2024-03-29T12:24:45Z
https://maj.ihu.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=2201006
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1399
16
1
ارتعاشات آزاد و اجباری تیر چرخان از جنس FGMبا لایه پیزوالکتریک با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول
علی اصغر
جعفری
محمد سعید
جعفری
در این مقاله، ارتعاشات آزاد و اجباری تیر چرخان از جنس FGM با لایه پیزوالکتریک با شرایط مرزی یکسرگیردار و بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول مورد بررسی قرار گرفته است. با محاسبه انرژیهای جنبشی و پتانسیل سازه و به کار بردن روش ریلی- ریتز و به کمک سریهای چبیشف، فرکانسهای طبیعی محاسبه شده است. نتایج نشان داده است که با حضور سرعت زاویهای و یا اضافه شدن یک لایه پیزوالکتریک فرکانس طبیعی تیر افزایش مییابد. همچنین ملاحظه شد که ازدیاد ولتاژ اعمالی به لایه پیزوالکتریک و نیز افزایش شعاع هاب باعث افزایش فرکانس طبیعی گردیده است. از طرف دیگر پاسخ دینامیکی تیر در اثر شرایط اولیه جابجایی و سرعت بررسی شده است. نتایج حاصل تطابق خوبی با نتایج حاصل از مرجع معتبر و نرمافزار Abaqus داشته است. در بخش ارتعاش اجباری اثر نیروهای هارمونیک، پلهای و شبه ضربه روی خیز تیر بررسی شده است. نتایج نشان داده است که با افزایش سرعت زاویهای تیر و همچنین افزایش ولتاژ لایه پیزوالکتریک، دامنه ارتعاشات تیر FGM با لایه پیزوالکتریک کاهش مییابد.
ارتعاشات آزاد و اجباری
تیر چرخان
FGM
لایه پیزوالکتریک
تئوری برشی مرتبه اول
فرکانس طبیعی
2020
03
20
1
13
https://maj.ihu.ac.ir/article_205044_3cd2045ccc3a1b960a164532cabaa544.pdf
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1399
16
1
تلفیق اطلاعات ژیروسکوپ و مغناطیسسنج برای تخمین وضعیت پرتابههای با سرعت بالا بر مبنای ترکیب فیلتر ذرهای و PSO
علی
اصغری
سعید
نصرالهی بروجنی
نعمت الله
قهرمانی
در این پژوهش، با استفاده از تلفیق خروجی مغناطیسسنجها و ژیروسکوپهای ارزان قیمت میکرو الکترومکانیکی، وضعیت پرتابههای با سرعت بالا با استفاده از فیلتر ذرهای ترکیبشده با الگوریتم بهینهسازی انبوه ذرات تخمینزده میشود. در سرعتهای بالا ژیروسکوپهای ارزان قیمت سامانههای میکرو الکترومکانیکی دارای خطای زیادی هستند و مغناطیسسنجها نیز بهدلیل وجود میدانهای مغناطیسی غیر از زمین دقت پایینی دارند. برای حل این مشکلات، تلفیق اطلاعات این دو حسگر برای تخمین وضعیت پیشنهاد میشود. به دلیل غیرخطی بودن معادلات دینامیکی و مشاهده باید از تخمینگر غیرخطی استفاده شود. فیلتر کالمن توسعهیافته با صرفنظر نمودن از جملات مرتبه بالای بسط تیلور خطایی را وارد محاسبات مینماید که این خطا در سامانههای غیرخطی سریع قابل صرفنظر نیست. فیلتر ذرهای برخلاف فیلتر کالمن، برای سامانههای غیرخطی نتایج خوبی دارد. بزرگترین ضعف این فیلتر، بار محاسباتی بالای آن است که باعث محدودیت کاربردش گشته است. برای کاهش مدتزمان انجام محاسبات فیلتر ذرهای از الگوریتم ترکیبشده فیلتر ذرهای با الگوریتم بهینهسازی انبوه ذرات استفاده شده است. نتایج شبیهسازی با استفاده از 100 نمونه آزمایش مورد بررسی قرار گرفته است که نشاندهنده عملکرد مطلوب این الگوریتم در مسئله تلفیق اطلاعات ژیروسکوپ و مغناطیسسنج در تخمین زوایا است.
الگوریتم بهینهسازی انبوه ذرات
تخمین وضعیت
ژیروسکوپ
فیلتر ذرهای
مغناطیسسنج
2020
03
20
15
30
https://maj.ihu.ac.ir/article_205045_73c672ab98dc12986e0ec5f6303d5332.pdf
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1399
16
1
طراحی کنترلکننده مود لغزشی با پارامترهای بهینه برای هدایت سهبعدی موشک با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی
حسن
نصیری سلوکلو
امیر فرهاد
احیائی
جواد
احیائی
در این مقاله به طراحی قانون هدایت ناوبری مبتنی بر کنترل مود لغزشی با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی برای ردیابی هدف دارای مانور در فضای سهبعدی پرداخته شده است. علیرغم کارایی بالای قوانین هدایت کلاسیک در ردیابی هدف بدون مانور، برای مواردی که نامعینی و اغتشاش، غیرخطی بودن فرایند دینامیکی و مانور هدف وجود داشت، نیاز به قانون هدایت ناوبری مقاوم احساس گردید. از همین رو از روش کنترل مود لغزشی بهعنوان کنترلکنندهای مقاوم برای طراحی قانون هدایت موشک در فضای سهبعدی استفاده شده است. با کمینهسازی تابع برازش چند هدفه مجموع وزنی فاصله نسبی میان موشک و هدف و زاویه یاو خط دید توسط الگوریتم جستجوی هارمونی، پارامترهای مود لغزشی بهطور بهینه تعیین شدهاند. بهمنظور نشان دادن کارایی و توانایی روش پیشنهادی، نتایج بهدستآمده با برخی روشهای هدایت و ناوبری از قبیل هدایت ناوبری تناسبی (PNG) و هدایت ناوبری تناسبی الحاقی (APNG) مقایسه شده است. نتایج بهدستآمده نشاندهنده بهبود عملکرد و کارایی قانون هدایت مبتنیبر مود لغزشی تنظیم شده نسبت به این روشهای طراحی قانون هدایت میباشد.
قانون هدایت ناوبری
کنترل مود لغزشی
الگوریتم جستجوی هارمونی
هدایت مقاوم
2020
03
20
31
38
https://maj.ihu.ac.ir/article_205046_ab006160c7a8169b819beecab4387bcf.pdf
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1399
16
1
تحلیل و مطالعه تجربی نوسانات فشار در محفظه احتراق یک موتور سوخت جامد آزمایشگاهی
محمد
فراهانی
فرهاد
کریمی
علیرضا
محمدی
هدف این پژوهش شناسایی فشار نوسانی در یک موتور سوخت جامد در مقیاس واقعی میباشد. به اینمنظور ابتدا اندازهگیری فشار نوسانی در یک موتور سوخت جامد در ابعاد آزمایشگاهی انجام شده و دستگاه دادهبرداری در این موتور آزمایش شده است. اهمیت نوسانات فشار به جهت تولید ارتعاشات در سازه موتور و محموله میباشد. بسامد نوسانات فشار در یک موتور سوخت جامد حول بسامد مد صوتی تغییر میکند و بسامد مد صوتی نیز با طول محفظه موتور سوخت جامد رابطه عکس دارد. بنابراین، در موتورهای طول کوتاه، این بسامدِ نوسانات شدیدتر خواهد بود. بهعبارت دیگر می توان از یک دستگاه اندازهگیری فشار نوسانی در یک موتور سوخت جامد کوچک و مقیاس شده، با اطمینان بیشتری در یک موتور با ابعاد واقعی و بزرگ استفاده نمود. در این پژوهش از یک حسگر فشار پیزوالکتریک و دستگاه داده برداری با نرخ داده برداری بالا استفاده شده است. نوسانات فشار در این موتور حول بسامد 10 kHz شدید میشود که نشاندهنده تطبیق بسامد مد صوتی و تولید گردابه است و با آنچه که با استفاده از روابط تحلیلی موجود محاسبهشده، تطابق قابل ملاحظهای دارد. در انتها با استفاده از تحلیل بسامد سیگنال نوسانی، عملیاتهای مورد نیاز روی آن انجام شده است.
نوسانات فشار
مد صوتی
تولید گردابه
فشارسنج پیزوالکتریک
موتور سوخت جامد مقیاس شده
2020
03
20
39
52
https://maj.ihu.ac.ir/article_205047_5cd87ad7ed8dfa0b1546ea37257245ae.pdf
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1399
16
1
مطالعه عددی تاثیر اندازه ذرات و طول بستر کاتالیستی بر نیروی پیشران و ضربه ویژه یک رانشگر تکپیشرانه
محمدرضا
سلیمی
رانشگرهای تکپیشرانه با توجه به سادگی ساختمان و قابلیت اطمینان بالایی که دارند، بهطور گسترده در ماهوارهها مورد استفاده قرار میگیرند. یک رانشگر تکپیشرانه از سه بخش انژکتور، محفظه تجزیه و نازل تشکیل شده است. پیشرانه از طریق انژکتور روی بستر کاتالیستی متشکل از ذرات کاتالیست پاشیده شده و بلافاصله تجزیه میشود. گاز ناشی از تجزیه پیشرانه در نازل شتاب گرفته و نیروی پیشران تولید میکند. در این تحقیق، یک رانشگر تکپیشرانه هیدرازینی با بستر کاتالیستی از جنس فلز فعال ایریدیم بهصورت عددی تحلیل میشود. معادلات حاکم بر انتقال جرم و حرارت داخل بستر کاتالیستی به صورت یکبعدی مدلسازی میشوند. لازم بهذکر است که به دلیل عدم وجود تعادل شیمیایی و ترمودینامیکی بین دو فاز، معادلات انتقال جرم و حرارت جداگانهای مطابق تحقیق شنکار و همکارانش برای فازهای جامد و گاز نوشته شده است. همچنین، برای محاسبه نیروی پیشران و ضربه ویژه مجموعه رانشگر، نازل همگرا-واگرا بهصورت صفربعدی تحلیل میشود. با استفاده از این روش، تاثیر قطر ذرات بستر کاتالیستی و طول محفظه تجزیه بهعنوان دو فاکتور مهم روی عملکرد یک رانشگر نمونه بررسی میشود. نتایج حاصل نشان میدهند که با کاهش قطر ذرات تشکیل دهنده بستر کاتالیستی، طول بهینه محفظه تجزیه کاهش یافته و ضربه ویژه بیشینه تا حدودی افزایش مییابد.
رانشگر تکپیشرانه
تجزیه کاتالیستی
عدم تعادل ترمودینامیکی و شیمیایی
قطر ذرات کاتالیست
طول محفظه تجزیه
2020
03
20
53
66
https://maj.ihu.ac.ir/article_205048_11ff2d5337dbca5a9fe3028912fa34d0.pdf
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1399
16
1
مطالعه پارامترهای عملکردی موتور پرخورانی شده هوایی در ارتفاع با استفاده از مدل یک بعدی
حسین
منصوری
فتح اله
امی
سید علیرضا
شریفی آل هاشم
مدلسازی یک بعدی موتورهای پیستونی هوایی، یکی از روش های مطالعه رفتار و عملکرد آنها در شرایط محیطی مختلف میباشد. در این تحقیق به موضوع مدلسازی یک بعدی موتور روتکس 914 بهعنوان یک موتور توربوشارژدار بنزینی هوایی و نیز پیشبینی رفتار آن در ارتفاعات مختلف پرداخته میشود. برای این منظور مدل یک بعدی کلیه اجزاء موتور همچون؛ فیلتر هوا، کاربراتور، منیفولد هوا، سوپاپهای ورودی و خروجی، سیلندر و پیستون، میللنگ، منیفولد دود و توربوشارژر در نرمافزار GT-Power ایجاد میشود. سپس با اعتبارسنجی مدل با دادههای ارائهشده توسط شرکت سازنده و حصول اطمینان از دقت مناسب مدل، به مطالعه پارامترهای عملکردی مهم موتور و خطوط عملکردی توربوشارژر تا ارتفاع 30 هزارپایی از جنبههای مختلف پروازی پرداخته میشود. با مطالعه انجام شده مشاهده شد که تا ارتفاع 18 هزارپایی، توربوشارژر مانع از افت شدید پارامترهای عملکردی موتور میشود و از آن به بعد به دلیل رسیدن کمپرسور به ناحیه سرعت بیشینه، شارژ هوای مورد نیاز و جلوگیری از افت عملکرد شدید موتور امکانپذیر نیست. همچنین با مطالعه اثر تغییرات دمای محیط بر عملکرد موتور مشاهده شد که افزایش 40 درجهای دمای محیط، سبب افت 10 درصدی توان ترمزی و در نتیجه آن افت عملکرد پرنده در هنگام اوجگیری خواهد شد. تاثیرگذاری تغییرات دمای محیط و ارتفاع بر عملکرد موتور، متفاوت است به صورتیکه تا رسیدن موتور به ناحیه سرعت بیشینه کمپرسور، اثر گذاری تغییرات دمای محیط محسوستر بوده و پس از آن، فاکتور ارتفاع مهمتر از دمای محیط خواهد بود.
مدل GT-Power
روتکس 914
مدل سازی یک بعدی
توربوشارژر
ارتفاع بالا
2020
03
20
67
82
https://maj.ihu.ac.ir/article_205049_039a188dffb2350d20a27aee2f772328.pdf
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1399
16
1
ردیابی مسیر زمانی ربات چرخدار با استفاده از روشهای غیرخطی پسگام و مد لغزشی
محمدرضا
سلطانپور
ربات پایه متحرک چرخدار با رانش تفاضلی، متشکل از دو چرخ فعال مستقل و یک چرخ کروی غیرفعال است. این ربات با فرض غلتش خالص چرخها و عدم لغزش، سامانهی غیرخطی و مقید به قیود غیرهولونومیک است. همچنین این سامانه در دسته سامانههای با کمبود عملگر قرار میگیرد. تعقیب مسیرهای حرکت زمانی، یکی از دشوارترین مسائل در حوزه رباتهای چرخدار است که در این مقاله به آن میپردازیم. در این راستا، ابتدا مدل سینماتیکی سامانه بیان میشود که در آن سرعت خطی و سرعت زاویهای ربات، ورودیهای سامانه در نظر گرفته میشوند. پس از تعیین مسیر مرجعی قابل حصول، برای اولین بار کنترلکننده پسگامی در دو مرحله طراحی شده است که پایداری تمام متغیرهای حالت سامانه را به صورت سراسری تضمین میکند. پس از آن کنترلکننده مد لغزشی برای حل مسئله تعقیب مسیرهای حرکت زمانی بر مبنای کنترل ورودی-خروجی طراحی شده است. پایداری این کنترلکننده نیز به صورت سراسری اثبات میشود. سپس بهمنظور ارزیابی و اعتبارسنجی کنترلکنندههای پیشنهادی، مقایسهای با کنترلکننده خطیسازی پسخور، که روشی قدرتمند است، صورت گرفته است. در پایان صحت و قوام کنترلکنندههای طراحی شده نسبت به اغتشاش با شبیهسازی در نرمافزار متلب تصدیق میشود.
ربات چرخدار
تعقیب مسیرهای حرکت زمانی
قیود غیرهولونومیک
کنترل پسگام
کنترل مد لغزشی
2020
03
20
83
98
https://maj.ihu.ac.ir/article_205050_f2cf15304c4c4b946a5e9f555e460827.pdf
مکانیک هوافضا
2645-5323
2645-5323
1399
16
1
یک شیر بازشونده سریع جدید برای لوله شوک بدون دیافراگم
جمال
زمانی
محمدعلی
صمیمی
در این مقاله به بررسی یک نوع لوله شوک بدون دیافراگم که مجهز به شیری با طراحی ابتکاری و جدید میباشد، پرداخته شده است. این لوله شوک قادر است، موج شوک مسطح در دریون خود که نسبت طول به قطر آن 6/41 میباشد، تولید کند. لوله شوکهای دیافراگمی دارای نقاط قوتی مانند ساخت آسان و پارگی آنی آن میباشد. اما با این وجود، محدودیتهای این لوله شوکها دلیل طراحی لوله شوکهای بدون دیافراگم میباشد. مهمترین این محدودیتها: 1- عدم قابلیت تکرار تولید موج شوک بدون باز کردن لوله. 2- عدم قابلیت تنظیم نسبت فشار در یک بازه مشخص 3- عدم امکام خودکار کردن لوله شوک؛ میباشد. در شیرهای جایگزین بهجای دیافراگم، مهمترین فاکتور، سرعت باز شدن شیر میباشد. که در ایجاد و یکنواختی موج شوک تشکیل شده در دریون تاثیر مستقیم دارد. در این مقاله یک مکانیزم ابداعی برای رسیدن به سرعت بالای شیر، پیشنهاد شده است که زمان باز شدن 8ms میباشد. این شیر خودکار دو قابلیت منحصربهفرد دارد: اول اینکه درایور و درایون هم راستا بوده و اغتشاش ناشی از تغییر مسیر یا چرخش گاز را نداریم که این به بهینه شدن لوله شوک کمک میکند و دوم اینکه این شیر از مرکز لوله بهسمت گوشهها مانند دیافراگم دوربین باز میشود و این بهترین حالت برای باز شدن شیر و یکنواختی موج حاصل میباشد. این مقاله نحوه عملکرد یک شیر پرسرعت با عملگر پنوماتیکی را توضیح داده و به مقایسه دادههای تجربی و تئوری آن پرداخته است.
لوله شوک بدون دیافراگم
شیرهای با سرعت بالا
2020
03
20
99
107
https://maj.ihu.ac.ir/article_205051_fe334e40784445cbb472a35bc9d1cb54.pdf