ORIGINAL_ARTICLE
طراحی کنترلکننده برای یک ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی با روش مد لغزشی نهایی تطبیقی
در این مقاله، کنترل مد لغزشی ترمینال تطبیقی برای سامانه ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی (MEMS) ارائه میشود. برای این کار در ابتدا با استفاده از روش دینامیک وارون، دینامیکهای معلوم سامانه ژیروسکوپ ارتعاشی حذف میشوند تا کران عدم قطعیتهای موجود کاهش یابد. سپس با طراحی بردار کنترل مد لغزشی ترمینال، سامانه حلقه بسته با حضور عدم قطعیتهای موجود، دارای پایداری مجانبی سراسری میگردد. در این مقاله برای جلوگیری از بروز مشکل لرزش در ورودی کنترل، تخمینگر تطبیقی ارائه میشود که تنها دارای یک قانون تطبیقی است. اثبات ریاضی نشان میدهد که سامانه حلقه بسته با کنترلکننده مد لغزشی ترمینال تطبیقی پیشنهادی و در حضور عدم قطعیتهای موجود، دارای پایداری مجانبی زمان محدود سراسری است. برای نمایش عملکرد کنترلکننده پیشنهادی و مقایسه آن با کنترلکنندههای مشابه، شبیهسازیهایی در چهار مرحله بر روی سامانه ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی پیادهسازی میشود. نتایج شبیهسازیها، عملکرد مطلوب کنترل مد لغزشی ترمینال تطبیقی را نشان میدهند.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204343_01db5f19167078fa6d0da17bb12270c2.pdf
2019-11-22
1
16
ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی
کنترل مد لغزشی ترمینال
عدمقطعیت
تخمینگر تطبیقی
کنترل مد لغزشی ترمینال تطبیقی
لرزش در ورودی کنترل
محمدرضا
سلطانپور
m_r_soltanpour@yahoo.com
1
دانشکده برق دانشگاه هوایی شهید ستاری
LEAD_AUTHOR
رضا
خاکی
reza_khaki@yahoo.com
2
دانشگاه هوایی شهید ستاری
AUTHOR
Barbour N. and Schmidt G. “Inertial Sensor Technology Trends”, IEEE Sensors Journal, Vol. 1, No. 4, pp. 332-339, 2001.##
1
Acar C. and Shkel A. “Four Degrees-of-Freedom Micromachined Gyroscope”, University of California, Irvine, 2001.##
2
Acar C. and Shkel A. “MEMS Vibratory Gyroscopes: Structural Approaches to Improve Robustness”, Springer Science & Business Media, 2008.##
3
Painter, C.C. and Shkel, A.M. “Active Structural Error Suppression in MEMS Vibratory Rate Integrating Gyroscopes”, IEEE Sensors Journal, Vol. 3, No. 5, pp. 595-606, 2003.##
4
Fei, J. and Zhou, J. “Robust Adaptive Control of MEMS Triaxial Gyroscope Using Fuzzy Compensator”, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B (Cybernetics), Vol. 42, No. 6, pp. 1599-1607, 2012.##
5
Leland, R.P. “Adaptive control of a MEMS gyroscope using Lyapunov methods”, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 14, No. 2, pp. 278-283, 2006.##
6
Song, Z., Li, H., and Sun, K. “Adaptive Dynamic Surface Control for MEMS Triaxial Gyroscope with Nonlinear Inputs”, Nonlinear Dynamics, Vol. 78, No. 1, pp. 173-182, 2014.##
7
Zareh, M. and Soheili, S. “A Modified Model Reference Adaptive Control with Application to MEMS Gyroscope”, Journal of Mechanical Science and technology, Vol. 25, No. 8, p.2061, 2011.##
8
Zheng, Q., Dong, L., Lee, D. H., and Gao, Z. “Active Disturbance Rejection Control for MEMS Gyroscopes”, in American Control Conference, 2008, 2008, pp. 4425-4430: IEEE.##
9
Fang, Y., Fei, J., Yang, Y., and Hua, M. “Adaptive Control of MEMS gyroscope Using Backstepping Approach”, in Control, Automation and Systems (ICCAS), 2014 14th International Conference on, 2014, pp. 361-366: IEEE.##
10
Lu, C. and Fei, J. “Backstepping control of MEMS gyroscope using adaptive neural observer”, International Journal of Machine Learning and Cybernetics, Vol. 8, No. 6, pp. 1863-1873, 2017.##
11
Utkin, V.I. “Sliding Modes in Control and Optimization”, Springer Science & Business Media, 2013.##
12
Utkin, V. “Variable Structure Systems with Sliding Modes”, IEEE Transactions on Automatic control, Vol. 22, No. 2, pp. 212-222, 1977.##
13
Khooban, M.H. and Soltanpour, M.R. “Swarm Optimization Tuned Fuzzy Sliding Mode Control Design for a Class of Nonlinear Systems in Presence of Uncertainties”, Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, Vol. 24, No. 2, pp. 383-394, 2013.##
14
Soltanpour, M.R., Zolfaghari, B., Soltani, M., and Khooban, M.H. “Fuzzy Sliding Mode Control Design for a Class of Nonlinear Systems with Structured and Unstructured Uncertainties”, International Journal of Innovative Computing, Information and Control, Vol. 9, No. 7, pp. 2713-2726, 2013.##
15
Soltanpour, M.R., Khooban, M.H. and Soltani, M. “Robust Fuzzy Sliding Mode Control for Tracking the Robot Manipulator in Joint Space and in Presence of Uncertainties”, Robotica, Vol. 32, No. 3, pp. 433-446, 2014.##
16
Veysi, M. and Soltanpour, M.R. “Voltage-base Control of Robot Manipulator Using Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control”, International Journal of Fuzzy Systems, Vol. 19, No. 5, pp. 1430-1443, 2017.##
17
Fei, J. and Yuan, Z. “Dynamic Sliding Mode Control of MEMS Gyroscope”, in Control Applications (CCA), 2013 IEEE International Conference on, 2013, pp. 437-442: IEEE.##
18
Batur, C., Sreeramreddy, T. and Khasawneh Q. “Sliding Mode Control of a Simulated MEMS Gyroscope”, ISA Transactions, Vol. 45, No. 1, pp. 99-108, 2006.##
19
Kuo, C.-L., Yau, H.-T., Lin, C.-H. and Tsui, C.-K. “Fuzzy Sliding Mode Control for a Gyroscope System”, in Mechatronics and Automation (ICMA), 2012 International Conference on, 2012, pp. 133-137 IEEE.##
20
Ren, J., Zhang, R., and Xu, B. “Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control of MEMS Gyroscope with Finite Time Convergence”, Journal of Sensors, Vol. 2016, 2016.##
21
Liang, X., Fei, J., and Xue, Y. “Adaptive Fuzzy Control of MEMS gyroscope Using Global Fast Terminal Sliding Mode Approach”, in Control and Robotics Engineering (ICCRE), 2017 2nd International Conference on, 2017, pp. 109-112: IEEE.##
22
Fei, J. and Chowdhury, F. “Robust Adaptive Sliding Mode Controller for Triaxial Gyroscope”, in Decision and Control, 2009 held jointly with the 2009 28th Chinese Control Conference. CDC/CCC 2009. Proceedings of the 48th IEEE Conference on, 2009, pp. 5574-5579: IEEE.##
23
Fei, J. “Robust Adaptive Vibration Tracking Control for a Micro-Electro-Mechanical Systems Vibratory Gyroscope with Bound Estimation”, IET Control Theory & Applications, Vol. 4, No. 6, pp. 1019-1026, 2010.##
24
Wang, S. and Fei, J. “Robust Adaptive Sliding Mode Control of MEMS Gyroscope Using T–S Fuzzy Model”, Nonlinear Dynamics, Vol. 77, No. 1-2, pp. 361-371, 2014.##
25
Chu, Y. and Fei, J. “Adaptive Global Sliding Mode Control for MEMS Gyroscope Using RBF Neural Network”, Mathematical Problems in Engineering, Vol. 2015, 2015.##
26
Khalil, H.K. “Noninear Systems”, Prentice-Hall, New Jersey, Vol. 2, No. 5, pp. 5-1, 1996.##
27
Janardhanan, B. and Spurgeon, S. “Advances in Sliding Mode Control: Concept, Theory and Implementation”, ed: New York: Springer, 2013.##
28
ORIGINAL_ARTICLE
کاهش نرخ رشد خطا در یک سامانه ناوبری تلفیقی ارزان قیمت با استفاده از شبکه های عصبی
سامانههای ناوبری اینرسی تلفیقی، بهمنظور استفاده همزمان از مزایای ناوبری اینرسی و یک سامانه کمک ناوبری نظیر سامانه موقعیتیابی جهانی توسعه داده میشود. در صورت قطع سیگنال ناوبری کمکی در حین عملکرد چنین سامانه تلفیقی، راه حل معمول استفاده از اطلاعات ناوبری اینرسی در ادامه مسیر خواهد بود. اما در مواردی که حسگرهای سامانه ناوبری اینرسی بهدلیل مقرون بهصرفه بودن دارای دقت بالا نباشد، خطای ناوبری بهصورت تصاعدی با زمان و با نرخ بالا رشد خواهد کرد. جهت رفع این مشکل در اغلب مقالات ارائهشده از شبکههای عصبی و یا ماشینبردار پشتیبان جهت یادگیری خطای ناوبری در زمان دریافت سیگنال کمک ناوبری بهره گرفته شده و سپس در زمان قطع این سیگنال از شبکه عصبی بهعنوان تخمینگر خطای ناوبری استفاده شده است بهطوری که با افزودن مستقیم خروجی شبکه به نتیجه ناوبری اینرسی سعی در جبران خطای ناوبری اینرسی داشتهاند. در این مقاله هدف ارائه روشی بهمنظور کاهش نرخ رشد خطای ناوبری اینرسی در زمان قطع سیگنال سامانه موقعیتیابی جهانی میباشد. به این منظور از شبکههای عصبی با ساختار و ورودیهای مناسب جهت یادگیری خطای مسیر در زمان دریافت سیگنال کمک ناوبری استفاده شده است تا در زمان قطع سیگنال، از خروجی آن بهعنوان جایگزین المان کمک ناوبری برای تأمین ورودی مورد نیاز فیلتر کالمن جهت تخمین خطای ناوبری در حضور نویز پروسه استفاده شود. شبیهسازی این الگوریتم که بر روی سه مسیر مختلف با 6 درجه آزادی انجام گرفته، نشان میدهد روش ارائهشده مستقل از مسیر پرواز وسیله بوده و منجر به کاهش موثرتر نرخ رشد خطای ناوبری در مقایسه با روشهای موجود، در زمان قطع سیگنال کمک ناوبری میشود.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204344_74c919dea2e23a09537d71216310abae.pdf
2019-11-22
17
32
ناوبری اینرسی
ناوبری تلفیقی
فیلتر کالمن
شبکه عصبی مصنوعی
سعید
محمدحسینی
sm_hoseini@iust.ac.ir
1
دانشگاه صنعتی مالک اشتر
LEAD_AUTHOR
مرتضی
صیفی
mortaza.seifi64@gmail.com
2
دانشگاه صنعتی مالک اشتر
AUTHOR
Elhami, M., Sadat, M. “Simulation and Optimization of Guidance and Integrated Navigation System in Small Planes”, J. Mech. and Aerospace, Vol. 12, No. 1, 1395.##
1
Mousavi, M. and Zandi, M. “Improvement of Navigation System Accuracy Based on GPS/GLONASS Using Kalman Filter”, J. Sea Techniques, Vol. 2, No. 2, 1394.##
2
Khodaparast, A., Golshani, S. and Sadeghi, V. “Accuracy Increment of Position Estimation based on Integration of Inertial Navigation System and GPS for a Flight Vehicle”, Proc. Second Conf. Applicable Researchs in Electronic and Mechatronic, Tehran, Iran, 1993.##
3
Nasrollahi, S. and Ghahremani, N. “ Accuracy Increment of Navigation System Base on Integration of Inertial Navigationm Vehicle”, Proc. Electrical Eng. Conf., Tehran, Iran, 1389.##
4
Ahmadpour, A., Alavi, M. and Rahimi, R. “Improvement of GPS and INS Navigation Systems based on Extended Kalman Filter”, Proc. Int. Conf. Applicable Research on Electrical, Mechanical and Mechatronic Engineering, Tehran, Iran, 1394.##
5
Gorgi, M. and Farrokhi, M. “Integration of Iertial Navigation and GPS using Artificial Neural Networks”, Proc. Conf. Iranian Aerospace Society, Tehran, IRAN, 1386.##
6
Sadeghi, M. and Ebadollahi, S. “Error Modelling and Correction of INS System by GPS Signal Using MLP Neural Network”, Proc. 2nd Conf. Avionic, Tehran, IRAN, 1393.##
7
Bin, W., Jian, W., Jianping, W. and Baigen, C. “Study on Adaptive GPS/INS Integrated Navigation System”, Intelligent Transportation Systems, Vol. 2, pp. 1016-1021, 2003.##
8
Kaygisiz, B.H., Erkmen, A.M. and Erkmen, I. “GPS /INS Enhancement Using Neural Networks for Autonomous Ground Vehicle Applications”, International Conference on Intelligent Robots and Systems, Vol. 3, pp. 3763-3768, 2003.##
9
Hiliuta, A., Landry, R., and Gagnon, F. “Fuzzy Corrections in a GPS/INS Hybrid Navigation System”, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 40, No. 2, pp. 591-600, 2004.##
10
Sharaf, R. and Noureldin, A. “Sensor Integration for Satellite-Based Vehicular Navigation Using Neural Networks”, IEEE Transactions on Neural Networks, Vol. 18, No. 2, pp. 589-594, 2007.##
11
Chiang, K.W., and Huang, Y.W. “An Intelligent Navigator for Seamless INS/ GPS Integrated Land Vehicle Navigation Applications”, Applied Soft Computing, Vol. 8, No. 1, pp. 722-733, 2008.##
12
Bhatt, D., Aggarwal, P., Devabhaktuni, V. and Bhattacharya, P. “A Source Difference Artificial Neural Network for Enhanced Positioning Accuracy”, Measurment Science and Technology Journal, Vol. 23, No. 10, pp. 491-502, 2012.
13
Adusumilli, S., Bhatt, D. and Wong, H. “A Low-Cost INS/ GPS Integration Methodology Based on Random Forest Regression”, Expert System with Application, Vol. 40, No. 11, pp. 4653-4659, 2013.##
14
Bhatt, D., Aggarwal, P., Devabhaktuni, V. and Bhattacharya, P. “A Novel Hybrid Fusion Algorithm to Bridge the Period of GPS Outages Using Low Cost INS”, Expert System with Application, Vol. 41, No. 5, pp. 2166-2173, 2014.
15
Titterton, D.H. and Weston, J.L. “Strapdown Inertial Navigation Technology”, 2nd Edition, The Institution of Electrical Engineers, 2004.
16
Noureldin, A., Karamat, T.B. and Georgy, J. “Fundamentals of Inertial Navigation, Satellite-Based Positioning and Their Integration”, Springer, United States, 2013.
17
Wikipedia, “Great-circle Distance”, https://en.wikipedia.org/wiki/Great-circle_distance, last modified on 11 June 2015.
18
Simon, D. “Optimal State Estimation Kalman, H∞, and Nonlinear Approaches”, Wiley, New Jersey, United States, 2006.
19
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تحلیلی ارتعاشات آزاد ساختارهای مختلف نانو لوله های برن نیترید تحت تنش اولیه
در این مقاله اثرات مدول الاستیسیته ساختارهای مختلف (زیگزاگ، کایرال، آرمچیر) بر پاسخ ارتعاشی نانو لوله برن نیترید تحت تاثیر تنش اولیه بهصورت تحلیلی بررسی شده است. با استفاده از فرضیات تئوریهای تیر اویلر برنولی و تیر تیموشنکو و تئوری الاستیسیته غیرمحلی، معادلات حاکم بر حرکت و شرایط مرزی با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. شرایط مرزی بررسی شده، دوسر مفصل، دوسر گیردار، یکسر مفصل– یکسر گیردار و یکسر گیردار- یکسر آزاد است. همچنین مدول الاستیسیته ساختارهای مختلف مورد مطالعه و تاثیر آنها بر روی مقادیر فرکانس طبیعی سامانه بررسی شده است. در نهایت، تاثیر پارامترهای مختلف از جمله قطر نانولوله، اثر تنش اولیه، پارامتر غیرمحلی و پارامترهای هندسی نانولوله برن نیترید بر روی فرکانس طبیعی انواع ساختارها بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش پارامتر غیرمحلی و اثرات تنش اولیه منجر به کاهش فرکانس طبیعی میشود. از سویی دیگر مشاهده شد که افزایش قطر نانولوله موجب افزایش فرکانس سامانه شده و با افزایش قطر بیشتر از 6/0 نانومتر، تغییری در نتایج مشاهده نمیشود.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204345_d8567ea6d7ab710d083cec5a5d7c7479.pdf
2019-11-22
33
46
فرکانس طبیعی
نانو لوله برن نیترید
مدول الاستیسیته
ساختارهای مختلف نانو لوله
تنش اولیه
محمد
حسینی
hosseini@sirjantech.ac.ir
1
صنعتی سیرجان
LEAD_AUTHOR
عباس
زندی باغچه مریم
abas.zandi@yahoo.com
2
صنعتی سیرجان
AUTHOR
Iglesias, D., Senokos, E., Aleman, B., Cabana, L., Navío, C., Marcilla, R., Prato, M., Vilatela, J. J. and Marchesan, S. “Gas-phase Functionalization of Macroscopic Carbon Nanotube Fiber Assemblies: Reaction Control, Electrochemical Properties, and Use for Flexible Supercapacitors”, ACS Applied Materials & Interfaces, Vol. 1 No. 1, 2018.##
1
Nayak, R. “Preparation and Application of Carbon Nanotubes Composites”, Current and Future Developments in Nanomaterials and Carbon Nanotubes, Vol. 1, No. 1, pp. 135-150, 2018.##
2
Athanassiou, C., Kavallieratos, N., Benelli, G., Losic, D., Rani, P. U. and Desneux, N. “Nanoparticles for Pest Control: Current Status and future Perspectives”, Journal of Pest Science, Vol. 10, No. 1, pp. 1-15, 2018.##
3
Nguyen-Quang, K., Vo-Duy, T., Dang-Trung, H. and Nguyen-Thoi, T. “An Isogeometric Approach for Dynamic Response of laminated FG-CNT reinforced Composite Plates Integrated with Piezoelectric Layers”, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 332, No. 1, pp. 25-46, 2018.##
4
Sadeghi-Goughari, M., Jeon, S. and Kwon, H.-J. “Flutter Instability of cantilevered Carbon Nanotubes Caused by Magnetic Fluid Flow Subjected to a longitudinal Magnetic Field”, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Vol. 10, No. 1, 2018.##
5
Sahmani, S., Aghdam, M. M. and Rabczuk, T. “Nonlinear Bending of Functionally Graded Porous Micro/Nano-Beams Reinforced with Graphene Platelets Based Upon Nonlocal Strain Gradient Theory”, Composite Structures, Vol. 186, No. 1, pp. 68-78, 2018.##
6
Rughoobur, G., Sugime, H., DeMiguel-Ramos, M., Mirea, T., Zheng, S., Robertson, J., Iborra, E. and Flewitt, A.J. “Carbon Nanotube Isolation Layer Enhancing in-liquid Quality-Factors of thin film Bulk Acoustic Wave Resonators for Gravimetric Sensing”, Sensors and Actuators B: Chemical, Vol. 55, No. 1, 2018.##
7
Anwar, M.F., Yadav, N. and Jain, S. “Carbon Nanotubes in Drug Delivery”, Current and Future Developments in Nanomaterials and Carbon Nanotubes, Vol. 1, No. 1, pp. 184-202, 2018.##
8
Bahaadini, R., Saidi, A. R. and Hosseini, M. “On Dynamics of Nanotubes Conveying Nanoflow”, International Journal of Engineering Science, Vol. 123, No. 1, pp. 181-196, 2018.##
9
Saffari, S., Hashemian, M. and Toghraie, D. “Dynamic Stability of Functionally Graded Nanobeam Based on Nonlocal Timoshenko Theory Considering Surface Effects”, Physica B: Condensed Matter, Vol. 520, No. 1, pp. 97-105, 2017.##
10
Preethi, K., Raghu, P., Rajagopal, A. and Reddy, J. “Nonlocal Nonlinear Bending and free Vibration Analysis of a Rotating Laminated Nano Cantilever Beam”, Mechanics of Advanced Materials and Structures, Vol. 25, No. 5, pp. 439-450, 2018.##
11
Hossain, M., Hao, T. and Silverman, B. “Stillinger–Weber Potential for Elastic and fracture Properties in Graphene and Carbon Nanotubes”, Journal of Physics: Condensed Matter, Vol. 30, No. 5, pp. 559-580, 2018.##
12
Shokrieh, M.M. and Rafiee, R. “On the tensile Behavior of an Embedded Carbon Nanotube in Polymer Matrix with Non-bonded Interphase Region”, Composite Structures, Vol. 92, No. 3, pp. 647-652, 2010.##
13
Lei, X., Natsuki, T., Shi, J. and Ni, Q.Q. “Analysis of Carbon Nanotubes on the Mechanical Properties at Atomic Scale”, Journal of Nanomaterials, Vol. 2011, No. 1, pp. 110-125, 2011.##
14
Parvaneh, V. and Shariati, M. “Effect of Defects and Loading on Prediction of Young’s Modulus of SWCNTs”, Acta Mechanica, Vol. 216, No. 1, pp. 281-292, 2011.##
15
Lu, X. and Hu, Z. “Mechanical Property Evaluation of Single-Walled Carbon Nanotubes by Finite Element Modeling“, Composites Part B: Engineering, Vol. 43, No. 4, pp. 1902-1913, 2012.##
16
Ayatollahi, M., Shadlou, S. and Shokrieh, M. “Multiscale Modeling for Mechanical Properties of Carbon Nanotube Reinforced Nanocomposites Subjected to Different Types of Loading”, Composite Structures, Vol. 93, No. 9, pp. 2250-2269, 2011.##
17
Kang, Z., Li, M. and Tang, Q. “Buckling Behavior of carbon Nanotube-Based Intramolecular Junctions Under Compression: Molecular Dynamics Simulation and Finite Element Analysis”, Computational Materials Science, Vol. 50, No. 1, pp. 253-259, 2010.##
18
Wang, X. and Guo, X. “Numerical Simulation for Finite Deformation of Single-Walled Carbon Nanotubes At Finite Temperature Using Temperature-Related Higher Order Cauchy-Born Rule Based Quasi-Continuum Model”, Computational Materials Science, Vol. 55, No. 1, pp. 273-283, 2012.##
19
Shima, H., Ghosh, S., Arroyo, M., Iiboshi, K. and Sato, M. “Thin-shell Theory Based Analysis of Radially Pressurized Multiwall Carbon Nanotubes”, Computational Materials Science, Vol. 52, No. 1, pp. 90-104, 2012.##
20
Paıdoussis, M. and Li, G. “Pipes Conveying Fluid: a Model Dynamical Problem”, Journal of Fluids and Structures, Vol. 7, No. 2, pp. 137-204, 1993.##
21
Eringen, A.C. “On differential Equations of Nonlocal Elasticity and Solutions of Screw Dislocation and Surface Waves”, Journal of applied physics, Vol. 54, No. 9, pp. 4703-4710, 1983.##
22
Ansari, R., Mirnezhad, M. and Sahmani, S. “Prediction of Chirality-And Size-Dependent Elastic Properties of Single-Walled Boron Nitride Nanotubes Based on an Accurate Molecular Mechanics Model”, Superlattices and Microstructures, Vol. 80, No. 1, pp. 196-205, 2015.##
23
C. M. Wang, Zhang, Y. Y. and He, X. Q. “Vibration of Nonlocal Timoshenko Beams”, Nanotechnology, Vol. 18, No. 1, pp. 1-9, 2007.##
24
Cox, B. J. and Hill, J. M. “Exact and Approximate Geometric Parameters for Carbon Nanotubes Incorporating Curvature”, Carbon, Vol. 45, No. 1, pp. 1453-1465, 2007.##
25
Thomson, W. “Theory of Vibration with Applications”, George Allen, Los Angeles, United States, 2012.##
26
Santosh, M., Maiti, P.K. and Sood, A. “Elastic Properties of Boron Nitride Nanotubes and Their Comparison with Carbon Nanotubes”, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Vol. 9, No. 9, pp. 5425-5430, 2009.##
27
Li, C. and Chou, T.-W. “A Structural Mechanics Approach for the Analysis of Carbon Nanotubes”, International Journal of Solids and Structures, Vol. 40, No. 10, pp. 2487-2499, 2003.##
28
Prasad, B. “On the Response of a Timoshenko Beam Under Initial Stress to a Moving Load”, International Journal of Engineering Science, Vol. 19, No. 5, pp. 615-628, 1981.##
29
ORIGINAL_ARTICLE
یک سیستم کنترل غیرخطی فرمان فعال برای افزایش پایداری جانبی خودرو
در این مقاله بهبود همزمان مانورپذیری و پایداری جانبی یک خودروی چهارچرخ با استفاده از یک سیستم کنترلی فعال مقاوم پیشنهاد شده است. سیستم کنترلی بر مبنای یک مدل ساده دینامیکی و براساس روش کنترل مود لغزش طراحی گردید. سیستم کنترلی فرمان فعال برای کاهش خطای بین پاسخهای واقعی و مطلوب بهکار میرود. در این سیستم کنترلی، متغیرهای حالت تحت کنترل سرعت زاویهای چرخشی و سرعت جانبی هستند که بهوسیله سیستم فرمان فعال کنترل میشوند. همچنین یک مدل دینامیکی غیرخطی چهارده درجه آزادی خودروی چهارچرخ توسعه یافت و با استفاده از نرمافزار کارسیم در مانور استاندارد صحهگذاری گردید. عملکرد سیستم دینامیکی در حالت کنترلشده و بدون سیستم کنترلی در مانورهای مختلف ارزیابی شده است. نتایج شبیهسازی نشان میدهند که سیستم کنترلی فرمان فعال نه تنها مانورپذیری خودرو را بهبود میدهد بلکه پایداری جانبی خودرو را در مانورهای بحرانی که ناپایداری شدیدی اتفاق میافتد، افزایش میدهد.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204346_fe976ff3a20373085f98d1ec6a03475d.pdf
2019-11-22
47
60
مدل دینامیکی 14 درجه آزادی
مانورپذیری
کنترل مقاوم
تحلیل پایداری
محمد امین
سعیدی
m_aminsaeidi@yahoo.com
1
دانشگاه آزاداسلامی واحدپرند
LEAD_AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
طراحی سامانه حرکتی الکترومکانیکی شبیهساز پروازی هواپیما
شبیهسازهای پروازی هواپیما دارای سامانه حرکتی نقش مهمی در بهبود کیفیت آموزشی، افزایش ایمنی پرواز و کاهش هزینههای آموزشی را دارند. مکانیزم استوارت، یکی از سامانههای حرکتی در شبیهسازها می باشد. این مکانیزم شش درجه آزادی بهدلیل مستقل نبودن درجات آزادی حرکتی سازه،از لحاظ تحلیل دینامیکی و کنترلی دارای پیچیدگیهای خاص خود میباشد. در این مقاله یک سامانه حرکتی الکترومکانیکی شش درجه آزادی، بهصورت کامل طراحی و تحلیل شده است. با در نظر گرفتن سرعتها و شتابهای خطی و دورانی، وزن مجموعه کابین و روابط سینماتیکی دستگاه، حرکتهای فضای کاری سکو آنالیز شده و موقعیت، سرعت و شتاب در هر لحظه محاسبه میشود. اثر پارامترهای مختلف مانند زوایای رول، یاو، پیچ، سرعت و شتاب خطی و زاویه ای سکوی بالایی بر روی نیرو و سرعت عملگرها بهصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با استفاده از نیروهای وزن و شتابهای دینامیکی بهدستآمده، توان الکتروموتور، طول و قطر بالاسکرو، تغییر طول پایهها، سکوی پایینی و پایههای رابط تحلیل و طراحی شدهاند.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204347_59232945248ad018d45294d49c3081c1.pdf
2019-11-22
61
77
شبیهساز پرواز هواپیما
سامانه حرکتی الکترومکانیکی
مکانیزم استوارت
سینماتیک و دینامیک
حسن
عیسوند
isvand@chmail.ir
1
دانشگاه هوایی شهید ستاری
LEAD_AUTHOR
حامد
آدمی
adamihamed@gmail.com
2
دانشگاه هوایی شهید ستاری
AUTHOR
علی
نوری
anouri@ssau.ac.ir
3
دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه هوایی شهید ستاری
AUTHOR
Advani, S. K. “Simulating Aircraft Motions”, MS Thesis, Delft University of Technology, Netherland, 1998.##
1
Pattinson, J., Lowenberg, M.H. and Goman, M. G. “Multi-Degree-of-Freedom Wind-Tunnel Maneuver Rig for Dynamic Simulation and Aerodynamic Model Identification”, Journal of Aircraft, Vol. 50, No. 2, pp. 551-566. 2012.##
2
Lee, T. Y., Shim, J. K. “Forward Kinematics of the General 6-6 Stewart Platform Using Algebraic Elimination”, Mechanism and Machine Theory, Vol. 36, pp. 1073–1085, 2001.##
3
Dieudonne, J. E., Parrisb, R. V. and Barduscb, R. E. et al. “An Actuator Extension Transformation for a Motion Simulator and an Inverse Transformation Applying Newton-Raphson Method”, NASA Technical Report D-7067, 1972.##
4
Fichter, E.F. “A Stewart Platform Based Manipulator: General Theory and Practical Considerations” International Journal of Robotics Research, Vol. 5, No. 2, pp. 157–182, 1986.##
5
Hunt, K.H. “Structural Kinematics of in-Parallel-Actuated Robot Arms”, Trans. ASME J. Mech. Transmis. Autom. Des. Vol. 105, pp. 705--712, 1983.##
6
Merlet, J.P., Gosselin, C.M., and Mouly, N. “Workspace of Planar Parallel Manipulators”, Mechanism and Machine Theory”, Vol. 33, No.1, pp. 7–20, 1998.##
7
Pakzad, P., Mahboubkhah “Kinematic and Dynamic Analysis of 2-PR(Pa)U-2-PR(Pa)R Parallel Mechanism”, Aerospace Mechanics Journal,Vol. 2, No. 2, pp. 1-17, 2018. ( in Persian)##
8
Carretero, J.G.H., Nieto, F.J.S. and Cordón, R.R. “Aircraft Trajectory Simulator Using a three Degrees of Freedom Aircraft Point Mass Model”, In Proceedings of the 3rd International Conference on Application and Theory of Automation in Command and Control Systems, pp. 114-117, ACM, 2013.##
9
Gosselin, C. “Determination of a Workspace of 6-DOF Parallel Manipulators”, Journal of Mechanical Design, Vol. 112, pp. 331–336, 1990.##
10
Masory, O. and Wang, J. “Workspace Evaluation of Stewart Platforms”, Advanced Robotics, Vol. 9, No. 4, pp. 443–461, 1995.##
11
Dasgupta, B. and Mruthyunjaya, T.S. “Singularity-free Path Planning for the Stewart Platform Manipulator”, Mechanism and Machine Theory, Vol. 33, No. 6, pp. 711-725, 1998.##
12
Xi, F. “A Comparison Study on Hexapods with Fixed-Length Legs”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 41, pp. 1735–1748, 2001.##
13
Wang, Z., Liu, W. and Lei, Y. “A Study on Workspace, Boundary Workspace Analysis and Work Piece Positioning for parallel Machine Tools”, Mechanism and Machine Theory, Vol. 36, pp. 605–622, 2001.##
14
Ding, B., Cazzolato, B.S., Stanley, R.M., Grainger, S. and Costi, J.J., “Stiffness Analysis and Control of a Stewart Platform-Based Manipulator with Decoupled Sensor–Actuator Locations for Ultrahigh Accuracy Positioning Under Large External Loads”, J. of Dyn. Sys. Measurement, and Control, Vol. 136, pp. 061008-1-12, 2014.##
15
Damic, V. and Cohodar, M. “Dynamic Analysis of Stewart Platform by Bond Graphs”, Procedia Engineering, Vol. 100, pp. 226-233, 2015.##
16
Li, D. and Salcudean, S. E. “Modeling, Simulation, and Control of a Hydraulic Stewart Platform”, Proceedings of International Conference on Robotics and automation, IEEE International Conference, 1997.##
17
Harib, K. and Srinivasa, K.N., “Kinematic and Dynamic Analysis of Stewart Platform based Machine Tool Structures”, Robotica, Vol. 21, pp. 541-554, 2003.##
18
Ji, Z. “Study of the Effect of Leg Inertia in Stewart Platform”, Proc. of the IEEE Conf. on Robotics and Automation, Vol. 1, pp. 212–226, 1993.##
19
Oftadeh, R., Aref, M.M. and Taghirad, H. “Modeling Simulation & Control of 6-DOF Parallel Manipulator using PID Controller and Compensator”, Third International Conference on Advances in Control and Optimization of Dynamical Systems, Kanpur, India Deno, 2014.##
20
ORIGINAL_ARTICLE
طراحی کنترل بهینه و مقید یک جسم پرنده با رویکرد کنترل یش بین و پیاده سازی آن در آزمایشگاه سختافزار در حلقه
در این مقاله، یک روش نوین برای طراحی کنترلکننده بهینه مقیّد اجسام پرنده ارائه و برای یک جسم پرنده با نقاط کار خیلی زیاد، شبیهسازی شده است. از آنجا که روش کنترل پیشبین تفاضلی مقاومت بالایی در برابر نامعینیهای مدل نشده دارد، نقاط کار زیادی را پوشش میدهد. در روش ارائه شده با ترکیب کنترلگر PID و کنترل پیشبین مقید از مزایای هر دو روش استفاده شده و در عین حال معایب آنها رفع گردیده است. در روش جدید، سیگنال کنترل بهینه مقید از یک الگوریتم ساده و بدون نیاز به تولید ماتریسهای بزرگ بهدست آمده است. در این مقاله، با انجام این ترکیب سیگنال کنترل بهینه مقید محاسبه و بهدلیل کوچک شدن ابعاد ماتریسهای تولید شده، روش ارائهشده در یک جسم پرنده که نقاط کار زیادی دارد، قابل پیادهسازی است. روش ارائهشده در آزمایشگاه سختافزار در حلقه در هر سه کانال برای یک جسم پرنده با موفقیت تست و با روش معمول PIDمقایسه شده است. نتایج شبیهسازی، عملکرد عالی این روش را با دارا بودن مقاومت بالا و با قابلیت پیادهسازی ساده را نشان میدهد.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204348_5e4f79cfcbdd82e630096f78f1b06e49.pdf
2019-11-22
79
92
کنترل پیشبین
کنترل گر PID
قید ورودی
آزمایشگاه سختافزار در حلقه
نعمت الله
قهرمانی
ghahremani@mut.ac.ir
1
دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی مالک اشتر
LEAD_AUTHOR
محمّدصادق
نظری
nazari.msadegh@gmail.com
2
دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی مالک اشتر
AUTHOR
Kale, M. and Chipperfield, A.J. “Reconfigurable Flight Control Strategies Using Model Predictive Control”; Proc. Int. Conf. Symposium Intelligence Control. Vancouver, CANADA, 2002.##
1
Anderson, P. and Stone, H. “Predictive Guidance and Control for a Tail-Sitting Unmanned Aerial Vehicle”; Proc. Int. Conf. Information Decision and Control. Adelaide, Australia, 2007.##
2
Guemghar, K., Srinivasam, B., Mullhaupt, P. and Bonvin, D. “Predictive Control of Fast Unstable and Nonminimum-Phase Nonlinear System”; Proc. Int. Conf. Anchorage, USA, 2002.##
3
Richards, A., Breger, L. and How, J.P. “Analytical Performance Prediction For Robust Constraint Model Predictive Control”, J. Cont. Vol. 79, No 9, pp. 877-894, 2006.##
4
Hovland, S., Gravdahl, J. T. and Willcox, K.E. “Explicit Model Predictive Control For Large Scale Systems via Model Reduction”, J. Guid. Cont. Dyn. Vol 31, pp. 918-926 , 2008.##
5
Konstantin, K., Huck, S. and Summers, T.H. “Fast Model Predictive Control of Miniature Helicopters;” Proc. Europe. Conf. Cont. Zürich, Switzerland, 2013.##
6
Mayne, D.Q., Rawlings, J.B., Rao, P.O.M. “Constrained Model Predictive Control: Stability and Optimality”, J. Automatica. Vol 36, No. 6, pp. 789-814, 2000.##
7
Rossiter, J.A. “Model Based Predictive Control: A Practical Approach”, CRCPress, New York, United States, 2004.##
8
Hess, R.A. and Jung Y.C. “An Application of Generalized Predictive Control to Rotorcraft Terrain-following Flight”, IEEE. Transaction. Sys. Vol. 19, No. 3, pp. 955-962, 1989.##
9
10. Ghahramani, N.O. and Towhidkhah F. “Constrained incremental Predictive Controller Design for a Flexible Joint Robot”, ISA. Transactions. Vol 48, No 3, pp. 321-326, 2009.##
10
11. Camacho, EF. and Bordons C. “Model Predictive Control”, Springer Press, Sevilla, Spain, 1999.##
11
12. Mingzhu, Xu., Xiaoli, Li., Heping, Liu. and Yanshuang, Hao. “Adaptive Predictive Functional Control with Stochastic Search”, Proc. Int. Conf. Inf. Acqu. Shandong, China, 2006.##
12
13. Peter, W., Gibbens, D.B. Medagoda. “Efficient Model Predictive Control Algorithm for Aircraft”, J. Giud. Cont. Dyn. Vol. 34, No. 6, pp. 1909-1915, 2011.##
13
14. Chen, Y., Cuccato, D., Bruschetta, M. and Beghi, A. “A Fast Model Predictive Control Strategy for Real-Time Motion Control of Mechanical Systems”, Proc. Int. Conf. AIM. Munich, Germany, 2017.##
14
15. Lam, D. “A Model Predictive Approach to Optimal Path-Following and Contouring Control”, PhD Thesis the University of Melbourne, 2012.##
15
16. Wng, L. “Model Predictive Control System Design and Implementation Using MATLAB”, SpringerPress, London, 2009.##
16
17. Valencia-Palomo, G. and Rossiter, J.A. “Using Laguerre Functions to Improve Efficiency of Multi-Parametric Predictive Control”, Proc. Int. Conf. ACC. Baltimore, USA, 2010.##
17
18. Maciejowski, JM. “Predictive Control with Constraints”, PrenticeHall, Harlow, United Kingdom, 2009.##
18
19. Musavi, H. “PID Parameters Designing Based on Predictive Control”, M.s.c Thesis, Malek Ashtar University of Technology, Faculty of Engineering, 2013. (In Persian).##
19
20. Johnson, M.A, Moradi, M.H. “PID Control: New Identification and Design Methods”, Springer-Verilog, London, United Kingdom, 2005.##
20
21. Katebi, M.R. and Moradi, M.H. “Predictive PID Controllers”, Proc. Int. Conf. Cont. App. London, United Kingdom, 2001.##
21
22. Yadegari, A., Nazari M.S. and Ghahramani, N.O. “Application and Evaluation of Laguerre Functions in Helicopter Flight Control System Designed by Model Predictive Control”, Aerospace Mechanics Journal, Vol. 15, No. 1, pp. 25-38, 2018. (In Persian)
22
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل عددی تأثیر خرج گود با آستری دوجنسی بر قطر حفره و عمق نفوذ در اهداف فولادی
یکی از اجزای اصلی بهکار رفته در خرج گود، آستری میباشد که جنس آن تأثیر بسیار زیادی در عملکرد تشکیل جت و نفوذ دارد. در سالهای اخیر پژوهش در زمینه اثر دوجنسی نمودن آستریها در رفتار خرج گود اهمیت پیدا کرده است. در این مقاله، ابتدا فرآیند تشکیل جت و نفوذ در هدف فولادی، برای یک خرج گود مسی با استفاده از نرمافزار انسیس- اتوداین شبیهسازی عددی شده است. با استفاده از تئوریهای پرِ تعمیمیافته برای تشکیل جت، و تئوری هیدرودینامیک برای نفوذ، حل تحلیلی صورت گرفته و آزمون عملی نیز برای خرج گود مسی انجام شده است. نفوذ حاصل از سه روش عددی، تجربی و تحلیلی تطابق خوبی را نمایش میدهند. سپس فرآیند شبیهسازی عددی فوق که صحتسنجی شده است برای دو خرج گود تکجنسی با آستریهای نیکلی و آلومینیومی، و دو خرج گود با آستری دوجنسی مس- نیکل و مس- آلومینیوم ادامه یافته است. سرعت نوک جت، عمق نفوذ و قطر دهانه نفوذ از جمله مواردی هستند که میان آستریهای تکجنسی و دوجنسی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از مقایسه بین عملکرد خرج گودهای تکجنسی و دوجنسی، در شکلگیری جت و نفوذ در هدف فولادی نشان میدهد که دوجنسی نمودن آستریها قطر حفره و عمق نفوذ را بهطور همزمان بهبود میدهد.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204349_2532e0160db97695ccb00de8a2a69cf2.pdf
2019-11-22
93
105
آستری دوجنسی
خرج گود
عمق نفوذ
قطر دهانه
سرعت نوک جت
حسین
مهمان نواز
mehmannavaz2000@gmail.com
1
دانشگاه آزاد اسلامی/واحد علوم و تحقیقات/تهران/ایران
AUTHOR
غلام حسین
لیاقت
ghlia530@modares.ac.ir
2
دانشگاه تربیت مدرس
LEAD_AUTHOR
صادق
رحمتی
srahmati2007@gmail.com
3
دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
AUTHOR
محمد
نجفی
m1375n@yahoo.com
4
دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
AUTHOR
حمید
فاضلی
hamidfaz2000@yahoo.com
5
دانشگاه صنعتی مالک اشتر
AUTHOR
Walters W. P. and Golaski S. K. “Hemispherical and Conical Shaped Charge Liner Collapse and Jet Formation”, Army Ballistic Research Lab Aberdeen Proving Ground MD; Tech. Rep. ARBRL-TR-2781, 1987.##
1
Schilling, T. J. “Reactive-Injecting Follow-Through Shaped Charges from Sequent-Material Conical Liners”, Propellants, Explosives, Pyrotechnics: Int. J. Sci. Tech. Aspects Energetic Mat., Vol. 32, No. 4, pp. 307-313, 2007.##
2
Mason, J. S. “Experimental Testing of Bimetallic and Reactive Shaped Charge Liners”, Master Dissertation, Graduate College of the University of Illinois at Urbana-Champaign, 2010.##
3
Tie-Fu, W. and He-Rong, Z. “Copper-Tungsten Shaped Charge Liner and its Jet”, Propellants, Explosives, Pyrotechnics: Int. J. Sci. Tech. Aspects Energetic Mat., Vol. 21, pp. 193-196, 1996.##
4
Yu, Z., Xiao-ming W., Wen-bin L. and Wen-jin Y. “Effects of Materials on Formation of Double-Layered Liners Shaped Charges”, Advanced Materials Research, Trans. Tech. Publications, Vol. 79, No. 89, pp. 1277-1280, 2009.##
5
Curtis, J. P., Smith F. T. and White A. H. “The Formation and Stretching of Bi-Material Shaped Sharge Jets”, Shock Compression of Condensed Matter, Conf. Proc. AIP, pp. 116-119, 2012.##
6
Kim, S. J., Mun S. H., Lee K. A., Lee C. and Lee S. “Manufacturing and Evaluating for the Two Layer/Explosive Materials and Their Numerical Simulations”, Materials Science Forum, Trans. Tech. Publications, Vol. 767, pp. 52-59, 2014.##
7
Xiao, Q. Q., Huang, Z.X., Zu, X.D. and Zhu C. S. “Penetration Research of Jacketed Jet Into Concrete”, Int. J. Impact Eng., Vol. 54, pp. 246-253, 2013.##
8
Dong, W. I., Liu, J. X., Cheng, X. W., Li, S. K., Zou, Q. H. and Guo, W.Q. “Penetration Performance of W/Cu Double-Layer Shaped Charge Liners”, Rare Metals, Vol. 35, No. 2, pp.184-191, 2016.##
9
10. Zukas, J. A. and Walters, W. P. “Fundamentals of Shaped Charges”, CMC Press, Baltimore, 1989.##
10
11. Sarana, S., Ayisit O. and Yavuza, M. S. “Experimental Investigations on Aluminum Shaped Charge Liners”, Proc. Eng., Vol. 58, pp. 479 - 486, 2013.##
11
12. Dashtian Gerami, N., Liaghat G.H. and Rahimi Sharbaf Moghadas, G.H. “Investigation of Performance of Anti Structure Tandem Projectiles in to the Concrete Targets by Experimental and Numerical Method”, J. Modares Mech. Eng. Vol. 16, No. 10, pp. 9-18, 2016. (in Persian)##
12
13. Dashtian Gerami, N., Liaghat G.H., Rahimi Sharbaf Moghadas G.H., and Khazraiyan N., “Experimental and Numerical Analysis of the Follow Warhead Penetration of Tandem Projectiles in to the Finite Concrete Targets”, J. Iranian Sci. Asso. Energetic Mat., Vol. 11, No. 3, pp. 37-46, 2016. (in Persian)##
13
14. Bolstad, J. and Mandell D. “Calculation of Shaped Charge Jet Using MESA-2D and MESA-3D Hydrodynamic Computer Codes”, Los Alamos National Laboratory, New Mexico, 1992.##
14
15. Dashtian Gerami, N., Liaghat, G.H., Rahimi Sharbaf Moghadas, G.H. and Khazraiyan, N. “Analysis of Liner Effect on Shaped Charge Penetration into Thick Concrete Targets”, J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng, Vol. 39, pp. 3189-3201, 2017.##
15
ORIGINAL_ARTICLE
بهینه سازی خواص مکانیکی نانو کامپوزیتهای سه تایی بر پایه پلی پروپیلن/ لاستیک نیتریل/ نانوپودر سیلیکا به روش رویه پاسخ
در این تحقیق، خواص مکانیکی شامل استحکام ضربه، مدول الاستیسیته و ازدیاد طول تا شکست نانوکامپوزیتهای سهتایی پلیپروپیلن/ لاستیک نیتریل کربوکسیل شده/ نانوپودر سیلیکا بهکمک طرح Box-Behnken روش رویه پاسخ (RSM) بهینهسازی شدهاند. براساس این طرح آزمایش 15 نمونه شامل 0، 2 و 4 درصد وزنی نانوذرات سیلیکا 0، 3 و 6 درصد وزنی عامل سازگارکننده پلیپروپیلن مالئیکه (PP-gMA) و نیز 0، 5 و 10 درصد وزنی لاستیک نیتریل کربوکسیل شده توسط یک اکسترودر همسوگرد تهیه شدند. آزمونهای مکانیکی کشش و ضربه برای تعیین مدول الاستیسیته، ازدیاد طول تا شکست و استحکام ضربه ترکیبات انجام شدند. نتایج حاصل از آنالیز واریانس نشان دادند که هر سه فاکتور اصلی نانوذرات سیلیکا، لاستیک نیتریل کربوکسیل شده و عامل سازگار کننده پلیپروپیلن مالئیکه با احتمال بالای 90 درصد بر خواص مکانیکی مورد بررسی تاثیرگذار هستند. همچنین مقادیر کمیت احتمالی فیشر نشان میدهد که نانوپودر سیلیکا بیشترین تاثیر را بر مدول الاستیک و لاستیک نیتریل بیشترین تاثیر را بر استحکام ضربه و ازدیاد طول تا شکست دارند. از طرفی برای هر خاصیت مکانیکی یک مدل رگرسیون با مطلوبیت بالای 85 درصد بهدست آمد. سرانجام مقادیر بهینه بهازای 6162/1 درصد وزنی از نانوپودر سیلیکا، 10 درصد وزنی لاستیک نیتریل و 9697/4 درصد وزنی عامل سازگار کننده پلیپروپیلن مالئیکه پیشبینی شدند.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204365_88ebe3abe34f803927c94f6f7369d746.pdf
2019-11-22
107
117
پلی پروپیلن
خواص مکانیکی
بهینه سازی
روش رویه پاسخ
نانوکامپوزیت
محمدمراد
شیخی
m.sheikhi@sru.ac.ir
1
تربیت دبیر شهید رجائی تهران
LEAD_AUTHOR
علی
صناعی
alisanaei.mechanic@gmail.com
2
تربیت دبیر شهید رجائی تهران
AUTHOR
ولی الله
پناهی
3
دانشکده فنی و مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
AUTHOR
Selvakumar, V., Palanikumar, K., and Palanivelu, K. “Studies of Mechanical Characterization of Polypropylene/Na+-MMT Nanocomposites”, Journal of Minerals & Materials characterization & Engineering, Vol. 9, No. 8, pp. 671-681, 2010.##
1
Bikiaris, D. “Microstracture and Properties of Polypropylene/Carbon Nanotube Nanocomposites”, Materials, Vol. 3, No. 4, pp. 2884-2946, 2010.##
2
Wang, Y., Zou, H., Fu, Q., Zhang, G., Shen, K. and. Thomann, R. “Shear-induced Morphological Change in PP/LLDPE Blend”, Macromolecular Rapid Communications, Vol. 23, No. 13, pp. 749–752, 2012.##
3
Huerta-Martínez, B.M., Ramirez-Vargas, E., Medellín-Rodrequez, F.J. and Garcia, R.C. “Compatibilitymechanismsbetween EVA and Complex Impact Heterophasicpp-Epx Copolymers as a Function of EP Content”, European Polymer Journal, Vol. 41, No. 3, pp. 519–525, 2005.##
4
González, J., Albano, C., Ichazo, M. and Díaz, B. “Effects Ofcoupling Agents on Mechanical and Morphologicalbehavior of the PP/HDPE Blend with Two DifferentCaCO3”, European Polymer Journal, Vol. 38, No. 12, pp. 2465–2475, 2002.##
5
Tchomakov, K.P., Favis, B.D., Huneault, M.A., Champagne, M.F. and Tofan, F. “Mechanical Properties and Morphology of Ternary PP/EPDM/PE Blends”, The Canadian journal of Chemical Engineering, Vol. 83, No. 2, pp. 300-309, 2005.##
6
Bagheri, R. and Marouf, B. “Rubber-toughened Epoxies: A Critical Review”, Journal of Macromolecular Science®, Part C: Polymer Reviews. Vol. 49, No. 3, pp. 201-225, 2009.##
7
Yang, H., Zhang, Q., Guo, M., Wang, C., Du, R. and Q. Fu, Q. “Study on the Phase Structures and Toughening Mechanism in PP/EPDM/SiO2 Ternary Composites”, Polymer, Vol. 47, No. 6, pp. 2106-2115, 2006.##
8
Ashenai Ghasemi, F., Ghasemi, I. and Daneshpayeh, S. “A Study on Effect of Titanium Dioxide Nanoparticles on the Elastic Modulus, Impact and Tensile Strengths of Polypropylene/Linear Low Density Polyethylene (PP/LLDPE) Blends”, Journal of science and Technology of Composites, Vol. 4, No. 4, pp. 386-390, 2018.##
9
Ashenai Ghasemi, F. and Eslami Farsani, M. “Effect of nano-CaCO3 on dynamic Mechanical Properties of Polypropylene”, Modares Mechanical Engineering, Vol. 13, No. 6, pp. 1-10, 2013.##
10
Jumahat, A. and Soutis, C. “Tensile Properties of Nanosilica/Epoxy Nanocomposites”, Procedia Engineering, Vol. 41, pp.1634-1640. 2012.##
11
Bezy, N.A. and Fathima, A.L. “Effect of TiO2 Nanoparticles on Mechanical Properties of Epoxy-Resin System”, International Journal of Engineering Research and General Science. Vol. 3, No. 5, pp. 143-151, 2015.##
12
Kumar, K. and Ghosh, P.K. “Improving Mechanical and Thermal Properties of TiO2-Epoxy Nanocomposite”, Composites Part B: Engineering. Vol. 97, pp. 353-360, 2016.##
13
Montazeri, A. and Javadpour, J. “Mechanical Properties of Multi-walled Carbon Nanotube/epoxy Composites”, Materials & Design. Vol. 31, No. 9, pp. 4202-4208, 2010.##
14
Yue, L. and Pircheraghi, G. “Epoxy Composites with Carbon Nanotubes and Graphene Nanoplatelets – Dispersion and Synergy Effects”, Carbon. Vol. 78, pp. 268-278, 2014.##
15
Ying, Z. and Xianggao, L. “Highly Exfoliated Epoxy/clay Nanocomposites: Mechanism of Exfoliation and Thermal/mechanical Properties”, Composite Structures, Vol. 132, pp. 44-49, 2016.##
16
Daneshpayeh, S., Tarighat, A., Ashenai Ghasemi, F. and Bagheri, M.S. “A fuzzy Logic Model for Prediction of Tensile Properties of Epoxy/Glass Fiber/Silica Nanocomposites”, Journal of Elastomers and Plastics. DOI: 10.1177/0095244317733768.##
17
Garcia, M., Vilet, G.V. and Jain, S. “Polypropylene/SiO2nanocomposites with Improved Mechanical Properties”, Reviews on Advanced Materials Science, Vol. 6, No. 2, pp. 169-175, 2004.##
18
Mirzapour, A., Asadollahi, M.H., Baghshaei, S. and Akbari, M.” Effect of Nanosilica on the Microstructure, Thermal Properties and Bending Strength of Nanosilica Modified Carbon Fiber/Phenolic Nanocomposite”, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. Vol. 63, pp. 159-167,2014.##
19
Jacob, S. Suma, K.K. Mendez, J.M. and George, K.E.“Reinforcing effect of nanosilica on polypropylene–nylon fiber composite”, Materials Science and Engineering: B. Vol. 168, pp. 245-249, 2010.##
20
Singh, J., Singh, K., Ching, Y.C., Abdullah, L.C., Ching, K.Y., Razali, S. and Gan, S.N. “Optimization of Mechanical Properties for Polyoxymethylene/Glass Fiber/Polytetrafluoroethylene Composites Using Response Surface Methodology”, Polymers, Vol. 10, No. 3, pp. 338-363, 2018.##
21
Pereira, E.L., Junior, A.L.O. and Fineza, A.G. “Optimization of Mechanical Properties in Concrete Reinforced with Fibers From Solid Urban Wastes (PET bottles) for the Production of Ecological Concrete”, Construction and Building Materials, Vol. 149, pp. 837-848, 2017.##
22
Bäumer, A. and Zimmermann, E. “Optimization of Material Properties of High Strength Multiphase Steels via Microstructure and Phase Transformation Adjustment”, Characterization of Minerals, Metals, and Materials, pp. 209-216. 2016.##
23
Feli, S. and Jalilian, M. “Experimental and Optimization of Mechanical Properties of Epoxy/Nanosilica and Hybrid Epoxy/Fiberglass/Nanosilica Composites”, Journal of Composite Materials. Vol. 50, No. 28, pp. 3891-3903, 2016.##
24
Ashenai Ghasemi, F., Daneshpayeh, S., Ghasemi, I. and Ayaz, M. “An investigation on the Young’s Modulus and Impact Strength of nanocomposites based on polypropylene/linear low-density polyethylene/titan dioxide (PP/LLDPE/ TiO2) using response surface methodology”, Polymer Bulletin. Vol. 73, No. 6, pp. 1741-1760, 2016.##
25
Zare, Y., Garmabi, H. and Sharif, F. “Optimization of Mechanical Properties of PP/Nanoclay/ CaCO3 Ternary Nanocomposite Using Response Surface Methodology”, Journal of Applied Polymer science. Vol. 122, No. 5, pp. 3188-3200, 2011.##
26
Daneshpayeh, S., Ashenai Ghasemi, F., Ghasemi, I. and Ayaz, M. “Predicting of Mechanical Properties of PP/LLDPE/TiO2 Nanocomposites by Response Surface Methodology”, Composites Part B. Vol. 84, pp. 109-120, 2016.##
27
Ashenai Ghasemi, F., Ghasemi, I., Menbari, S., Ayaz, M. and Ashori, A. “Optimization of mechanical Properties of Polypropylene/Talc/ Graphene Composites Using Response Surface Methodology”, Polymer Testing. Vol. 53, pp. 283-292, 2016.##
28
Montgomery, D.C. “Design and Analysis of Experiments”, New York, John Wiley. 2001.##
29
Kim, K. and Lin, D. “Simultaneous Optimization of Multiple Responses by Maximining Exponential Desirability Functions”, Journal of the Royal Statistical Society: Series C (Applied Statistics). Vol. 49, No. 3, pp. 311-325, 2000.##
30
ORIGINAL_ARTICLE
بهینه سازی پارامترهای صیقلکاری آینههای مسی به روش شیمیایی- مکانیکی
آینههای مسی، پرکاربردترین آینهها در صنایع لیزر بهخصوص لیزرهای با توان بالا است. یکی از روشهای تولید این آینهها فرآیند صیقلکاری شیمیایی- مکانیکی است که پارامترهای آن ارتباط مستقیم با کیفیت سطح آینه دارد. هدف از این تحقیق، بهینهسازی پارامترهای مهم در فرآیند صیقلکاری آینه مسی میباشد. در این راستا از روش طراحی آزمایشات با رویکرد تاگوچی جهت جمعآوری دادههای تجربی استفاده شده است. سپس بهکمک نتایج آنالیز واریانس، و تحلیل نسبت سیگنال به نویز، سطوح بهینه پارامترها تعیین گردید. نتایج حاصل از بهینهسازی نشاندهنده بهبود ده درصدی نسبت به بهترین حالت آزمایشات طراحی شده، میباشد.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204366_efdb2617965666d47b40cf0ff5442bec.pdf
2019-11-22
119
126
صیقلکاری شیمیایی- مکانیکی
مس
لیزرهای پرتوان
طراحی آزمایشها
بهینهسازی
سید مهدی
طاووسی
tavoosi2006@yahoo.com
1
دانشگاه پیام نور
LEAD_AUTHOR
عباس
وفایی صفت
abbas_v@yahoo.com
2
امام حسین
AUTHOR
Marinescu, L. D. , Shero, E. U., and Doi, K. “Hand Book of Lapping and Polishing”, CRC Press, 2007.##
1
Tam, H. Y., Cheng, H .B., and Wang, Y. W. “Removal rate and Surface Roughness in Lapping and Polishing of Optical Components”, Journal of Material Processing Technology, Vol. 192-193, pp. 276-280, 2007.##
2
Sivanandini, M., Dhami, S. and Pabla, B. “Chemical Mechanical Polishing by Colloidal Silica Slurry”, International Journal of Engineering Research and Applications, Vol. 3, No. 3, pp. 1337-1345, 2013.##
3
Jung, S. H. “Chemical Mechanical Polishing of Copper Using Nano Particle-Based Slurries”, Phd Dissertation, University of Florida, 2005.##
4
Bouzid, N. D. and Herold, V. “Correlation Between Surface Quality and the Abrasive Grains Wear in Optical Glass Lapping”, Tribology International, Vol. 40, pp. 498-502, 2007.##
5
Raghava, V. and Kakireddy, R. “Effect of Temperature on copper Chemical Mechanical Planarization”, Dissertations, University of South Florida, 2007.##
6
Brink-Smeier, E., Riemer, O. and Gessenharter, A. “Finishing of Structured Surfaces by Abrasive Polishing”, Precision Engineering, Vol. 30, pp. 325-336, 2011.##
7
Takaya, Y., Kishida, H. and Hayashi, T. “Chemical Mechanical Polishing of Patterned Copper Wafer Surface Using Water-Soluble Fullerenol Slurry”, CIRP Annals, Manufacturing Technology, Vol. 60, pp. 567-570, 2011.##
8
Lee, H. S., jeong, H. D. and Dornfeld, D. A. “Semi-Empirical Material Removal Rate Distribution Model for Sio2 Chemical Mechanical Polishing (CMP) Processes”, Precision Engineering, Vol. 37, No. 2, pp. 483-490, 2013.##
9
Pang, J .S., Ansari, M. N. M., Zaroog, Omar S. Moaz H. Ali, Sapuan, S. M. “Taguchi Design Optimization Of Machining Parameters on the CNC End Milling Process of Halloysite Nanotube With Aluminium Reinforced Epoxy Matrix (HNT/Al/Ep) Hybrid Composite”, HBRC Journal, Vol. 10, No. 2, pp. 138-144, 2014.##
10
Lee, Hsin-Min and Chen, Tzung-Ming “A Study of Polishing Feature of Ultrasonic-Assisted Vibration Method in Bamboo Charcoal”, Advances in Materials Science and Engineering, pp. 1-7, September 2017.##
11
12. Roy, R. “A Primer on the Taguchi Method”, 1th Eddition, (Translated by D. Moradkhani, F. Taghavi), Zanjan University Publication Center, 2007. (in Persian)##
12
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل ارتعاشات غیرخطی پوسته استوانهای کامپوزیتی بر روی بستر ویسکوالاستیک و تحت اثر جریان خارجی هوا با سرعت زیر صوت
در این مقاله، تحلیل ارتعاشات غیرخطی پوسته استوانهای از جنس ماده مرکب لایهای متقارن بر روی بستر ویسکوالاستیک که جریان هوا با سرعت زیر صوت از روی آن عبور میکند مورد بررسی قرار میگیرد. شرایط مرزی دو انتهای پوسته استوانهای، گیردار فرض شده است. معادلات حاکم بر ارتعاشات پوسته در راستاهای طولی، محیطی و شعاعی با استفاده از نظریه پوسته غیرخطی دانل بهدست آمده است. با بهرهگیری از روش گالرکین، سه معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر حرکت به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی حاکم بر ارتعاشات جانبی (شعاعی) تبدیل میگردد. سپس، روابط فرکانس طبیعی خطی و غیرخطی و رابطه دامنه ارتعاشات برحسب فرکانس طبیعی بیبعد پوسته محاسبه گردیده است. تاثیر تغییر پارامترهای مختلف شامل زاویه لایههای ماده مرکب در لایه چینی، سفتی و میرایی بستر ویسکوالاستیک و بار تحریک خارجی بر روی رفتار ارتعاشات آزاد و اجباری پوسته در تحلیلها مطالعه میگردد. همچنین، منحنیهای جابجایی شعاعی پوسته برحسب زمان در حالت خطی و غیرخطی ارائه شده است.
https://maj.ihu.ac.ir/article_204368_c5462a02f1fa0e4e61668e0a4b7739ba.pdf
2019-11-22
127
139
پوسته استوانهای
ماده مرکب
بستر ویسکوالاستیک
ارتعاشات غیرخطی
پاسخ فرکانسی
جریان خارجی هوا
احمد
مامندی
am_2001h@yahoo.com
1
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پرند،پرند، ایران
LEAD_AUTHOR
حسن
نجفی
hasannajafi22@gmail.com
2
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پرند،پرند، ایران
AUTHOR
Del Prado, Z. and Goncalves, P. B. “Non-linear Vibrations and Instabilities of Orthotropic Cylindrical Shells with Internal Flowing Fluid”, International Journal of Mechanics, Vol. 52, pp. 1437–1457, 2010.##
1
Lam, K. Y. and Qian, W. “Free Vibration of Symmetric Angle-ply Thick Laminated Composite Cylindrical Shells”, Composites: Part B., Vol. 31, pp. 345–354, 2000.##
2
Rahmani, O., Khalili, S.M.R. and Malekzadeh, K. “Free Vibration Response of Composite Sandwich Cylindrical Shell with Flexible Core”, Computers and Structures, Vol. 92, pp. 1269–1281, 2010.##
3
Liu, Y. and Chu, F. “Nonlinear Vibrations of Rotating Thin Circular Cylindrical Shell”, Nonlinear Dynamics, Vol. 67, No. 2, pp. 1467–79, 2012.##
4
Bakhtiari-Nejad, F. and Bideleh, S.M.M. “Nonlinear Free Vibration Analysis of Prestressed Circular Cylindrical Shells on the Winkler/Pasternak Foundation”, Thin-Walled Structures, Vol. 53, pp. 26–39, 2012.##
5
Amabili, M. “Nonlinear Vibrations of Laminated Circular Cylindrical Shells: Comparison of Different Shell Theories”, Composite Structures, Vol. 94, No. 1, pp. 207–215, 2011.##
6
Karagiozis, K.N., Amabili, M., Païdoussis, M.P., and Misra, A.K. “Nonlinear Vibrations of Fluid-Filled Clamped Circular Cylindrical Shells”, Journal of Fluids and Structures, Vol. 21, No. 5–7, pp. 579–95, 2005.##
7
Xi, Z.C., Yam, L.H. and Leung, T.P. “Free Vibration of Laminated Composite Circular Cylindrical Shell Partially Filled with Fluid”, Composites part B., Vol. 28B, pp. 399-375, 1997.##
8
Lam, K.Y., and Loy, C.T. “Influence of Boundary Conditions and Fibre Orientation on the Natural Frequencies of Thin Orthotropic Laminated Cylindrical Shells”, Composite Structures, Vol. 31, No. 1, pp. 21–30, 1995.##
9
Zhang, X.M., Liu, G.R. and Lam, K.Y. “Vibration Analysis of Thin Cylindrical Shells using Wave Propagation Approach”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 239, No. 3, pp. 397–403, 2001.##
10
Bich, D.H., and Nguyen, N.X. “Nonlinear Vibration of Functionally Graded Circular Cylindrical Shells Based on Improved Donnell Equations”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 331, pp. 5488-5501, 2012.##
11
Li, F.-M. and Yao, G. “1/3 Subharmonic Rosonance of a Nonlinear Composite Laminated Cylindrical Shell in Subsonic Air Flow”, Composite Structures, Vol. 100, pp. 249–256, 2013.##
12
Khalili, S.M.R., Azarafza, R. and Davar, A. “Transient Dynamic Response of Initially Stressed Composite Circular Cylindrical Shells under Radial Impulse Load”, Composite Structures, Vol. 89, pp. 275–284, 2009.##
13
Jafari, A.A., Khalili, S.M.R. and Azarafza, R. “Transient Dynamic Response of Composite Circular Cylindrical Shells under Radial Impulse Load and Axial Compressive Loads”, Thin-Walled Structures, Vol. 43, pp. 1763–1786, 2005.##
14
Azarafza, R., Khalili, S. M. R., Jafari, A. A. and Davar, A. “Analysis and Optimization of Laminated Composite Circular Cylindrical Shell Subjected to Compressive Axial and Transverse Transient Dynamic Loads”, Thin-Walled Structures, Vol. 47, pp. 970–983, 2009.##
15