دانشگاه جامع امام حسین(ع) مکانیک هوافضا 2645-5323 22 1 2026 05 22 Dynamic Analysis of a Dual-Mass Flywheel with Polymer Balls and Its Optimization Using Design Expert Software تحلیل دینامیکی چرخ طیار دو جرمی با ساچمه‌های پلیمری و بهینه‌سازی آن با استفاده از روش طراحی آزمایش 1 13 210734 10.47176/MAJ.2026.1500 FA سید علی موسوی پژوهشگر ،دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران 0000-0002-0857-8072 سعید محجوب مقدس دانشیار دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران ، ایران 0000-0001-5043-2993 حسین منصوری استادیار، دانشگاه امام حسین (ع)، تهران، ایران Journal Article 2026 02 23 Vibration energy harvesting is one of the methods that is used as energy supply for electronic devices that have low power consumption (such as sensors). With the advent of piezoelectrics and due to the properties of piezoelectric materials, they were quickly introduced as one of the most common materials for energy harvesting. Currently, vibration energy harvesting with piezoelectric material can produce more than 300 microwatts per square centimeter of power. Piezopolymers are one of the types of piezoelectric materials. In this work, with the help of EAPap piezopolymer materials, which are a thin film of cellulose, energy-harvesting beams have been made. By changing the location of the piezoelectric along the length of the cantilever beam, the changes in voltage, current and output power have been investigated. It can be seen that by changing the position of the piezoelectric on the beam and getting closer to the end of the beam, the output power, current and voltage have also increased due to the increase in the amount of strain. در این مقاله، یک چرخ طیار دو جرمی جدید معرفی‌شده است که از فنرهای منقطع و ساچمه‌های پلیمری بین صفحات آن استفاده می‌شود. هدف اصلی این طراحی، کاهش نوسانات گشتاور خروجی موتورهای پیستونی است. در این پژوهش، معادلات حرکت چرخ طیار، مدل‌سازی شده و با استفاده از روش رانگ‌کوتای مرتبه‌ چهارم حل‌شده‌اند. سپس، پارامترهای مختلف چرخ طیار مانند اینرسی، سرعت دورانی، میرایی و سفتی با کمک روش طراحی آزمایش موردبررسی و بهینه‌سازی قرارگرفته‌اند. پس از بهینه‌سازی، چرخ طیار با مشخصات بهینه، ساخته‌شده و در شرایط واقعی مورد آزمایش تجربی قرارگرفته است. نتایج به‌دست‌آمده از مدل تحلیلی و آزمایش‌های تجربی تطابق خوبی دارد که اختلاف آن زیر 35/6 درصد هست. به‌علاوه، این چرخ طیار توانسته است نوسانات گشتاور خروجی موتور پیستونی هواپیمای ملخی را تا 61/89 درصد کاهش دهد. این بهبود عملکرد نشان‌دهنده قابلیت بالای این سیستم در افزایش کارایی و پایداری موتورهای پیستونی است.

https://maj.ihu.ac.ir/article_210734_b6b4af0b1efe87e863b8b1ee87a30b9a.pdf

دانشگاه جامع امام حسین(ع) مکانیک هوافضا 2645-5323 22 1 2026 05 22 Increase the Accuracy of Two-Phase Combustion Numerical Simulation in Combustion Chamber of Ducted Rocket Engine افزایش دقّت شبیه‌سازی عددی احتراق دوفازی در محفظه احتراق موتور راکت مجرایی 15 29 210736 10.47176/MAJ.2026.1524 FA مهدی دهقان کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران 0009-0000-3703-5192 جلال محمدی دانشیار ، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Journal Article In the present study, the increase in the accuracy of numerical simulation of two-phase combustion in the combustion chamber of a ducted rocket engine has been investigated. The present problem includes two fuel flows with gas and solid phases. For the numerical simulation of two-phase combustion in a ducted rocket engine, ANSYS Fluent software has been used. For the modeling of turbulence, the two-equation model of k-ε RNG has been intended. Also, for the modeling of combustion and solid carbon particles, the non-premixed combustion model and the DPM model have been used, respectively. Using an unorganized grid cell, examining the sensitivity of the numerical solution results to the number of grid cells, the value of the flammability limit of the solid fuel flow, and using the turbulent dispersion model and its sub-parts in discrete phase modeling are the applied differences in the present CFD research. In fact, the use of the turbulent dispersion model and its sub-parts has had a major impact on improving the numerical simulations performed. The difference between the two-phase combustion efficiencies obtained from CFD in the present work and the two-phase combustion efficiencies obtained from the experimental work in configurations 1, 2, 3, 4, and 5 has decreased by 22%, 6%, 0.4%, 4% and 5%, respectively, which means an increase in the accuracy of the numerical simulation of two-phase combustion in the present work. در پژوهش حاضر، به بررسی افزایش دقّت شبیه‌سازی عددی احتراق دوفازی در محفظه احتراق موتور راکت مجرایی پرداخته شده است. مسئله حاضر شامل دو جریان سوخت با فاز گاز و جامد است. برای شبیه‌سازی عددی احتراق دوفازی در موتور راکت مجرایی، از نرم‌افزار انسیس فلوئنت استفاده شده است. برای مدل‌سازی آشفتگی، مدل دو معادله‌ای کا اپسیلون آراِن‌جی در نظر گرفته شده است. همچنین، برای مدل‌سازی احتراق و ذرات کربن جامد به ترتیب از مدل احتراقی غیر پیش‌آمیخته و مدل دی‌پی‌اِم استفاده شده است. استفاده از سلول شبکه‌بندی بی‌سازمان، بررسی حساسیت نتایج حل عددی به تعداد سلول شبکه‌بندی، مقدار حد اشتعال‌پذیری جریان سوخت جامد و استفاده از مدل توربو لنت دیسپرژن و زیربخش‌های آن در مدل‌سازی فاز گسسته، تفاوت‌های اعمالی در پژوهش سی‌اف‌دی حاضر است. در واقع، استفاده از مدل توربو لنت دیسپرژن و زیربخش‌های آن، تأثیر عمده‌ای بر بهترشدن شبیه‌سازی‌های عددی انجام شده، داشته است. اختلاف بین راندمان‌های احتراق دوفازی سی‌اف‌دی به‌دست‌آمده در کار حاضر و راندمان‌های احتراق دوفازی حاصل از کار تجربی، در پیکربندی‌های 1، 2، 3، 4 و 5 به ترتیب به میزان 22%، 6%، 4/0%، 4% و 5% کاهش‌یافته که به معنای افزایش دقّت شبیه‌سازی عددی احتراق دوفازی در کار حاضر است.

https://maj.ihu.ac.ir/article_210736_f27568d3991711598d4b3cc68f4a39b4.pdf

دانشگاه جامع امام حسین(ع) مکانیک هوافضا 2645-5323 22 1 2026 05 22 Sizing and Reference SOC Trajectory of Hybrid Aircraft Propulsion System under Failure Conditions اندازه‌گذاری و نمودار سطح شارژ مرجع سیستم جلوبرنده هواپیما هیبرید تحت شرایط خرابی 31 44 210978 10.47176/MAJ.2026.1530 FA مسعود خاشعی نژاد دانشجوی دکتری، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0000-0002-4462-9789 مرتضی منتظری استاد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0000-0001-7003-903X Journal Article 2026 01 07 In this paper, the sizing method and reference battery state of charge (SOC) trajectory for a hybrid aircraft under failure conditions are presented. With this aim, first, the types of hybrid-electric propulsion system (HEPS) structures along with their components are introduced. Then, the failure modes of HEPS main components and their impact on the aircraft performance are investigated. Next, the sizing of parallel HEPS under all-turbine and battery pack failures is formulated. Then, the reference SOC trajectory is presented by simulating the HEPS during a real flight mission, to ensure the safe landing of the aircraft in the event of all-turbine failure. So that the battery SOC in the cruise and descent phases should be about 35-45% and 65%, respectively. Finally, using the results of the parallel hybrid aircraft simulation under emergency failure modes, the correctness of the proposed sizing procedure has been proven. In addition, by presenting the simulation results of the healthy hybrid aircraft, the satisfaction of the performance constraints of the parallel HEPS has been validated. در این مقاله، روش اندازه‌گذاری و نمودار سطح شارژ مرجع برای یک هواپیمای هیبرید تحت شرایط خرابی ارائه شده است. با این هدف، ابتدا انواع ساختارهای سیستم جلوبرنده هیبرید به همراه اجزاء آنها معرفی شده است. سپس مودهای خرابی‌های اجزاء اصلی سیستم جلوبرنده هیبرید و تأثیر آن‌ها بر عملکرد هواپیما بررسی شده است. در ادامه، اندازه‌گذاری اجزاء سیستم جلوبرنده هیبرید موازی تحت خرابی‌های تمام توربین یا پک باتری، فرموله شده است. سپس نمودار سطح شارژ باتری مرجع به کمک شبیه‌سازی سیستم جلوبرنده هیبرید در طول یک مأموریت پروازی واقعی، باهدف تضمین فرود ایمن هواپیما در صورت خرابی تمام توربین‌ها ارائه شده است. به‌طوری که می‌بایستی مقدار سطح شارژ باتری در فاز کروز و نشستن به ترتیب حدود ۴۵-۳۵% و 65% باشد. در نهایت، با استفاده از نتایج حاصل از شبیه‌سازی هواپیما هیبرید موازی تحت مودهای خرابی بحرانی، درستی رویه اندازه‌گذاری پیشنهادی اثبات شده است. علاوه بر این، با ارائه نتایج شبیه‌سازی هواپیما هیبرید سالم ارضاشدن قیود عملکردی سیستم جلوبرنده هیبرید موازی صحه‌سنجی شده است.

https://maj.ihu.ac.ir/article_210978_836557980736acd40239ab44f1d136c5.pdf

دانشگاه جامع امام حسین(ع) مکانیک هوافضا 2645-5323 22 1 2026 04 05 Dynamic Analysis and Vibrations Control of a Composite Airplane Wing with Piezoelectric Actuator Patches تحلیل دینامیکی و کنترل ارتعاشات بال هواپیما از ماده مرکب با وصله‌های عملگر پیزوالکتریک 45 62 210669 10.47176/MAJ.2026.1533 FA کاوه سبوحیان کارشناسی ‌ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد پرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران. احمد مامندی استاد، گروه مهندسی هوافضا، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0001-5499-0968 Journal Article 2025 08 25 In this paper, dynamic analysis of a composite wing of a typical airplane with Piezoelectric sensor and actuator patches has been performed using ABAQUS finite element package. The modal analysis for a 3-D model of a specified wing made up of three different composite material including basalt-epoxy, kevlar-epoxy and carbon epoxy has been done to determine and compare modal shapes of the composite wing and its corresponding natural frequencies. Then, based on structural analysis, 3-D distributions of stress, strains and displacements components are obtained. Moreover, using a written code in MATLAB/Simulink applying the PID controller to the model, the vibration control of the composite wing has been investigated. To do this, the responses of both open and closed loop control models of the system with PID controller under external disturbance forces in the form of unit step, ramped and sinousuidal input functions are extracted. It was shown from the obtained results that the composite wing made up of carbon-epoxy material has modal natural frequencies higher than that of aluminum wing. Also, considering the closed loop PID controller for the composite wing with Piezoelectric actuators revealed that a very good performance of the system against applied disturbances in which the active PID controller reduced the wing tip displacement under disturbances in the form of unit step, ramped and sinousuidal functions by 96.5%, 98% and 99%, respectively. در این مقاله، تحلیل دینامیکی بال یک هواپیما از ماده مرکب همراه با وصله‌های حسگر و عملگر پیزوالکتریک به کمک روش اجزای محدود (FEM) توسط نرم‌افزار ABAQUS انجام شده است. تحلیل مودال بال سه‌بعدی ساخته شده از سه نوع ماده مرکب مختلف شامل کولار - اپوکسی، بازالت - اپوکسی و کربن - اپوکسی برای تعیین و مقایسه شکل مودها و فرکانس‌های طبیعی آن انجام شده است. سپس، در تحلیل سازه‌ای بال، توزیع‌های تنش، کرنش و جابه‌جایی به‌دست آمده‌اند. علاوه بر این، با استفاده از کد تهیه شده در نرم‌افزار Matlab/Simullink، با درنظرگرفتن کنترل‌کننده PID حلقه باز و حلقه بسته سیستم، کنترل ارتعاشات بال مورد بررسی قرار گرفته است. نمودارهای پاسخ حلقه باز و بسته سیستم به نیروهای اغتشاشی خارجی وارد بر بال به شکل توابع پله واحد، رمپ و سینوسی استخراج شده‌اند. نتایج به‌دست‌آمده نشان دادند که بال مرکب ساخته شده از ماده کربن - اپوکسی دارای فرکانس‌های طبیعی بالاتری نسبت به بال آلومینیومی است. همچنین، کنترل‌کننده PID حلقه بسته سیستم بال مرکب به همراه وصله‌های عملگر پیزوالکتریک نشان داد که بال در برابر اغتشاشات اعمالی به‌خوبی عمل کرده و پاسخ‌های مناسبی ارائه داده به‌طوریکه جابه‌جایی نوک بال هواپیما به اغتشاشاتی به شکل پله واحد، رمپ و سینوسی به‌ترتیب به میزان %5/96، %98 و 99% کاهش ‌یافته است.

https://maj.ihu.ac.ir/article_210669_02c66e133f1b119e72fa06bee75205ce.pdf

دانشگاه جامع امام حسین(ع) مکانیک هوافضا 2645-5323 22 1 2026 08 24 Prediction of the Critical Buckling Load in a Composite Lattice Conical Structure Using Artificial Neural Network پیش‌بینی بار بحرانی کمانش در سازه مخروطی مشبک کامپوزیتی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی 63 72 210979 10.47176/MAJ.2026.1541 FA علی اصغر نادری دانشیار ، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران. 0000-0002-3562-2251 فرید باقرپور استادیار ، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران . سیدمصطفی میرطبایی استادیار ، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران . Journal Article Composite lattice shells are widely employed across various industries due to their exceptional strength-to-weight ratio and ability to sustain significant loads while remaining lightweight. Buckling analysis and the accurate prediction of the critical buckling load are among the most essential design considerations for these structures. In this study, the influence of incorporating carbon nanoparticles (1, 1.5, 3, 4, and 5 wt%) on the elastic properties of the resin was investigated using the Modified Halpin–Tsai model. The effective properties of the composite material in the conical lattice structure were then estimated through the rule of mixtures. Based on these properties, finite element models were developed in Abaqus to predict the buckling load, and the numerical results were validated against experimental data. Furthermore, to enable neural network–based prediction of the critical buckling load, 75 parametric models were generated in Abaqus with varying nanoparticle concentrations and aspect ratios (0.5, 1, and 1.5) for the cross-sections of helical and circumferential ribs. The corresponding critical buckling loads were calculated and used to train neural networks. Networks with different neuron counts and training epochs were systematically evaluated, and the optimal architecture for accurate prediction of the critical buckling load was identified. پوسته‌های مشبک کامپوزیتی یکی از مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده سازه‌های مورد استفاده در صنایع مختلف هستند. نسبت استحکام بالا به وزن پائین و قابلیت تحمل بار در وزن محدود این امکان را فراهم آورده که این نوع سازه‌ها به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گیرند. آنالیز کمانش و تعیین و پیش‌بینی بار بحرانی کمانش در این سازه‌ها از جمله مهم‌ترین پارامترهای طراحی این سازه‌های کامپوزیتی است. در این مطالعه ابتدا با استفاده از نظریه هالفین - تسای بهبودیافته تأثیر افزودن نانوذرات کربن با درصدهای جرمی 1، 1.5، 3، 4 و 5 بر خواص الاستیک رزین بررسی و محاسبه شد. سپس با استفاده از نظریه اختلاط در کامپوزیت‌ها خواص کامپوزیت به‌کاررفته در سازه مشبک مخروطی تخمین زده شد. پس از تعیین خواص کامپوزیت با درصدهای مختلف ذرات نانو، یک مدل المان محدود جهت پیش‌بینی بار کمانش در نرم‌افزار آباکوس توسعه و نتایج آن با نتایج تجربی صحت سنجی شد. همچنین جهت آموزش شبکه عصبی برای پیش‌بینی بار بحرانی کمانش 75 مدل به روش اسکریپت‌نویسی در نرم‌افزار آباکوس با درصدهای مختلف ذرات نانو و نسبت ضخامت به عرض‌های مختلف در سطح مقطع ریب‌های مارپیچ و محیطی (5/0، 1 و 5/1) توسعه و بار بحرانی کمانش محاسبه گردید

https://maj.ihu.ac.ir/article_210979_24e9f724e049ae791bd6a8be4752a754.pdf

دانشگاه جامع امام حسین(ع) مکانیک هوافضا 2645-5323 22 1 2026 05 22 Effect of Inconel 625 Coating on the Mechanical and Chemical Properties of API 5LX52 Steel Pipes تاثیر پوشش اینکونل 625 بر بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی لوله‌های فولادی API 5LX52 73 83 210980 10.47176/MAJ.2025.1545 FA فائزه نظری دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه ملایر ، ملایر ، ایران علی شهرجردی استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه ملایر،ملایر ،ایران 0000-0003-2318-0828 Journal Article 2026 02 13 Seamless API 5L X52 steel pipes are widely used in oil and gas transmission systems, but under harsh operating conditions including corrosive and abrasive environments, they have relatively limited corrosion and wear resistance, which can lead to reduced service life and increased maintenance costs. In this study, with an industrial-oriented approach and with the aim of simultaneously improving mechanical properties and corrosion behavior, a coating of nickel-based alloy Inconel 625 was applied to the surface of API 5L X52 steel pipes by metal cladding method. As a common industrial welding process, this method has the practical implementation capability on an industrial scale. After the coating operation, the chemical composition of the coating was determined by emission spectrometry and the mechanical properties including hardness, tensile, bending and impact were evaluated at a temperature of -30 ℃. Also, the corrosion behavior was investigated by performing pitting corrosion tests and susceptibility to intergranular corrosion by immersing the samples in a boiling solution containing 25 g of ferric sulfate and 236 ml of sulfuric acid for 120 hours. The results showed that the Inconel 625 coating had a stable and uniform chemical composition at different surface and thicknesses and resulted in a 51% increase in the hardness of the steel substrate. Also, the corrosion rates were 0.000193 g/cm² and 1.278 (mm/year) in the pitting and intergranular corrosion tests, respectively, indicating a significant improvement in corrosion resistance along with an increase in mechanical properties of API 5L X52 steel after applying the Inconel 625 coating. لوله‌های بدون درز فولادی API 5L X52 به طور گسترده در سامانههای انتقال نفت و گاز مورد استفاده قرار میگیرند، اما در شرایط عملیاتی سخت شامل محیطهای خورنده و سایش‌زا، از مقاومت به خوردگی و سایش نسبتاً محدودی برخوردارند که می‌تواند منجر به کاهش طول عمر کاری و افزایش هزینههای تعمیر و نگهداری شود. در این پژوهش، با رویکردی صنعتی محور و باهدف بهبود هم‌زمان خواص مکانیکی و رفتار خوردگی، پوشش آلیاژ پایه نیکل اینکونل 625 به روش روکش فلزی سطح لوله‌های فولادی API 5L X52 اعمال گردید. این روش به‌عنوان یک فرایند جوشکاری متداول صنعتی، قابلیت پیاده‌سازی عملی در مقیاس صنعتی را دارا است. پس از انجام عملیات پوششدهی، ترکیب شیمیایی پوشش با روش اسپکترومتری نشری تعیین گردید و خواص مکانیکی شامل سختی، کشش، خمش و ضربه در دمای 30- مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، رفتار خوردگی با انجام آزمونهای خوردگی حفرهای و حساسیت به خوردگی مرزدانه‌ای از طریق غوطهوری نمونهها در محلول جوشان حاوی g 25 فریک سولفات و ml 236 اسیدسولفوریک به مدت 120 ساعت بررسی شد. نتایج نشان داد که پوشش اینکونل 625 دارای ترکیب شیمیایی پایدار و یکنواخت در سطح و ضخامتهای مختلف است و منجر به افزایش 51 درصدی سختی زیرلایه فولاد گردید. همچنین، نرخ خوردگی به ترتیب برابر با g/cm² 000193/0 و (mm/year) 278/1 در آزمون‌های خوردگی حفرهای و مرزدانه‌ای به دست آمد که حاکی از بهبود قابل‌توجه مقاومت به خوردگی در کنار افزایش خواص مکانیکی فولاد API 5L X52 پس از اعمال پوشش اینکونل 625 است.

https://maj.ihu.ac.ir/article_210980_739efd141c92a2e8e62679dc8c0e8075.pdf