انجمن مهندسان مکانیک ایراننشریه مهندسی مکانیک ایران2538-477525420240220Behavior of Glass Fiber Composite Pipes under Impact Load at Different Temperature Conditions: An Experimental Studyرفتار لوله های کامپوزیتی الیاف شیشه تحت بار ضربه افتان در شرایط دمایی مختلف: بررسی آزمایشگاهی62670460210.30506/ijmep.2023.554452.1883FAمحمد امینترابی زادهاستادیار، گروه صنعت، دانشگاه جامع علمی کاربردی، مشهد، ایرانستارمالکیاستادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایرانJournal Article20220524In this paper, the behavior of composite tubes made of glass fibers under low velocity impact loads due to falling weight in the temperature range of -15 to 100 is investigated. For this purpose, composite tubes with glass fibers and three types of epoxy resins, vinyl ester and polyester are produced and tested in different impact energy levels and temperature conditions. Maximum impact force, impact time and absorbed energy are compared with each other for different situations. The results indicate that the epoxy resin tubes has a better performance in impact energy absorption than the other two types of resin used. As operating temperature increases, load carrying capacity of the tubes decreases, while the duration of impact time and amount of energy absorption increase.<em>در این مقاله به بررسی رفتار لوله های کامپوزیتی ساخته شده از الیاف شیشه در برابر بارهای ضربه ناشی از سقوط وزنه در محدوده دمایی 15- تا 100 درجه سانتی گراد پرداخته شده است. بدین منظور لوله های کامپوزیتی با سه نوع رزین اپوکسی، ونیل استر و پلی استر ساخته و در سطوح انرژی ضربه و شرایط دمایی مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. بیشینه نیروی برخورد، زمان برخورد و مقدار انرژی جذب شده لوله برای حالات مختلف طراحی آزمایش با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج بیانگر عملکرد بهتر لوله با رزین اپوکسی در جذب انرژی ضربه نسبت به دو نوع دیگر است. همچنین با افزایش دمای محیط، ظرفیت حمل بار لوله کاهش، زمان برخورد ضربه زننده و میزان جذب انرژی ضربه افزایش پیدا می کند.</em>https://jmep.isme.ir/article_704602_0691bcdc10f2a95e8b7d4c5e42a0e8dd.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایراننشریه مهندسی مکانیک ایران2538-477525420240220Numerical Investigation of Cavitation Erosion in the Venturi using the Eulerian- Lagrangian Methodبررسی عددی فرسایش کاویتاسیون درون ونتوری با استفاده از دیدگاه اویلری لاگرانژی275070827410.30506/ijmep.2023.561938.1898FAمصطفیبیات کمیجانیکارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایرانمیراعلممهدیدانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایرانJournal Article20220911Cavitation is a complex phenomenon in fluid mechanics. The occurrence of this phenomenon depends on the important factors and the different factors. The present study examined the erosion caused by collapse bubbles using the Eulerian - Lagrangian approach in a venturi. Cavitation flow in a venturi can be simulated with ANSYS - FLUENT software and with the development of a numerical code in MATLAB software, Lagrangian bubble behavior is simulated. Using the Keller - Miksis equation to simulate the variation of bubble radius and by considering different forces entering the bubble and using Newton’s second law, the bubble motion equation is extracted. From the Ochiai model to evaluate the compressive strength of bubbles caused by bubble collapse on a venturi can be used and the erosion rate is studied in different conditions. The results show the erosion intensity dependent on the initial radius of bubbles, fluid type and the formation of bubbles in the flow. in this case, by increasing the initial radius of bubbles, we witnessed an increase in wear strength to 100 micron of radius, but when the radius of bubbles exceeds this value, the bubbles will be affected when the radius of bubbles is increased, and the results of the data show that the bubble radius increases in the continuation of the flow path. Although the evidence showed that the number of blows was higher, the power reduction was evident.<em>کاویتاسیون یک پدیده پیچیده در علم مکانیک سیالات است. وقوع این پدیده به فاکتورهای مهم و البته متفاوتی بستگی دارد. تحقیق فعلی، فرسایش ناشی از فروریزش حباب ها با استفاده از دیدگاه اویلری- لاگرانژی در یک ونتوری را مورد بررسی قرار دادهاست. جریان سیال کاویتاسیون درون ونتوری به کمک نرم افزار فلوئنت با دیدگاه اویلری و با توسعه یک کد عددی در نرم افزار متلب، رفتار حباب به صورت لاگرانژی شبیه سازی شده است. از معادله کلر- میکسیس برای شبیه سازی تغییرات شعاع حباب و با لحاظ کردن نیروهای مختلف وارد بر حباب و استفاده از قانون دوم نیوتون، معادله حرکت حباب استخراج شده است. از مدل اوچیای برای ارزیابی قدرت ضربات فشاری ناشی از فروریزش حباب ها روی سطح دیواره ونتوری استفاده شده و میزان فرسایش در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج وابستگی شدت فرسایش به شعاع اولیه حباب ها، نوع سیال و محل رهاسازی حباب ها درون جریان را نشان می دهد. نتایج حاصل از بررسی نشان داد شعاع های حباب تا 25 میکرون اثر فرسایشی بیشتری نسبت به دیگر شعاع حباب ها دارند اما وقتی شعاع حباب ها از این مقدار بیشتر میشود، حباب ها در زمان ورود به جریان سیال دچار فروریزش شده و نتایج داده ها رشد شعاع حباب در ادامه مسیر جریان را نشان نمیدهد.</em>https://jmep.isme.ir/article_708274_0940e0316a115169b0ab779d5f58df09.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایراننشریه مهندسی مکانیک ایران2538-477525420240220Design and Simulation of a Five Degree of Freedom Set included Simulator and Gimbaled Seekerطراحی و شبیه سازی مجموعه پنج درجه آزادی شامل میز شبیه ساز و جستجوگر گیمبال518070823410.30506/ijmep.2023.1978412.1909FAنویدبیژهکارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانحامدشهبازیاستادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانمهدیمرتضوی بکدانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانJournal Article20221217In the test of flying object systems, hardware is used in the loop and activation of angular sensors with the help of a three-degree simulator table with a gimbal mechanism. With the development of the use of light and inexpensive sensors, the need to design a simulator table with three degrees of freedom inexpensive and low weight is evident. In this paper, a cheap, at the same time accurate and practical simulation table with Gimbal seeker test capability is designed and optimized. After extracting equations, according to the high uncertainty due to load changes, the design, simulation and optimization of the collection was done by removing and improving the constituent elements, in this way, this tool has the appropriate performance capability in the most optimal and cheapest case. In the present design, the maximum load of the simulator was reduced and instead of using a slip ring, a conventional roller bearing was used to eliminate the noise caused by the slip ring in addition to the lower price. The motors were changed from AC to DC, and the workspace and visibility of gimbal seeker were taken into account during the design. In addition, type of communication was changed to wireless and the method of power supply was changed to the use of batteries. To analyze the stress, deflection and torque of the motors, simulator in Adams software was modeled and the final design was designed and assembled by CATIA software.<em>در آزمون سامانه های اجسام پرنده، از سخت افزار در حلقه و فعال سازی سنسورهای زاویه ای به کمک میز شبیه ساز سه درجه آزادی با مکانیزم گیمبالی استفاده می شود. با توسعه استفاده از سنسورهای سبک و ارزان قیمت، نیاز به طراحی میز شبیه ساز سه درجه آزادی ارزان قیمت و با وزن کم مشهود است. در این پژوهش به طراحی و بهینه سازی یک میز شبیه ساز ارزان قیمت، در عین حال دقیق و کاربردی با قابلیت آزمون جستجوگر گیمبال پرداخته می شود. پس از استخراج معادلات میز و جستجوگر، با توجه به ایجاد نامعینی بالا در اثر تغییرات بارگذاری، به طراحی و شبیه سازی میز و همچنین بهینه سازی طراحی آن با حذف و بهبود عناصر تشکیل دهنده پرداخته شده است، به گونه ای این ابزار در بهینه ترین و ارزان ترین حالت قابلیت کارایی مناسب را دارا باشد. در طرح حاضر، میزان حداکثر بارگذاری شبیه ساز کاهش پیدا کرده و به جای استفاده از اسلیپ رینگ از یاتاقان غلتشی معمولی استفاده گردید تا علاوه بر قیمت پایینتر نویز ناشی از اسلیپ رینگ حذف شود. موتورها از نوع AC به DC تغییر کرده و فضای کاری و دید جستجوگر نیز در حین طراحی لحاظ شد. علاوه بر این نوع ارتباطات به بیسیم و روش تامین انرژی به استفاده از باطری تغییر یافت. برای تحلیل تنش، انحراف و همچنین تعیین گشتاور موتورها، مدل سازی شبیه ساز در نرم افزار آدامز صورت گرفته و نقشه نهایی توسط نرم افزار کتیا طراحی و مونتاژ شد. حاصل کار طراحی یک شبیه ساز سه درجه آزادی ارزان قیمت، دقیق و چند منظوره و با ابعاد کوچک است.</em>https://jmep.isme.ir/article_708234_f86a3eb4df0f5615f957203dada7ff92.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایراننشریه مهندسی مکانیک ایران2538-477525420240220Energy Harvesting with a Single Beam with Two Radial Sections under the Tire Rotation Excitationبرداشت انرژی با تیر یکسرگیردار دارای دو مقطع نمایی در شرایط تحریک دورانی تایر819970964110.30506/ijmep.2023.553046.1875FAمجتبیمومنکارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانمرتضیملاجعفریاستادیار، دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران0000-0002-2717-6335سلمانابراهیمی نژاداستادیار، دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران0000-0002-1591-023XJournal Article20220501In this study, a piezoelectric cantilever beam energy harvester model with two exponential cross-sections in width and thickness, and a tip weight, was proposed for use in a tire pressure monitoring system (TPMS). The governing equations for energy harvesting were derived for the first time for an exponential cross-section beam under rotational tire excitation conditions, based on the Euler-Lagrange method and coupled with electrical relations. There are few studies that consider both the thickness and width of the beam as variables, and no theoretical research has been conducted on this model under rotational excitation of the tire. The results of this study showed that it is possible to harvest energy by using a beam with an exponential cross section in width and thickness that can be designed with less weight and more electrical power. In future research, the derived equations can be used for optimization to increase electrical power and reduce weight to find the optimal values of the model's geometric dimensions.<em>در این پژوهش، یک مدل برداشت کننده انرژی تیر یکسرگیردار پیزوالکتریک با دو سطح مقطع نمایی در عرض و ضخامت به همراه وزنه موجود در نوک آن، تحت تحریک دورانی تایر برای کاربرد در سیستم نظارت بر فشار باد تایر یا TPMS پیشنهاد شده است. معادلات حاکم بر برداشت انرژی توسط تیر یکسرگیردار دارای مقطع نمایی در شرایط تحریک دورانی تایر برای اولین بار استخراج شد. پژوهش های کمی وجود دارد که هر دو ضخامت و عرض تیر را متغیر در نظر گرفته و هیچ تحقیق نظری بر روی این مدل، تحت تحریک دورانی تایر انجام نشده است. نتایج این پژوهش نشان داد، امکان برداشت انرژی با استفاده از تیر با مقطع نمایی در عرض و ضخامت که میتواند با وزن کمتر و توان الکتریکی بیشتر طراحی شود میسر می گردد. در پژوهش های آتی می توان به کمک معادلات استخراج شده، از بهینه سازی با اهداف افزایش توان الکتریکی و کاهش وزن برای یافتن بهترین مقادیر برای ابعاد هندسی مدل استفاده شود.</em>https://jmep.isme.ir/article_709641_89983416b00dba206ce3114bb7d046c0.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایراننشریه مهندسی مکانیک ایران2538-477525420240220Increasing Relationship between Water, Energy and Environment in a Solar Farm to Produce Fresh Waterافزایش ارتباط بین آب، انرژی و محیط زیست در یک مزرعه خورشیدی جهت تولید آب شیرین10013470904510.30506/ijmep.2023.556656.1889FAعلیرضانامی نژاددکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانمحمودمهرگاناستاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران0000-0001-6782-6147Journal Article20220627This paper develops the concept of reducing environmental impact for the reverse osmosis (RO) system to increase the relationship between water, energy and environment in a solar farm. This concept is used in a RO system driven by an organic Rankine cycle (ORC) that generates power based on heat absorption from a solar field. In the power generation section, a new ORC and operating fluid configurations based on energy analysis (1E), exergy (2E), economic (3E) and environmental effects (4E) have been investigated in order to production of fresh water. The basic parameters in the optimization are: the ORC configuration choice, selecting the working fluid of the organic Rankine cycle and determining the design parameters of a solar parabolic farm. These values have been determined according to the optimization of the system by genetic algorithm (GA) method. The results show that 12% reduction in environmental effects and 7.5% increase in the exergy efficiency are among the three-objective optimization effects.<em>در این مقاله توسعه مفهوم کاهش اثرات زیست محیطی پساب سیستم اسمز معکوس جهت افزایش ارتباط بین آب، انرژی و محیط زیست در یک مزرعه خورشیدی بکار گرفته شده است. از طرفی، با استفاده از سیکل ارگانیک رانکین به بررسی پیکربندی نوین بر اساس آنالیز انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی پرداخته شده است. همچنین، بهینه سازی بر اساس پیکربندی مناسب، انتخاب سیال عامل مناسب، کاهش اثرات زیست محیطی پساب و تعیین پارامترهای طراحی مزرعهی خورشیدی با الگوریتم ژنتیک صورت گرفته است. نتایج نشان دهنده کاهش 12 درصدی اثرات زیست محیطی پساب خروجی و افزایش 5/7 درصدی راندمان اگزرژی می باشد.</em>https://jmep.isme.ir/article_709045_9e53ad9dee150071b24f93952c6e51f4.pdfانجمن مهندسان مکانیک ایراننشریه مهندسی مکانیک ایران2538-477525420240220Impedance Control of a 6-DoF Robot for Upper-limb Rehabilitation of Children through Combination of Drawing and Physiotherapy Exercisesکنترل امپدانس یک ربات شش درجه آزادی جهت توانبخشی بالاتنه کودکان با کمک از هنر نقاشی13515470423510.30506/ijmep.2023.545493.1840FAشایانآدینهکارشناسی ارشد، آزمایشگاه مکاترونیک گروه طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانمجیدساده دلاستادیار، آزمایشگاه مکاترونیک گروه طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0000-0002-0285-8460مجیدمحمدی مقدماستاد، آزمایشگاه مکاترونیک گروه طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانJournal Article20211224This paper aims to facilitate the process of drawing geometrical shapes for specific therapeutic exercises that have been developed for disabled children by designing a robust controller for a six-degree-of-freedom (DOF) rehabilitation robot. Primarily, an extensive analysis of the robot kinematics has been conducted in which the first three actuators are actively controlled, and the rest can function passively. Subsequently, and for effective patient-robot interaction, impedance control is utilized. This helps the patients to get a predetermined desired level of assistance from the rehabilitation robot for the intended motions. Simultaneously, the level of assistance will also decrease with the course of recovery of the patient. To assess the performance of the controller, different scenarios have been examined and the results are compared with alternative robotic systems of the literature. By calculating the Root Mean Square Errors (RMSE) of the examinations, it is determined that desired geometrical shapes can be drawn with an accuracy of about one centimeter.<em>این پژوهش با استفاده از کنترل امپدانس یک ربات شش درجه آزادی برای کودکان معلول انگیزه ای ایجاد می کند تا در خلال تمرین های خسته کننده فیزیوتراپی به رسم اشکال هندسی در فضای کاری ربات بپردازند. این روش کنترلی به آنها کمک می کند تا در انجام حرکت های مورد نظر به میزان نیاز از ربات کمک بگیرند و همزمان، میزان کمک ربات با بهبود شرایط جسمی شان کاهش پیدا کند. پس از تحلیلی جامع بر سینماتیک این ربات که سه درجه ابتدایی آن دارای عملگر فعال و بقیه بصورت غیرفعال امکان حرکت دارند، به منظور ارزیابی عملکرد کنترلر، سناریوهای مختلفی آزمایش و نتایج بدست آمده با دیگر سیستم های رباتیکی مقایسه شده است. مسیرهای مطلوب با خطای میانگین یک سانتیمتر در فضا رسم شده اند.</em> https://jmep.isme.ir/article_704235_71402f90ac2623f35735b40e1854c600.pdf