلات مرتبه بالا و شرایط مرزی بدست میآیند. سپس، روش حل ناویر برای پیشبینی بار کمانش بحرانی میکروپوسته های استوانهای با شرایط مرزی ساده استفاده شده است. همچنین، با بیان معادلات حاکم به صورت معادلات Mathieu–Hill و استفاده از روش Bolotin، پایداری دینامیکی میکروپوستهها تحت بار نوسانی فشاری محوری بررسی شده است. تأثیر ضریب بار استاتیکی، پارامتر مقیاس طول بیبعد، شاخص گرادیانی ماده، نسبت طول به شعاع و نسبت طول به ضخامت بر بار کمانشی و پایداری دینامیکی میکروپوستههای استوانهای مورد بررسی قرار گرفته است
Based on the modified couple stress theory, a size-dependent first-order shear deformation shell model is developed to investigate the axial buckling and dynamic stability of functionally graded microshells. The newly presented shell model capable of capturing the size effects. The higher-order governing equations and corresponding boundary conditions are obtained by using Hamilton’s principle. Afterward, using the Navier solution and Bolotin’s method, the axial buckling behavior and dynamic instability regions of simply-supported microshells are determined. A parametric study is presented to study the effects of various parameters such as the static load factor, dimensionless length scale parameter, material property gradient index, length-to-radius and length-to-thickness aspect ratios on the axial buckling and dynamic stability responses of microshells.
https://jmep.isme.ir/article_27242_3e903455c95bd975723c5091f904663b.pdf
میکروپوستههای استوانهای هوشمند
کمانش محوری
پایداری دینامیکی
تئوری تنش کوپلی اصلاح شده
اثرات اندازه
Functionally graded microshell
Axial buckling
Dynamic stability
Modified couple stress theory
size dependent
per
انجمن مهندسان مکانیک ایران
نشریه مهندسی مکانیک ایران
2538-4775
2014-05-22
16
1
6
19
44452
تحلیل المان محدود تغییر شکلهای بزرگ تیر با استفاده از تئوری های کلاسیک و مکانیک محیط پیوسته
-
در این مطالعه رفتار غیرخطی هندسی تیر با فرض ثابت بودن خواص مادی جسم، به کمک روش المان محدود مورد بررسی قرار میگیرد. به منظور مطالعه رفتار تیر دو رهیافت ارائه میگردد؛ در هر دو رهیافت، تیر با المانهای یک بعدی مرتبه 2 مدلسازی میشود: در رهیافت اول که بر پایه روابط مکانیک محیط پیوسته استوار است؛ با استفاده از گرادیان تغییر شکل و تعیین کرنش گرین یک استراتژی لاگرانژی (اولیه) برای تحلیل ارائه میگردد و در رهیافت دوم با بکارگیری تئوریهای کلاسیک تیر و استفاده از فرضهای ساده کننده، مدل دیگری برای بررسی رفتار غیرخطی معرفی میشود.
https://jmep.isme.ir/article_44452_3d2db041b88a288e03508819a43ebd80.pdf
غیرخطی
المان محدود
استراتژی لاگرانژی