در این رساله، طراحی، اجراء و مدلسازی فرآیند nano-edm مورد بررسی و تحقیق قرار گرفت. به منظور تولید نانو- ابزار مناسب برای فرآیند nano-edm یک دستگاه اتوماتیک طراحی و ساخته شد که با استفاده از آن، تاثیر متغیرهای فرآیند ساخت بر خصوصیات نانو- ابزار مورد تحقیق قرار گرفت. با شناسایی سطوح بهینه متغیرهای فرآیند ساخت به روش تاگوچی، نانو- ابزارهایی با شعاع نوک حدود 10 نانومتر و ضریب جانبی (نسبت طول به شعاع نوک) 172 تولید شد. برای انجام فرآیند nano-edm یک سیستم مناسب طراحی و ساخته شد که با استفاده از آن و با بهینه سازی متغیرهای فرآیند nano-edm به روش تاگوچی، سوراخ هایی با شعاع حدود 50 نانومتر و عمق 100 نانومتر در زمانی حدود 4 نانوثانیه بر روی سطح نانولایه هایی از جنس طلا ماشینکاری شد. با استفاده از فرآیند nano-edm سرعت نانوماشینکاری بسیار بالاتری نسبت به دیگر فرآیندهای نانوماشینکاری بدست آمد. برای پیش بینی خصوصیات فرآیند nano-edm از جمله شعاع نانوسوراخ های حاصل از این فرآیند، کانال پلاسمای فرآیند nano-edm با تحلیل سیالاتی- حرارتی کانال مذکور مدلسازی شد. با استفاده از مدل جامع ارائه شده برای کانال پلاسمای فرآیند nano-edm، تغییرات شعاع، فشار، دما، آنتالپی بر واحد جرم، دانسیته و جرم کانال پلاسما بر حسب زمان پالس جرقه محاسبه گردید. با استفاده از نتایج حاصل از مدلسازی، زمان پالس جرقه مناسب برای دستیابی به شعاع مطلوب نانوسوراخ نیز محاسبه شد.

حذف اصطکاک همواره یکی از آرزوهای بشر بوده است که امروزه با فن آوری تعلیق مغناطیسی این امر ممکن شده است. سیستم های تعلیق مغناطیسی به علت ویژگی های منحصر بفرد، از قبیل نداشتن تماس و اصطکاک، امکان تحقق سرعت های بالا و بدون نیاز به روغنکاری در سالهای اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته و تحقیقات زیادی در مورد آن ها انجام شده است. این سیستم ها در موارد متعددی نیز به مرحله کاربرد صنعتی رسیده است، اما لزوم بهبود و توسعه آن باعث شده تا هنوز در سطح جهان به عنوان یک موضوع پژوهشی مطرح باشد. اگرچه تعداد معدودی یاتاقان مغناطیسی به کشور وارد شده و به کار گرفته شده، اما هنوز تسلط بر فن آوری آن گسترش نیافته و پژوهش قابل توجهی در این زمینه در ایران انجام نشده است. یاتاقان های مغناطیسی دارای دو نوع، فعال (جاذبه مغناطیسی) و غیر فعال (دافعه مغناطیسی) است که در این پژوهش از نوع فعال آن استفاده شده است. هدف این پژوهش دستیابی به فن آوری یاتاقان مغناطیسی در دور rpm 3000 و بالاتر می باشد. برای رسیدن به دور مورد نظر از مدل ساده ای که قبلاً برای تعلیق استاتیکی یک محور ساخته شده بود، استفاده شد. با اعمال تغییرات اساسی که در مدل و مدار کنترلی آن ایجاد شد، امکان دستیابی به سرعت های بالا میسر گردید. نمونه ای از این تغییرات، اصلاح و بهینه سازی استاتور و سیم پیچ های هسته یاتاقان می باشد که برای تعیین تعداد دور سیم پیچ ها و محاسبات مربوط به تعیین نیروی مورد نیاز، آنالیز عددی توسط نرم افزار ansys انجام شد. در این پژوهش از 4 عدد سنسور القایی مغناطیسی برای تعیین موقعیت روتور، یک سیستم کنترلی lead، نرم افزار matlab و جعبه ابزارهای آن مانند xpctarget، استفاده شد. در آزمایش های انجام شده محور تعلیق و توسط یک موتور به دوران درآمد و دوران تا سرعت 4000 دور بر دقیقه محقق شد.

امروزه لرزه گیرهای زیادی از لرزه گیرهای لاستیکی و فنری گرفته تا لرزه گیرهای نمدی و چوب پنبه ای استفاده می شوند. برخی در فرکانس های پائین و برخی در فرکانس های بالا بکار می روند. برخی برای تجهیزات سبک و برخی برای تجهیزات سنگین مناسبند. ویژگی مشترک این لرزه گیرها، غیر فعال بودن آنهاست یعنی در صورت تغییر وزن یا فرکانس، کارائی مناسبی نخواهند داشت. از این رو لرزه گیرهائی با کنترل کننده فعال یا نیمه فعال بوجود آمد تا بتواند مقادیر سفتی و میرائی خود را با توجه به شرایط به گونه ای تغییر دهند که کارائی حداکثر باشد. امروزه فنرهای بادی یکی از انواع پرکاربرد لرزه گیرها می باشند. اصول کلی در فنرهای بادی اینست که در صورت پائین آمدن صفحه بالائی خود، با افزایش حجم باد و در صورت بالا رفتن صفحه بالائی خود، با کاهش حجم باد سعی در برگرداندن صفحه بالائی خود به سطح مبنا دارند. بطور کلی فنرهای بادی به عنوان لرزه گیر ارتعاش، به دو دسته فنرهای بادی بالشتکی و غشائی تقسیم بندی می شوند. هدف از انجام این پروژه اینست که با کنترل مناسب فنرهای بادی بالشتکی، از آنها برای لرزه گیری ارتعاش در فرکانس های بالا استفاده شود. برای این منظور سیستمی باید طراحی شود که اولاً قابلیت تغییر فرکانس نوسان را داشته باشد و ثانیاً باید بتواند شتاب و میزان جابجائی صفحه بالائی را در فشارهای مختلف بالشتک باد اندازه گیری نماید. در نهایت باید کنترل کننده ای طراحی شود که بر اساس سیگنال های ورودی، شیر تناسبی را برای کنترل دبی ورودی به بالشتک یا خروجی از آن به بهترین نحو کنترل نماید. در این پروژه سیستم دارای چند بخش است: 1) بخش نوسان ساز که با چرخش یک شفت خروج از مرکز ارتعاش هارمونیک تولید می شود و با یک تبدیل کننده(دستگاهی که فرکانس موتور را تغییر می دهد و در نتیجه دور موتور تغییر خواهد کرد) فرکانس نوسان را می توان تغییر داد. 2) بخش سازه مکانیکی که صفحات بالائی و پائینی بالشتک را در بر دارد و مابقی تجهیزات و سنسورها روی آن نصب می شود. 3) بخش سنسورها و اندازه گیری که با شتاب سنج های تک جهته پیزو الکتریک، شتاب صفحات بالائی و پائینی بالشتک باد اندازه گیری شده و به کمک یک حرکت سنج خطی، میزان جابجائی صفحه بالائی ثبت و تحلیل می شود. 4) بخش کنترل که در آن به کمک یک کنترل کننده pid طراحی شده، بر اساس سیگنال دریافتی از حرکت سنج خطی، شیر تناسبی نیوماتیکی کنترل می شود. در نهایت یک لرزه گیر با استفاده از فنر بادی بالشتکی برای استفاده در فرکانس های بالا طراحی و ساخته می شود.

ریزپاشی ذرات مایع کاربردهای مختلفی از قبیل استفاده در سوخت پاش خودروها، خنک کاری، پوشش دهی، استفاده پزشکی و غیره دارد. یکی از روشهای معمول ریزپاشی، استفاده از ارتعاشات است. برای این کار به طور معمول از پیزوالکتریک ها استفاده می شود. در این پایان نامه روند طراحی و ساخت یک عملگر دینامیک با استفاده از آلیاژ دگررسان مغناطیسی ترفنل - دی ارائه گردیده و از این عملگر در کاربرد ریز پاشی مایعات استفاده شده است. ویژگی مهم این آلیاژ آن است که وقتی در معرض میدان مغناطیسی متغیر قرار می گیرد، با فرکانسی برابر میدان تغییر طول می دهد. در طراحی عملگر موجود سعی شده تا حد امکان بهینه سازی های ممکن صورت پذیرد. بدین منظور یک مجموعه آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده و با استفاده از آن رفتار مگنتومکانیکی ترفنل - دی مطالعه گردیده است. تعیین تجربی شرایط کاری مناسب جهت استفاده از آلیاژ ترفنل - دی، نتیجه مطالعه مذکور است. سپس برای قطعات دیگر عملگر، با هدف کم کردن افت های مکانیکی، مواد مناسب انتخاب شده است. در ادامه طراحی مکانیکی، مغناطیسی و الکترونیکی عملگر انجام شده و سپس رفتار مکانیکی و مغناطیسی عملگر با استفاده از نرم افزار المان محدود ansys 12 شبیه سازی گردیده است. در نهایت ساخت و مونتاژ عملگر انجام شد و تست های عملکردی آن با موفقیت انجام پذیرفت. به علت تغییر دامنه ارتعاشات در یک گستره نسبتا زیاد، دبی خروجی این ریزپاش قابلیت تغییر در محدوده ای وسیع را دارد. به سبب کرنش قابل حصول نسبتا بالای این عملگر، توان تولید ذرات با ابعاد کوچک و دبی خروجی بالا از خصوصیات استفاده از آن در کاربرد ریزپاشی مایعات است. این ریزپاش بالقوه قابلیت استفاده در سیستم های سوخت پاش خودرو را دارا می باشد.

موتورهای الکتریکی شناخته شده ترین و پرکاربردترین موتورهای مورد استفاده در صنعت هستند. موتورهای الکتریکی از نظر نحو حرکت به دو دسته دورانی و خطی تقسیم می شوند، که مهمترین نوع موتورهای خطی الکتریکی، موتورهای خطی dc و ac می باشند. با این وجود موتورهای خطی جدیدتری نیز طراحی و ساخته شده اند که از جمله می توان به موتورهای خطی آلتراسونیک (موتورهای آلتراسونیک با موج پیش رونده) اشاره کرد. یکی از جدیدترین نوع موتورهای خطی الکتریکی که امروزه مورد توجه قرار گرفته است موتورهای (عملگرهای) خطی الکترواستاتیکی هستند. این موتورها نسبت به انواع دیگر موتورهای خطی دارای پیچیدگی و هزینه کمتری هستند و به راحتی تولید می شوند. با توجه به این که نیروهای این گونه موتورها (که ناشی از بارهای الکتریکی می باشد) از بعد میکرو نیوتن هستند، در نتیجه هر چه ابعاد موتور کوچک تر شده و به بعد میکرون نزدیک تر شود، توان حاصل از این موتورها بیشتر می گردد. همچنین مهمترین عیب موتورهای الکترواستاتیک در ابعاد ماکرو پایین بودن نیروی موتور می باشد. در این پایان نامه مراحل طراحی و ساخت یک عملگر خطی الکترواستاتیک به شکل استوانه با کنترل مدار باز تشریح شده و پارامترهای موثر بر عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. در این عملگر، اسلایدر از جنس شیشه و بدون الکترود می باشد. استاتور آن نیز به صورت سه فاز و با شیوه ای ابتکاری سیم پیچی شده است. همچنین برای کم کردن اصطکاک بین اسلایدر و استاتور از یک یاتاقان هوایی استفاده شده است. برای کنترل میزان جابجایی، سرعت و شتاب عملگر، از یک برنامه کنترلی که در نرم افزار متلب نوشته شده استفاده گردیده است. این برنامه قادر است که اسلایدر عملگر را در هر موقعیت دلخواه (در محدوده کورس حرکتی اسلایدر) با دقت 03/0 میلی متر موقعیت دهی کند. در ادامه پارامترهای موثر بر عملکرد عملگر از قبیل ولتاژ اعمالی، شکل موج و زمان شارژ اولیه بر روی نیروی پیشران عملگر مورد بررسی قرار گرفته است.

جریان گردابی در اثر تغییرات میدان مغناطیسی القاء شده در یک رسانا بوجود می آید و بر اساس قانون لنز با میدان بوجود آورنده خود مخالفت می کند که باعث ایجاد نیروی دافعه ای به نام نیروی جریان گردابی می شود. در این پایان نامه به بررسی مکانیزمهای تحریک و میراگر های جریان گردابی در یک تیر یکسر گیردار پرداخته شده است. نیروی اعمالی به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته و در محیط simulink نرم افزار مطلب شبیه سازی شده است. در مجموعه ساخته شده از یک میکرومترهد برای تنظیم فاصله هوایی (gap) بین سیم پیچ و تیر و از یک کویل تخت برای ایجاد جریان گردابی جهت اعمال نیروی ضربه و ارتعاشات آزاد تیر استفاده شده است. نیروی اعمالی به دو روش ضربه و نوع ارتعاش لرزاننده اعمال می شود. ارتعاشات توسط سنسور با استفاده از نرم افزار مطلب خوانده شده و با کنترلر طراحی شده در محیط simulink، سیگنال مورد نظر جهت تقویت و اعمال جریان گردابی برای میرا نمودن ارتعاشات تیر آلومینیمی به آمپلیفایر فرستاده می شود. بعد از محاسبه سفتی و جرم از طریق بارگذاری استاتیکی از روی پاسخ زمانی، کاهش لگاریتمی بدست آمده و ضریب میرایی محاسبه شده است. پاسخ فرکانسی تیر در اثر تحریک ضربه و میرایی میراگر جریان گردابی در آزمایشات مختلف بررسی شده و میزان میرایی در نمودار پاسخ فرکانسی بدست آمده است. با تخمین نیروهای دینامیکی شبیه سازی مدل دینامیکی میراگر انجام شده و تاثیر میرایی در فرکانس های مختلف توسط ابزار محاسباتی نرم افزار مطلب بوسیله fft گرفتن از سیگنال ورودی بررسی می گردد.

با توجه به فواید زیاد تولید بر اساس جانشانی قطره سیال ، کاربردهای آن در موارد زیادی در صنعت، پزشکی و داروسازی توسعه یافته است. در این روش ابتدا قطره هایی از یک سیال تولید -می شود، سپس قطره های تولید شده توسط روش های مختلف موقعیت دهی می شوند. با توجه به جنس سیال این روش کاربرده های مختلفی دارد. از جمله کاربردهای آن استفاده از در سیستم های میکروالکترومکانیکی، نمونه سازی سریع، مدارات الکترونیکی، کشت سلول و باکتری، ساخت نمایشگر کریستال مایع، تولید سلول خورشیدی و غیره است. این نوع دستگاه ها از دو قسمت کلی تشکیل شده است. واحد تولید کنند قطره و واحد موقعیت دهنده قطره. در واحد تولید کننده قطره، قطره مورد نظر با اندازه و سرعت مشخص تولید می شود و واحد موقعیت دهنده آن قطره را به محل مشخص هدایت می کند. در عملگر طراحی شده در این پژوهش، ارتعاشات پیزوالکتریک به سیال منتقل می شود در نتیجه هنگام خروج جت سیال از نازل، قطره تولید می شود. نازل استفاده شده در این عملگر از جنس شیشه است که با استفاده از روش کشیدن لوله شیشه ای تولید می شود. در آزمایش ها انجام گرفته تاثیر ولتاژ ، فرکانس، شکل موج و قطر نازل بر روند تولید قطره بررسی شده است. با توجه به فرکانس بالای تولید قطره برای اندازه گیری سایز قطره ها از دوربین سرعت بالا استفاده می شود. عکس های گرفته شده با استفاده از نرم افزار matlab توسط روش های پردازش تصویرتحلیل شده و پارمترهای تولید قطره مانند قطر و سرعت قطره ها بدست می آید. در این پروژه روش های مختلف تولید قطره معرفی شده و تئوری حاکم بر مسئله ارائه می شود. پس از آن چگونگی طراحی یک عملگر تولید قطره و سپس روش ساخت دستگاه مورد بررسی قرار می گیرد و در نهایت تست عملکرد آن برای بررسی پارامترهای موثر بر تولید قطره ارائه می شود.

موتورهای الکترواستاتیکی نسبت به موتورهای الکترومغناطیسی ساده تر و سبک تر هستند و پیچیدگی کمتری دارند. اما بعضی از ویژگی های منفی به خصوص گشتاور پایین، مانع گسترش آن ها شده است. در این رساله یک طرح جدید برای افزایش گشتاور این موتورها ارائه و از نظر تئوری و آزمایشگاهی بررسی شده است. در این طرح، الکترودهای روتور از طریق القایی باردار شده و گشتاور موتور افزایش می یابد. برای شناخت پارامترهای موثر بر عملکرد موتور، ابتدا مدلسازی انجام شده و سپس با استفاده از نتایج مدلسازی و با کمک روش های عددی، مشخصات بهینه موتور برای دستیابی به قابلیت های بالاتر محاسبه شده است که باعث افزایش گشتاور خروجی و کاهش ریپل می شود. در نهایت با ساخت یک نمونه آزمایشگاهی و انجام تست بر روی آن، کاربردی بودن، افزایش گشتاور و بهینه بودن طرح مورد تایید قرار گرفته است. با توجه به خاصیت سنکرون بودن موتورهای الکترواستاتیکی، از این ویژگی برای طراحی یک موقعیت دهنده دقیق استفاده شده است. مبانی علمی موقعیت دهی، روش های کنترل و انتخاب کنترل گر بهینه ی موقعیت دهنده مورد بررسی قرار گرفته و سپس با کمک یک نمونه، عملکرد آن ارزیابی شده است. با به وجود آمدن موتورهای الکترواستاتیکی و میکرو موتورها، ایده حسگرها و انکودرهای الکترواستاتیکی در ابعاد میکرونی ایجاد شد و در پی آن تحقیقاتی در این زمینه انجام گرفت. از این رو با استفاده از ساختار محرک، حسگری الکترواستاتیکی طراحی و ساخته شده است که می تواند مقدار دوران روتور را تشخیص داده و اندازه گیری نماید. عملکرد این حسگر نیز با مدل سازی و انجام آزمایش ها مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن ارائه شده است.

اندازه گیری دقیق یک پارامتر فیزیکی، برخلاف ظاهر ساده آن، مسئله ای پیچیده بوده که به کمک دانش اندازه گیری و تجربه قابل انجام می باشد. به همین دلیل، ساخت حسگری که بتواند یک پارامتر فیزیکی را اندازه گیری کند از پیچیدگی های دوچندانی برخوردار می باشد. حسگرهای نیرو از پرکاربردترین حسگرهای موجود در سامانه های مکاترونیکی و کنترلی می باشد. در سال های اخیر، حسگرهای نیروی نوینی حاوی المان هوشمند مگنتواستریکتیو مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته اند. حسگرهای نیروی مگنتواستریکتیو در مقایسه با سایر حسگرهای نیرو، مزایای متعددی دارند که می توان به ضریب کوپلینگ بالا میان حالت های الاستیک و مغناطیس (حدود 0/7)، توانایی تحمل بارهای سنگین، پاسخ زمانی کوتاه (چند میکروثانیه)، توانایی سازگاری با محیط های خشن، بدون مصرف انرژی و تولید حرارت کم اشاره کرد. در سال های پیش تر، حسگرهای نیروی مگنتواستریکتیو قادر به اندازه گیری نیروی دینامیکی با حساسیت بسیار اندک بودند اما در گزارش های علمی بین المللی روز مشاهده می شود که پژوهشگران این عرصه، بر روی اندازه گیری نیروی استاتیکی و افزایش حساسیت این گونه حسگرها تمرکز کرده اند. در پاسخ به این نیاز، در این پژوهش یک حسگر نیروی استاتیکی مگنتواستریکتیو با حساسیت بالا با استفاده از پدیده ویلاری موجود در ماده اَبَرمگنتواستریکتیو ترفنل-دی طراحی و ساخته شده است. در ابتدا، یک نمونه اولیه از حسگر نیروی مگنتواستریکتیو طراحی و ساخته شده و با توجه به تجربه های کسب شده از آن، طراحی مفهومی حسگر اصلی انجام شده و به تبع آن مواد مورد نیاز در مجموعه حسگر انتخاب شده اند. جهت شبیه سازی عددی، خواص مغناطیسی مواد مذکور از طریق آزمایش تجربی اندازه گیری شده و در برخی موارد از طریق انجام عملیات حرارتی بهبود یافته اند. سپس با استفاده از اطلاعات به دست آمده از خواص مغناطیسی مواد، توسط نرم افزار شبیه سازی عددی سی اس تی استودیو سوئیت 2011 به طراحی حسگر پرداخته شده و حسگر بر اساس اطلاعات خروجی نرم افزار، ساخته شده است. پس از انجام آزمایش حسگر، مشخصات عملکردی آن از جمله بازه اندازه گیری، حساسیت، خطای خطی پذیری و واریانس حسگر گزارش شده است. در نهایت، معیار طراحی حسگرهای مگنتواستریکتیو بیان شده و یک مدل تحلیلی حاصل از مدار مغناطیسی حسگر ارائه شده است. همچنین، اختلافی به اندازه 3% میان پیش بینی های شبیه سازی عددی و نتایج تجربی در مورد حساسیت حسگر مشاهده شده است. اما از معایب بارز این حسگر، هیسترزیس موجود در آن می باشد که از هیسترزیس موجود در ماده ترفنل-دی نتیجه می شود. ترد بودن جنس ماده نیز یکی از محدودیت های موجود می باشد. همچنین این حسگر ساخته شده فقط نیروی فشاری را اندازه گیری می کند.

چکیده وجود تنش های پسماند در قطعات و محصولات تولیدی منجر به افت کیفیت و کاهش عمر مفید آن ها می شود و می تواند در دراز مدت و یا در زمان اندک به شکست قطعات منجر شود. از آنجا که تشکیل تنش های پسماند در فرآیندهای تولیدی امری اجتناب ناپذیر است، بنابراین یکی از راه حل های لازم برای کاهش اثرات منفی این تنش ها، استفاده از روش های کاهش تنش پسماند است. روش حرارتی یکی از روش های عمده برای کاهش تنش پسماند است که در موارد زیادی کاربرد داشته و دارای مزایایی است. روش ارتعاشی (اعمال ارتعاشات فرکانس پایین) نیز یکی دیگر از روش های کاهش مقدار تنش پسماند است که در مورد قطعات و سازه های حجیم، بیشتر استفاده می شود. هر دو روش فوق دارای معایبی هستند که نمی توان از آن ها برای تنش گیری سازه های خیلی بزرگ استفاده کرد. در این رساله روش تنش گیری "جدیدی" مبتنی بر استفاده از امواج اولتراسونیک (ارتعاشاتی با فرکانس بالا و دامنه کم) ارایه شده است. از این روش می توان برای تنش گیری قطعاتی با اندازه کوچک و یا ورق های نازک نیز استفاده کرد. در این تحقیق برای اعمال تنش به نمونه های آزمون فرآیند ساچمه زنی انتخاب گردید و این فرآیند با استفاده از استاندارد آزمون المن بر روی نمونه ها انجام شد و پس از ایجاد تنش پسماند در نمونه ها، با استفاده از آزمون های تجربی، روشی موثر برای اعمال ارتعاشات به نمونه ها و تنش گیری اولتراسونیک آن ها یافت شد و این روش در همه آزمون ها برای تنش گیری استفاده شد. شبیه سازی اجزاء محدود در این رساله در دو مرحله انجام شد: شبیه سازی فرآیند ایجاد تنش (ساچمه زنی نمونه ها) و شبیه سازی زدودن تنش های پسماند. در شبیه سازی فرآیند ساچمه زنی، تعداد محدودی ساچمه در مدت زمان 10 ثانیه به نمونه برخورد کرده و خروجی تنش آن ها ذخیره شد و به عنوان ورودی، در تحلیل زدودن تنش ها استفاده شد. فرآیند زدودن تنش ها با تعریف کردن خواص مواد در حضور ارتعاشات اولتراسونیک، در نرم افزار آباکوس انجام شد. اثر ارتعاشات اولتراسونیک بر خواص مواد یکی از پدیده هایی است که توجیه و دلیل تنش گیری اولتراسونیک می باشد و سایر عوامل ذکر شده در رساله، ثابت در نظر گرفته شدند. برای به دست آوردن خواص مکانیکی مواد در حضور ارتعاشات اولتراسونیک، آزمون های تجربی انجام شد و پارامترهای نرم شوندگی فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی با اعمال ارتعاشات اولتراسونیک به این نمونه ها در فرآیند آزمون کشش به دست آمد. نشان داده شد که با افزایش شدت ارتعاشات اعمالی، استحکام کششی و تسلیم فلزات به مقدار 44-28 درصد کاهش می یابد. از نتایج به دست آمده در این بخش، در شبیه سازی فرآیند زدودن تنش ها استفاده شد. پس از برنامه نویسی در محیط آباکوس و تعریف پارامترهای نرم شوندگی آکوستیکی برای فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی ساده، هورن تنش گیری به صورت یک صفحه صلب غیر قابل تغییر شکل تعریف شد و در مدت زمان معینی ارتعاشات از طرف صفحه مذکور به نمونه المن مدل شده، وارد شد. نتایج استخراج حداکثر مقدار تنش پسماند در نمونه المن قبل و بعد از تنش گیری با هم مقایسه شد و مقدار درصد تنش گیری در شبیه سازی انجام شده محاسبه گردید. در آزمون های تجربی انجام شده، فرآیند تنش گیری اولتراسونیک بر روی دو گروه از مواد انجام گردید که عبارتند از: نمونه های فلزی ساچمه زنی شده آزمون المن و نمونه های اپتیکی. تنش گیری مواد فلز نیز برای روی فولاد کربنی ساده و فولاد ضد زنگ انجام شد و نتایج تنش گیری این دو گروه از مواد با هم مقایسه گردید. در این رساله، پارامترهای موثر در فرآیند تنش گیری اولتراسونیک معرفی و بررسی می شوند؛ این پارامترها عبارتند از: اندازه دانه ماده، دامنه ارتعاشات، زمان تنش گیری و نیروی پیش بار. بررسی تجربی اثر پارامترهای فوق نشان داد که اندازه دانه ها در بازه 90 – 9 میکرون، اثر مستقیمی بر روی مقدار درصد تنش گیری دارد. همچنین افزایش دامنه ارتعاشات اعمالی در بازه 8-4 میکرون، به افزایش درصد تنش گیری منجر می شود و زمان تنش گیری نیز در بازه 8-2 دقیقه نیز اثر مشابهی از خود نشان می دهد. اما نیروی پیش بار در بازه بررسی شده کمترین اثر را نشان داد. نتایج به دست آمده نشان می دهد نمونه های با اندازه دانه 9 میکرون، به طور میانگین به مقدار حداکثر 27 درصد با پراکندگی 6± درصد تنش گیری شدند در حالی که نمونه هایی با اندازه دانه 25 میکرون به طور میانگین حداکثر تا 32 درصد تنش گیری شدند (با پراکندگی 6± درصد) و بیشترین مقدار میانگین تنش گیری در نمونه هایی با اندازه دانه 90 میکرون دیده شد که حداکثر برابر با 47 درصد (با پراکندگی 7± درصد) بود. در تفسیر نتایج فوق افزایش اندازه دانه ها به کاهش طول مرز دانه ها نسبت داده شده و نتیجه گرفته شد که شدت انرژی ارتعاشی در مرز دانه ها بالا می رود و این امر منجر به فعال سازی بیشتر نابجایی ها در مرز دانه ها می شود و تنش گیری بیشتری رخ می دهد. برای مقایسه مقدار درصد تنش گیری اولتراسونیک با تنش گیری حرارتی، سه نمونه از هر کدام از گروه های آزمون، عملیات حرارتی شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، می توان گفت مقدار میانگین تنش گیری حرارتی حداکثر برابر با 40 درصد است و این مقدار بیشتر از میانگین تنش گیری اولتراسونیک (حداکثر 26 درصد) است اما در مواردی با انتخاب بهینه پارامترهای موثر درصد تنش گیری اولتراسونیک از مقدار 26 درصد بیشتر می شود. با بررسی تئوری مسئله مشخص شد که اندازه دانه ها تأثیر مستقیم در اثر ارتعاشات اولتراسونیک بر خواص مواد دارد و با افزایش اندازه دانه ها مقدار بیشتری از تنش های پسماند کاسته می شود و همچنین نتیجه گرفته شد که دامنه ارتعاشات و زمان تنش گیری، پارامترهایی هستند که با افزایش آن ها، مقدار تنش گیری افزایش می یابد.

ترانسدیوسرهای آلتراسونیک امروزه به شکل گسترده ای در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر ترانسدیوسرهای آلتراسونیک مورد استفاده در صنعت، از نوع طولی و پیزوالکتریکی هستند. با توسعه موتورهای آلتراسونیک، جوشکاری پلاستیک ها و آزمونهای های خستگی سرعت بالا در سالهای اخیر، نیاز به ترانسدیوسرهای پیچشی بوجود آمده است. ترانسدیوسرهای پیچشی موجود، یا از پیزوالکتریکهای پیچشی استفاده می کنند و یا از تبدیل ارتعاشات طولی به ارتعاشات پیچشی توسط ساختارهای خاص مکانیکی بهره می برند. در این رساله یک نوع جدید از ترانسدیوسرهای پیچشی ارائه می شود، که در آن یک ماده مگنتواستریکتیو به عنوان هسته ترانسدیوسر، به شکل پیچشی ارتعاش می کند. این نوع ترانسدیوسر شامل یک هورن مگنتواستریکتیو، یک قطعه پشت بند و یک محفظه در بر گیرنده است. با اعمال همزمان یک میدان مغناطیسی محوری و یک میدان مغناطیسی محیطی به ترانسدیوسر ، از اثر ویدمن در مواد مگنتواستریکتیو برای ایجاد پیچش استفاده می شود. این نوع ترانسدیوسر ضمن سادگی، کاهش وزن و هزینه در ساخت، امکان استفاده از دانسیته توان بالای مواد مگنتواستریکتیو را در ترانسدیوسرهای پیچشی رزونانسی، به دست می دهد. در این تحقیق در ابتدا روابط پیزومگنتیک مواد مگنتواستریکتیو در مختصات استوانه ای بیان شده و سپس با معادلات ارتعاشات مکانیکی ماده در هم آمیخته شده است و معادله دیفرانسیل کلی حاکم بر سیستم استخراج شده است. سپس یک ترانسدیوسر پیچشی مگنتواستریکتیو با استفاده از روابط تئوری، طراحی شده و فرکانس رزونانس و شکل مود طبیعی آن در نرم افزار ansys10 به طور عددی صحه گذاری شده است. برای تخمین تئوری رفتار ترانسدیوسر از تکنیک مدار معادل استفاده شده است. بازده استاتیکی و دینامیکی ترانسدیوسر نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بعد از ساخت ترانسدیوسر، نقطه کار بهینه عملکرد آن، شامل مقادیر بهینه میدانهای مغناطیسی محوری و محیطی، و پیش بار پیچشی، جهت افزایش دامنه نوسان پیچشی بدست آمده است. با توجه به اعمال دو میدان محوری و محیطی به ترانسدیوسر، امکان نوسان همزمان ماده به شکل طولی و پیچشی وجود دارد. لذا از این خصوصیت مواد مگنتواستریکتیو جهت ساخت یک ترانسدیوسر هیبریدی طولی-پیچشی با هورن نمایی نیز استفاده شده است. در این ترانسدیوسر هیبریدی، یک هورن نمایی به گونه ای طراحی شده که فرکانس مود اول طولی و مود اول پیچشی آن بر هم منطبق شود. سپس فرکانس طبیعی و شکل مود آن به طور عددی صحه گذاری شده و یک نمونه ترانسدیوسر هیبریدی طولی-پیچشی بر اساس طراحی، ساخته شده است. فرکانس رزونانس و دامنه ارتعاشات طولی و پیچشی ترانسدیوسر به لحاظ تجربی بررسی شده است. آزمایش های انجام شده امکان استفاده از این نوع جدید از ترانسدیوسرهای پیچشی و هیبریدی طولی-پیچشی را در کاربردهای صنعتی مانند جوشکاری پلاستیک ها، فرایندهای ماشینکاری مانند سوراخکاری و قلاویزکاری به کمک ارتعاشات پیچشی ویا طولی-پیچشی، تحریک پیچشی قطعات جهت انجام آنالیز مودال و یا ساخت موتورهای آلتراسونیک نشان می دهد.

با توجه به دامنه کاربردی گسترده تولید و جانشانی قطره فلزی، نظیر نمونه سازی سریع، شکل دهی به کمک اسپری، سیستم های میکروالکترومکانیکی، مدارات الکتریکی و عملیات سطحی، عملگرهای مختلفی برای جانشانی قطره فلزی طراحی و ساخته شده است. فناوری هایی که تاکنون برای تولید و جانشانی قطره فلزی گسترش یافته است، عموما پیچیده، گرانقیمت و زمان بر بوده و قطره تولید شده توسط این فناوری ها نیز معمولا با عیوبی نظیر وجود حباب در قطره، پخش شدگی و ورقه ورقه شدن همراه است. در این پژوهش یک عمگر جدید برای تولید قطرات فلزی ارائه شده، که می تواند جایگزینی مناسب برای برخی از عملگرهای مرسوم باشد. از جمله اهداف این پژوهش می توان به تولید قطره هایی با قطر کمتر از 500 میکرومتر، یکنواخت، یک اندازه، کروی و تکرار پذیر اشاره نمود که با توجه به نوع طراحی آن، دارای انعطاف پذیری بالایی بوده و در بسیاری از کاربردهای عملگرهای تولید قطره می توان از آن استفاده کرد. عملگر طراحی شده در این پژوهش، از دو قسمت اصلی که عبارتند از واحد تولید کننده قطره و واحد موقعیت دهنده قطره، تشکیل شده است. در واحد تولید کننده قطره، یک کوره حرارتی فلز مورد نظر را ذوب کرده و یک شتاب دهنده، قطره فلزی را با اندازه و سرعت مطلوب پرتاب می کند و واحد موقعیت دهنده، آن قطره را به محل مورد نظر هدایت می کند. در این عملگر، از یک المنت حرارتی تسمه ای به منظور ذوب قلع استفاده شد و سپس به کمک یک ترانسدیوسر سلونوئیدی، نوسانات فشار منقطع به مذاب منتقل شده و در نتیجه هنگام خروج مذاب از نازل، قطره فلزی تولید می شود. در آزمایش های انجام گرفته، پارامترهای موثر بر تولید قطره نظیر دمای مذاب، موقعیت اولیه میله راهنما، دامنه حرکت ترانسدیوسر سلونوئیدی و فرکانس و ولتاژ اعمالی به ترانسدیوسر بر روند تولید قطره بررسی شده است. سپس میزان دقت عملگر در جانشانی قطره، با توجه به فاصله نازل عملگر از سطح جانشانی قطره بررسی شده است. نتایج تجربی نشان می دهد که عملگر ساخته شده، قادر به تولید قطره های فلزی با قطر کمتر از 550 میکرومتر بوده و با توجه به دقت آن در جانشانی قطره، می تواند برای بسیاری از کاربردهای یاد شده استفاده شود. در این پژوهش ابتدا روش های مختلف تولید قطره معرفی شده و سپس تئوری حاکم بر مسئله نیز ارائه می شود. در ادامه چگونگی طراحی یک عملگر تولید قطره فلزی و روش ساخت دستگاه مورد بررسی قرار می گیرد و در نهایت تست عملکرد آن برای بررسی پارامترهای موثر بر تولید قطره ارائه می شود. همچنین برخی از کاربردهای عملگر ساخته شده در لحیم کاری مدارات الکتریکی و نمونه سازی سریع نیز مورد بررسی قرار می گیرد.

علم و فناوری در حال تغییر جهت بوده و استفاده از مواد هوشمند راه حلی برای بسیاری از مسایل پیچیده مهندسی است. یکی از این مواد هوشمند سیال مگنتورئولوژیکال می باشد. این سیال تحت تاثیر میدان مغناطیسی خارجی قابلیت تغییر گرانروی و یا تبدیل به حالت نیمه جامد یا ویسکوالاستیک را دارد. با توجه به ویژگی های گسترده سیال مگنتو رئولوژیکال، از آن به عنوان راه حلی برای بسیاری از چالش های مهندسی در زمینه های مختلف از قبیل سازه ها، بیومکانیک، خودرو استفاده می شود. به ویژه این سیال برای ساخت دمپرها و ترمز های هوشمند نقش اساسی دارد. با توجه به کاربرد این سیال در صنایع مختلف، دانستن و بدست آوردن خواص و پارامتر های موثر بر آن امری ضروری است. به همین دلیل در این پژوهش یک مگنتورئومتر دورانی طراحی شد، که می تواند تنش برشی سیال را تحت میدان مغناطیسی مختلف اندازه گیری نماید. این مگنتو رئومتر از چهار بخش اساسی، یوک مغناطیسی، پراب، سیستم های کنترل کننده جریان الکتریکی (موتورجریان مستقیم و المنت حرارتی)و مجموعه کنترلی (pid) تشکیل شده است. در این پایان نامه ابتدا روش های مختلف رئومتری معرفی شده و تئوری حاکم بر مسئله ارائه می شود. سپس مراحل طراحی و ساخت مگنتو رئومتر توضیح داده شد. و عملکرد آن جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر سیال مگنتورئولوژیکال مورد ارزیابی قرار گرفت. از جمله پارامترهای مورد بحث در این قسمت تاثیر نرخ برشی، میدان مغناطیسی، درصد جرمی ذرات و دما بر تنش برشی سیال مگنتو رئولوژیکال می باشد. در ادامه تاثیر سیال پایه و درصد ذرات معلق در آن بر روی پاسخ زمانی سیال مگنتو رئولوژیکال به صورت تجربی بررسی شد. در نهایت با استفاده از مدل ماکسول و تعمیم آن برای سیال مگنتو رئولوژیکال، مدلی برای بررسی حالت گذرا ارائه گردید و پاسخ آن با نتایج تجربی مورد صحت سنجی قرار گرفت.

عدس یکی از محصولاتی می باشد که دارای منبع عظیمی از پروتئین برای انسان ها و بقایای آن با ارزش برای حیوانات است تولید آن در غرب آسیا از جمله جمهوری اسلامی( ج.ا ) ایران و شمال آفریقا می باشد و مشکلات برداشت شامل رسیدن غیر یکنواخت، انبارداری، پا کوتاه بودن ساقه ها و بوته ها است لذا کشت آن محدود بوده و برداشت همچنان به صورت دستی ﺗﻮﺳﻂ ﻛﺎرﮔﺮ و ﺑا ﺳﺨﺘﻲ و راﻧﺪﻣﺎن ﻛﻢ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮد این عمل علاوه بر طولانی کردن عملیات برداشت، هزینه بر بوده و همراه با ضایعات در برداشت می باشد ماشین های برداشت کنونی ﺑﺮای ﺑﺮداﺷﺖ عدس پا کوتاه ﺗﻠﻔﺎت داﻧﻪی زﻳﺎدی دارﻧﺪ از جمله برداشت با کمباین غلات، به دلیل پا کوتاه بودن بوته عدس و ریزش زیاد دانه به خاطر نوسانات شانه برش غیر ممکن می باشد . ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ ﻫﺪف از اﻧﺠﺎم اﻳﻦ‬‬ ﺗﺤﻘﻴﻖ، ﻃﺮاﺣﻲ، ﺳﺎﺧﺖ و ارزیابی ﻣﺎﺷﻴنی اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺘﻮاﻧﺪ داﻧﻪ و ﻏﻼف عدس پا کوتاه را از بوتع بدون خرمنکوبی جدا و با تلفات قابل قبول جمع آوری نماید ﭘﺲ از اﻧﺠﺎم ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت اﻣﻜﺎنﺳﻨﺠﻲ، ﻳﻚ ﻣﺎﺷﻴﻦ ﺑﺮداﺷﺖ عدس ، ﻃﺮاﺣﻲ و ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪ که پس از ساخت در روستای بن رود در 75 کیلومتری شیراز از توابع استان فارس مورد آزمون مزرعه ای و ارزیابی قرار گرفت و عملکرد آن مطلوب تشخیص داده شد به طور کلی مزایای ماشین نسبت به دستی عبارت بود از: سرعت بیشتر که به کاهش افت ناشی از دیر برداشت می انجامد، تسهیل در انجام کار و کاهش مراحل افت محصول، عدم نیاز به انبارداری و خرمنکوبی. با این ماشین با سرعت پیشروی 3 و با ارتفاع mm80 از سطح زمین برداشت انجام شد. ‬‬‬‬‬‬ واژه های کلیدی: ماشین برداشت عدس ، جداسازی دانه و غلاف ، عدس ، ﺗﻠﻔﺎت، ﻃﺮاﺣﻲ

آزمون های غیر مخرب فراصوتی به عنوان روشی دقیق و تکرارپذیر برای یافتن عیوب و پایش سلامت سیستم در طول سال های گذشته کاربرد فراوانی در صنایع هوافضا، نفت و گاز و تأسیسات انرژی اتمی دارا بوده اند. در این پژوهش روشی عملی برای تشخیص و دسته بندی نوع عیوب در لوله توسط امواج هدایت شده فراصوتی ارائه گردیده است. آزمون فراصوتی مورد استفاده، روش ارسال-پژواک به وسیله موج لمب است که نتایج آ-اسکن این آزمون ها مورد استفاده قرار گرفته است. آزمون ها بر روی لوله از آلومینیوم 1050 همسانگرد با ضخامت 4/0 میلی متر و قطر 30 سانتی متر انجام شده است. عیوب مورد بررسی در این پایان نامه سه نوع عیب شامل عیوب خوردگی، شیار و کاهش ضخامت موضعی است که عیب آخر توسطedm ایجاد شده است. عیب خوردگی از عیوب رایج در خطوط لوله و سازه های فلزی مانند بدنه خودرو، سازه های هوافضا و غیره است و در این پروژه محوریت دارد. روش طبقه بندی ارائه شده در سه بخش پیاده سازی گردیده است. بخش اول آزمون آزمایشگاهی، بخش دوم پردازش سیگنال و در بخش سوم استفاده از الگوریتم طبقه بند مناسب جهت دسته بندی سیگنال های عیوب. در مرحله اول با استفاده از مد l(0,2) موج لمب، 240 آزمون بر روی نمونه های استاندارد تهیه شده انجام شد که در مراحل بعدی سیگنال های حاصل، پس از آن انجام پردازش های مناسب، مانند تبدیل موجک و تبدیل فوریه گسسته، به الگوریتم طبقه بندی ماشینهای بردار پشتیبان (svm) جهت طبقه بندی ارائه گردید. روش ارائه شده در این پایاننامه توانست در نهایت با دقت حدود 97 % سه نوع عیب ایجاد شده را تشخیص داده و از هم تفکیک نماید. نتایج حاصل از پژوهش پیش رو نشان دهنده کارایی الگوریتم پیشنهادی است.

آزمون فراصوتی یکی از انواع آزمون های غیر مخرب است که جایگاه ویژه ای را در پایش سلامتی سیستم های صنعتی داراست. در آزمون فراصوتی، استفاده از امواج صفحه ای (امواج لمب) به دلیل امکان بازرسی سطح وسیعی از قطعه در هر نوبت، از جایگاه ویژه ای برخور است. در این پایان نامه تلاش شده است تا با ارائه روشی جدید، بتوان با استفاده از سیگنال دریافتی از آزمون فراصوتی توسط موج لمب به نوع عیب موجود در قطعات پی برد. عیوب مورد بررسی در این پایان نامه سه عیب خوردگی، شیار و کاهش ضخامت موضعی است که در ورق آلومینیوم 1050 تمپر 1416 ایجاد و تفکیک شده است. این پژوهش در چند بخش به انجام رسیده است. در بخش اول تعدادی نمونه دارای عیب مشخص از ورق به ضخامت 4/0 میلیمتر از جنس ذکر شده تهیه شده است. سپس با استفاده از آزمون فراصوتی توسط موج لمب تعداد 480 آزمون بر روی نمونه ها انجام پذیرفته و در بخش پیشپردازش، تعیین و جداسازی ناحیه بازتاب عیب در سیگنال دریافتی، حذف قسمت نامتناوب، قدر مطلق گیری و نرمالیزه کردن سیگنال عملیاتی است که بر روی هر سیگنال انجام پذیرفته است. در بخش پردازش و استخراج ویژگی، که مهمترین بخش این پژوهش میباشد، باند فرکانسی پایه به عنوان ویژگی منحصر به فرد هر سیگنال عیب توسط توسط تبدیل موجک و تبدیل فوریه گسسته استخراج شده است. در نهایت باند فرکانسی پایه در دو روش مختلف، یکی به صورت مستقیم و دوم پس از کاهش تعداد ویژگی توسط الگوریتم pca به یک سوم مقدار اولیه، به شبکه عصبی چند لایه داده میشود. در روش اول تا 3/90 درصد و در روش دوم تا 7/94 درصد عیوب را از هم تشخیص داده و تفکیک نموده است. نتایج حاصل نشان دهنده توانایی بالای روش پیشنهاد شده در طبقهبندی عیوب توسط آزمون فراصوتی مبتنی بر موج لمب و بهبود دقت طبقه بندی با استفاده از کاهش ویژگی میباشد.

گریپر های انعطاف پذیر مینیاتوری که با هدف برداشت و انتقال اجسام نامنظم هندسی طراحی و ساخته می شوند نیازمند تغییرات اساسی با توجه به توسعه ربا تیک و فرایند های وابسته به اتوماسیون صنعتی می باشند تا ظرافت - دقت و ایمنی در امر جا به جایی و انتقال اجسام حساس به ضربه-فشار و خراش را تامین نمایند. گریپر های مینیاتوری ساخته شده در پژوهش های گذشته به دلیل استفاده از مفاصل فلزی مکانیکی ، فک های فلزی و منبع تحریک الکتریکی بزرگ، مشکل وزن و سرعت عملکرد داشته و به علت سفتی سطح فک بالا برای استفاده در صنایع ظریف و حساس و گران قیمت؛ نامناسب خوانده شده و تجویز نمی شوند. در این رساله، برای رفع مشکلات برشمرده شده ی بالا، گریپر مینیاتوری انعطاف پذیر طراحی، ساخته، آزمایش و معرفی می گردد که فک های آن از نانو کامپوزیت مغناطیسی رئولوژیکی متخلخل بر پایه سیلیکون رابر با منظور افزایش نیرو و کاهش حجم و وزن مجموعه ساخته شده و تماس نرم را با اجسام هدف برقرار می سازند. نانوکامپوزیت های مغناطیسی رئولوژیکی گروه جدیدی از مواد هوشمند هستند که در برابر میدان های مغناطیسی پاسخگو بوده و از ویژگی های مهم این ماده نانوکامپوزیتی این است که انعطاف پذیر و سبک وزن بوده، به راحتی شکل قالب را هنگام پخت به خود گرفته و بعد از آن همان شکل را حفظ می کند. همچنان مدول الاستیسته آن بر اساس شدت میدان مغناطیسی تغییر کرده و کنترل می شود. در این پژوهش ، ابتدا نمونه هایی از نانو کامپوزیت مغناطیسی رئولوژیکی بر پایه سیلیکون رابر با درصدهای مختلف از ذرات آهن کربونیل در مقیاس نانویی ساخته شده، ساختار آن توسط آزمایش میکروسکوپی و پراش ایکس تثبیت و پس از آن مورد آزمایش های لازم برای بررسی رفتار مغناطیسی، الکتریکی و مکانیکی قرار گرفت تا نوع مناسب آن مشخص و انتخاب گردد. معیار اولیه انتخاب نمونه شامل تراوائی بلند مغناطیسی وچگالی پایین بود. در ادامه، نوع متخلخل نانو کامپوزیت مغناطیسی رئولوژیکی بر پایه سیلیکون رابر انتخاب، طراحی مفهومی گریپر مینیاتوری انعطاف پذیر انجام، مدل سازی تحلیلی طرح بحث شده و ویژگی مغناطیسی گریپر با استفاده از نرم افزار vizimag شبیه سازی شد. پس از بررسی نتایج شبیه سازی، نمونه های اولیه و نهایی گریپر ساخته شده و با مونتاژ نمونه نهایی گریپر انعطاف پذیر آزمایش های اولیه عملکردی انجام پذیرفت. در نهایت آزمایش های نهایی عملکردی انجام و مقایسه نتایج تئوری و تجربی به عمل آمد. از چالش های عمده در این طرح، پیش بینی، طراحی و آرایش کویل تحریک در موقعیت های مطلوب در ساختار گریپر است تا بتواند عملکرد مورد نیاز را تامین کند. در این راستا، پژوهش هایی برای طراحی، و آرایش مناسب موقعیت کویل تحریک انجام شده است. در بخش عملی، گریپر مینیاتوری انعطاف پذیر دو انگشتی بر پایه فک ساخته شده از نانوکامپوزیت مغناطیسی رئولوژیکی متخلخل، با ابعاد کلی 25×48×30 میلی متر، وزن خالص (بدون کویل تحریک) 7 گرم و وزن کل (با کویل تحریک و مغناطیس) 26 گرم طراحی و ساخته شد. آزمایشات نشان داد که برداشت اجسام با نیروی برداشت 01/0 تا 72/0 نیوتن، با حداکثر 9 میلیمتر باز شدگی دهانه گریپر بدون لغزش امکان پذیر است. برداشت، نگه داشت و رهایی اجسام هدف چون گلوله سربی، فوم، مقوا، سیلیکون ویفر، موم مصنوعی، پلاستیک و فیلم نقره در محدوده ی وزنی 5/0 تا 16 گرم آزمایش شده و پایداری اولیه عملکرد گریپر در اثر این آزمایش صحه گذارده شده است.

عملگرهای سونیک1 و آلتراسونیک2 در بعضی مواقع جایگزین سایر عملگرهای مغناطیسی و الکترومغناطیسی میشوند. در این پژوهش از عملگر پیزوالکتریکی برای جابجایی کاغذ استفاده شده است که در آن موتورهای معمول حذف و به جای آن عملگری سونیکی جایگزین میشود. علت این جایگزینی دستیابی به سرعتهای بالاتر جابجایی کاغذ میباشد. در این پژوهش نشان داده خواهد شد که وجود دندانه بر روی استاتور، در افزایش سرعت از تاثیر بسزایی برخوردار است. به¬طوری¬که در حضور یک دندانه بهینه دامنه مماسی بیضوی موثر در حرکت، چند ده برابر می¬شود، که این مهم موجب افزایش سرعت حرکت کاغذ خواهد شد. شبیه¬سازی استاتور با نرم افزار کامسول4، به¬منظور اعتبارسنجی فرکانس تشدید با کارهای عملی انجام شد. از نتایج شبیه سازی فرکانس تشدید استاتورها بدست آمد. همچنین مسیر بیضوی موج روان هم از خروجی¬های این قسمت بود. هدف از این پژوهش حذف غلتک و افزایش سرعت کاغذ به سرعت¬هایی بالاتر از 60 میلی¬متر بر ثانیه می¬باشد. این سرعت در روشهای قبلی گزارش نشده است. در اولین نمونه¬ جابجاکننده¬ی کاغذی که ساخته شد، هدف استفاده از یک روی کاغذ بود درنتیجه از یک غلتک هم استفاده شد. نتایج در نمودارهایی در فصل سوم آمده است. در دومین نمونه جابجاکننده¬ی کاغذ، هدف حذف غلتک و استفاده از هر دو روی کاغذ بود، ¬لذا هر دو روی کاغذ در تماس با دو استاتور دقیقا مشابه، بودند. سرعت پیش¬روی کاغذ در این نمونه تغییر محسوسی نداشت و در هر دو حالت سرعت ماکزیمم 80 میلی¬متر بر ثانیه حاصل شد. در انتهای این فصل ایده¬ی حذف کامل قسمت مکانیکی راهنما هم مطرح می¬شود.

مواد دگر رسانی مغناطیسی مبدل انرژی مغناطیسی به مکانیکی و برعکس هستند. ماده دگر رسانی مغناطیسی ترفنل -دی (tb 0. 3 dy 0. 7 fe 1. 9) دارای پاسخ سریع ذاتی در فراهم کردن جابه جایی های کوچک و دقیق با بازده انرژی بالا در مقایسه با سیستم های تزریق سوخت سنتی سلونوئیدی می باشد. این ویژگی ها برخی از پارامترهای ضروری مورد نیاز برای کنترل سریع دریچه تزریق سوخت برای کاهش تولید گازهای گلخانه ای موتور و مصرف سوخت می باشند. در این پایان نامه روند طراحی و شبیه سازی و ساخت عملگر سوخت پاش مستقیم بنزین (gdi) با استفاده از مواد دگر رسانی مغناطیسی ترفنل -دی به عنوان ماده محرک در آن بیان شده است. شبیه سازی الکترومغناطیسی انژکتور به وسیله نرم افزار ansys12 انجام شده است، به علت متقارن بودن قسمت های مغناطیسی انژکتور، شبیه سازی به صورت دوبعدی انجام گرفته است. سپس ماکت 3d از کانال جریان سوخت در gambit با در نظر گرفتن اندازه باز شوندگی دریچه انژکتور مدل شده است. کانال جریان سوخت شبکه بندی شده و سپس در نرم افزار fluent به تحلیل جریان داخل آن برای پیش بینی دبی جرمی پاشش پرداخته شده است. برای بررسی تقارن پاشش انژکتور، دهانه خروجی انژکتور به 6 قسمت مساوی تقسیم شده و واریانس دبی جرمی خروجی از قسمت های مختلف در فشارها و مقدار های مختلف باز شوندگی دهانه انژکتور محاسبه شده است. از آنجا که ساخت تمام مدل های شبیه سازی شده از نظر هزینه و زمان امکان پذیر نیست، یک نمونه آزمایشگاهی از انژکتورهای مدل شده جهت راستی آزمایی شبیه سازیها و انجام تست های سرد پاشش بر روی آن ساخته شده است. به سبب کرنش قابل حصول بالاتر نسبت به عملگرهای پیزوالکتریک ، کنترل بیشتری بر دبی خروجی در این عملگر به دست آمده است. برای مدل ساخته شده تست های سرد پاشش از جمله دبی خروجی و تقارن پاشش و تست مقدار باز شوندگی دهانه انژکتور انجام شده و با نتایج شبیه سازی مقایسه شده است. مقایسه های انجام شده تطبیق مناسبی بین شبیه سازی و تست ها نشان می دهد.

در این پایان نامه ابتدا به شبیه سازی کامپیوتری نیروی الکترواستاتیک روی سطوح و ولتاژهای مختلف پرداخته و اثر پارامتر هایی همچون فاصله الکترودها از هم، فاصله الکترودها از سطح، عرض الکترودها، جنس سطح و ولتاژ اعمالی روی نیروی الکترواستاتیک پرداخته شده است. سپس به طور تجربی آزمایشات نیرو با بررسی اثر ولتاژ، زمان شارژ و جنس سطح انجام گردید و نتایج در برخی موارد با شبیه سازی ها مقایسه گردیده است. در نهایت ربات دیوار نورد با توجه به نتایج به دست آمده طراحی و ساخته شد. در این پایان نامه به طور نوآورانه ای از فویل های آلومینیوم به شکل بال-هایی برای قسمت چسبنده ربات استفاده گردید. این ربات روی دیوار با زاویه 90 درجه با موفقیت تست شد.

مسئله مورد نظر در این پژوهش، ساخت میکروپمپی است که با ارتعاشی که توسط عملگر پیزوالکتریکی بوجود می آید، کار کند. برای اینکار باید عملگر پیزوالکتریکی را با مواد موجود در بازار و در کوچکترین سایز ممکن طراحی شود. سپس باید مداراتی برای راه اندازی و ایجاد سیگنالهای سینوسی، کسینوسی، منفی سینوسی و منفی کسینوسی طراحی و ساخته شود. ساخت مجرای انتقال سیال از قسمت های مهم کار محسوب می شود و تاثیر مستقیمی بر عملکرد بهتر میکروپمپ دارد. اندازه گیری و بررسی پارامترها در این مقیاس کوچک از دیگر چالش های این طرح محسوب می شود.

میکروپمپ های غیر مکانیکی به دلیل نداشتن اجزای متحرک نسبت به میکروپمپ های مکانیکی پیچیدگی کمتری دارند. برخلاف پمپ های معمولی میکروپمپ ها حجم بسیار کمی از سیال را جابجا می کنند، به این علت ایده های جدید و متنوعی برای این پمپ ها پیشنهاد شده است. در این پایان نامه، برای اولین بار یک میکروپمپ با استفاده از موج روان الکترواستاتیک برای حرکت سیال دی الکتریک درون کانال با موفقیت ساخته شده و با استفاده از معادلات و مفاهیم حاکم در الکترواستاتیک در حضور موج روان، معادله نیروی وارده به سیال استخراج شده و پارامترهای موثر برعملکرد آن از نظر تئوری و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در این میکروپمپ، از الکترودهای سه فاز روی محیط یک دایره برای ایجاد موج روان و به حرکت درآوردن سیال استفاده شده است. برای تامین ولتاژ های سینوسی مورد نیاز با اختلاف فاز مشخص از برنامه کنترلی نوشته شده در نرم افزار متلب و تقویت کننده استفاده شد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

حذف اصطکاک همواره یکی ازآرزوهای بشر بوده است که امروزه با فن آوری های تعلیق این امر ممکن شده است. تاکنون هر مکانیزمی که برای تعلیق ساخته شده است متکی به آهن و آهنربا و یا میدان های مغناطیسی بوده است. یکی از نقاط ضعفی که در به کارگیری مکانیزم های متکی بر میدانهای مغناطیسی وجود دارد، عدم امکان استفاده از این مکانیزم ها در تعلیق موادی است که فاقد خاصیت فرو مغناطیسی می باشند. از این رو برای تعلیق اجسام ساخته شده از این مواد از روش های دیگری از جمله سیستم تعلیق الکترواستاتیک استفاده می شود. استفاده از سیستم تعلیق الکترو استاتیک امکان تعلیق مواد غیر فرو مغناطیسی، نارسانا، نیمه رسانا و... را فراهم کرده و این امر از مزایای استفاده از این سیستم تعلیق می باشد. امروزه از تعلیق الکترواستاتی.....

فناوری انتقال ذرات ریز با نرخ انتقال کنترل شده، دقت موقعیت دهی بالا و دیگر شرایط مورد نظر، از جمله نیازهای صنایع امروز جهان است. روش های متداول امروزی مانند روش های پنوماتیکی فاقد ویژگی های لازم برای این هدف است. در این رساله یک روش برای جابجایی پودر بر اساس میدان های الکتریکی در حال تغییر ارائه شده، که می تواند جایگزین جدید و مناسب برای بعضی از روش های مرسوم باشد. در این روش یک یا مجموعه ای از ذرات توسط بارهای الکترو استاتیکی باردار شده و به حرکت در می آیند. انعطاف پذیری بالا و توانایی انطباق با انواع محیط ها از مزایای این روش بوده و این امکان را بوجود می آورد که به عنوان یک مرحله برای مراحل بعدی اتوماسیون به کار گرفته شود. سیستم انتقال شامل یک پانل الکتریکی است که دارای الکترودهای موازی است. با اعمال ولتاژهای چند صد ولت سه فاز به الکترودها، ذرات قرار گرفته بر روی سطح پانل به شکل هدایت شده ای باردار شده و مشابه حرکت بر روی یک نقاله مجازی به حرکت در می آیند. هدف این رساله شناخت بیشتر این محرکه، ارائه مدلی برای رفتار دینامیکی آن و همچنین بررسی پارامترهای موثر بر سرعت ذرات به عنوان یکی از مهم ترین مشخصه های این نقاله جهت استفاده در طراحی این نقاله جدید است. در این پژوهش، مفهوم فیزیکی امواج درحال گذر تشریح شده و به دلیل اهمیت سرعت ذرات در کاربری های مختلف، پارامترهای موثر بر سرعت ذرات به روش تجربی و آماری بررسی شده است. در این قسمت از رساله سرعت خطی ذرات تحت شرایط تعریف شده در طراحی آزمایشات بوسیله یک دوربین دیجیتال ثبت و اندازه گیری شد. نتایج تحلیل آماری نشان دادند که پارامترهای فرکانس، فاصله بین الکترودها، عرض الکترودها و شکل سیگنال اعمالی به الکترودها و تعاملات دوتایی آنها تاثیر معنا داری بر سرعت خطی ذرات دارند. همچنین با انتخاب سیگنال مربعی بجای سیگنال سینوسی میانگین سرعت خطی ذرات %10 افزایش پیدا میکند. در ادامه رساله پاسخ فرکانسی این محرکه با استفاده از یک اسیلوسکوپ حافظه دار استخراج گردید و تابع انتقال سیستم از روش شناسایی سیستم (system identification) بدست آمد و سپس مدل سیستم محرک الکترواستاتیکی که یک مدل rlc است به روش معکوس (inverse) بدست آمده و رفتار دینامیکی وتوان مصرفی آن مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که این نقاله هیچ قطعه متحرک مکانیکی ندارد، و نیروهای میدان الکتریکی مستقیما بر ذرات اعمال می شوند، انرژی مصرفی دستگاه به شکل چشمگیری کاهش یافته است. این روش انتقال ذرات می تواند در کاربری های دیگری مثل سیستم های تغذیه (feeder ) و انتقال ذرات ریز در سیستم های میکرو الکترومکانیکی استفاده شود.

در دریا امواج صوتی نقش اساسی را بر عهده دارند زیرا این نوع امواج به بهترین وجه در آب منتشر می گردند. وسایل صوتی که در این محیط به کار می روند. شامل گیرنده ها و فرستنده های صوتی است . گیرنده های صوتی به دو صورت جهتدار و بدون جهت می باشند که نوع جهتدار آن با استفاده از خاصیت جهتداری، امواج صوتی دریافت شده از منابع صوتی مختلف را مورد پردازش قرار داده و اطلاعات لازم را با توجه به جهت انتشار صوت بدست می آورد و نوع بدون جهت آن بدون تشخیص جهت انتشار صوت ، امواج صوتی رادریافت می کند. از اهداف این پایان نامه تهیه برنامه شبیه سازی کامپیوتری بمنظور افزایش سرعت و دقت در طراحی و کاهش نیاز به تخصص بالا، نمونه سازی و انجام آزمایشهای عملی جهت مقایسه با نتایج حاصل از شبیه سازی بوده است . فصل اول متن پایان نامه به مبنای نظری اختصاص یافته و در فصل دوم برنامه شبیه سازی کامپیوتری توضیح داده شده است . مسائل مربوط به نمونه سازی و انجام آزمایشهای عملی در فصل سوم ذکر گردیده است . نتیجه گیریها و پیشنهادات جهت ادامه کار تحقیقاتی در فصل چهارم بحث شده است . از مقایسه نتایج حاصل از آزمایشهای عملی و نتایج شبیه سازی مشخص گردیده است که این نتایج در بسیاری از موارد با یکدیگر تطابق دارند که حاکی از کاربردی بودن نتایج شبیه سازی در عمل می باشد.

در این رساله مراحل طراحی و ساخت دستگاهی جهت انتقال صندلی خودرو از پالتهای کنار خط به داخل خودرو جهت نصب بر روی آن با استفاده از کمترین فضا جهت عملیات مربوطه با بهترین کیفیت مورد بررسی قرار می گیرد.

در صنعت ساخت مخازن تحت فشار و مخازن استوانه ای لازم است که برای تهیه دو قطعه ابتدا و انتهای مخزن از ورقهای فلزی و در ابعاد بزرگ عدسی لبه دار شکل داده شود. در فرآیند ساخت عدسی به لحاظ اینکه متعاقبا بدنه به آن جوش می شود ، اندازه گیری قطر لبه از اهمیت بالائی برخوردار است . در کارخانه ماشین سازی اراک در حال حاضر هر بار برای این کار دستگاه فرم دهی را خاموش و اندازه گیری قطر به صورت دستی انجام می شود.

سیستم فرمان یکی از مهمترین و ایمنی ترین بخش های یک خودرو محسوب می شود که نقش زیادی درایمنی ، راحتی سفر و پایداری خودرو دارد این سیستم وسیله ای برای کنترل حرکت جانبی خودرو و هدایت آن در مسیر تعیین شده و مدنظر می باشد. این مجموعه از نظر ایمنی دارای درجه اهمیت آ ( بالاترین درجه ایمنی ) می باشد و هنگام ساخت و مونتاژ باید ددقت زیادی در رعایت داده ها و مدارک مهندسی به عمل آید به همین جهت آزمون دوام و عملکرد آن ، از اهمیت زیادی برخوردار است از قسمتهای مختلف این مجموعه ، گردگیرها و سیبک های مشتی و چپقی می باشد. وظیفه گردگیرها، جلوگیری از ورود هر گونه اجسام خارجی به ناحیه درگیری دنده شانه ای و پینیون است اجسام خارجی باعث فرسودگی و تاب برداشتن دنده شانه ای شده و حتی اثرات نامطلوبی بر دوام وعملکرد مجموعه فرمان دارد. سیبک ها اعم از سیبک مشتی و چپقی نیز از جمله قطعاتی هستند که عملکرد و دوام آنها در جعبه فرمان دارای اهمیت زیادی است سیبک های مشتی حرکت رفت و برگشتی دنده شانه ای را به تای رادها منتقل می کنند و سیبک های چپقی نیز حرکت تای راد را به شغال دست جهت چرخش چرخها انتقال می دهند . به علت اینکه به تازگی ، ساخت جعبه فرمان پراید در کشور شروع شده آزمون دوام و عملکرد گردگیر و سیبک ، از اهمیت زیادی برخوردار است در این پروژه در ابتدا با توجه به استانداردهای تست دوام گردگیر ، مکانیزم وعملکرد دستگاه مشخص و سپس طراحی مکانیکی دستگاه انجام شده است و در انتها پارامترهایی که مربوط به شرایط انجام تست هستند کنترل گردید همچنین برای تست دوام سیبک ها نیز، همانند گردگیر ، عملکرد و مکانیزم دستگاه براساس استانداردهای تست مشخص و طراحی مکانیکی آن انجام شده است و سپس چگونگی شرایط انجام تست و پارامترهایی که در استاندارد مشخص شده کنترل شده و در ادامه شرایط تست ، با استفاده از نرم افزار کامپیوتری کنترل و مونیتورینگ گردید. همچنین لازم به ذکر است که در طراحی دستگاههای مورد نظر هیچ گونه مهندسی معکوسی صورت نگرفته است و طرحهای مورد نظر با توجه به استانداردهای موجود طراحی شده است.

کنترل پیش بین بهینه یک سیستم تعلیق خودرو که روی یک جاده ناهموار حرکت می کند مورد پژوهش قرار گرفته است. به منظور اندازه گیری ارتفاع سطوح ناهمواری در جلوی خودرو، فرض می شود که سنسورهای ناتماسی در سپر جلوی خودرو وصل شده است. سیستم های تعلیق نسبت به دو نوع مزیت راحتی سرنشین و تماس با جاده که شامل شتابهای جرم فنربندی شده، تغییر شکل تایر، فضای بازی تعلیق و نیروی کنترلی است بهینه می شود. نتایج در دامنه زمان و فرکانس نشان داده می شود و مقادیر مربع میانگین آنها با هم مقایسه می شود. مدل های دینامیکی برای ناهمواری سطح جاده در طول حرکت سیستم خودرو بحث شده است. مدل های جاده که مورد استفاده قرار گرفته و شامل مدلهای نویز سفید فیلتر شده اتفاقی از نوع درجه یک، درجه دو، و درجه سه و همچنین مدل هاورسینوسی (چاله/برآمدگی) می باشد. مدل جاده با استفاده از دانسیته اسپکتروم قدرتی ‏‎(psd)‎‏ در دامنه زمانی به صورت مدل شکلی ارائه شده است. حوزه فضای حالت از پروسه نویز سفید فیلتر شده برای مدل دینامیکی تصادفی ناهمواری جاده محاسبه شده تا به عنوان ورودی به سیستم تعلیق خودرو اعمال شود. سیستم های تعلیق خودرو به صورت مدل کامل خودرو سه بعدی باهفت درجه آزادی مدل شده است. همچنین مدل های یک چهارم و نصف خودرو برای مقایسه با مدل کامل در دامنه فرکانسی و بعضی جوانب در سیستم کنترل پیش بین نیز ارائه می شود. سیستم کنترل پیش بین فعال بهینه برای تنظیم کننده کوادراتیک خطی ‏‎(lqr)‎‏ برای سیستم خودرو با مدل کامل بدست آمده است. استراتژی پیشنهاد شده از این واقعیت سود می جوید که ورودی جاده به چرخهای عقب، مشابه با ورودی به چرخهای جلو با یک تاخیر است. نتیجتا، بازده سیستم های فعال، فعال با تاخیر، و فعال با پیش بین محاسبه شده و با سیستم غیرفعال مقایسه شده است. حساسیت پارامترها نیز نسبت به زمان پیش بین، مقدار بارگذاری خودرو، و ثوابت زمانی در اندیس بازدهی انجام شده است. بعلاوه، فرمول بندی سیستم نیمه فعال و پیش بین با در نظر گرفتن دمپر متغیر پیوسته به عنوان پارامتر نیمه فعال ارائه شده است. برای هر مورد، نتایج سیستم های نیمه فعال با سیستم های تمام فعال متطابق با آن مقایسه شده است. پاسخ شتابهای بدنه خودرو شامل قائم، ‏‎pitch‎‏ و ‏‎‏‎roll‎‏ برای سیستم های فعال و نیمه فعال در شرایط مختلف جاده ای نشان داده شده است. نتایج نشان می دهد که کنترل پیش بین بهینه می تواند تمام جوانب عملکردتعلیق خودرو را تا زمان پیش بین معینی بهبود بخشد. نیروها و توان های کنترلی مصرفی مربوط به سیستم های فعال، نیمه فعال با و یا بدون تاخیر یا پیش بین محاسبه شده و در طول تحلیل برای ترجیح راحتی سرنشین و تماس با جاده مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که اطلاعات پیش بین مربوط به جاده، توان مصرف شده را در تمامی موارد کاهش می دهد.

در این تحقیق یک سیستم اتوماتیک برای حمل و نقل قطعات در یک انبار، ساخته شده است مکانیزم جابجا کننده قطعات در حقیقت یک ربات متحرک کارتزین می باشد که دارای قابلیت تشخیص و دنبال کردن خطوط سیاه رنگ می باشد. در سیستم انبار هوشمند، هریک از قطعات موجود در انبار دارای شماره مخصوصی هستند. هنگامی که نیاز به جابجایی یک قطعه باشد، شماره آن قطعه در کنترلر مجموعه که یک کامپیوتر است، وارد شده و سپس با استفاده از فرمانهایی که از کامپیوتر به ربات جابجاکننده قطعات داده می شود، کار جابجایی قطعه مورد نظر انجام می شود.

کاربرد روزافزون شیشه در زندگی روزمره بشر باعث افزایش تقاضا و به تبع آن افزایش تولید این محصول شده است. با افزایش تولید، حذف عملیات دستی و اجرای اتوماسیون در ساخت شیشه خصوصا حمل و نقل آن امری ضروری است. لذا برای اجرای اتوماسیون در تولید شیشه، در قسمت انتقال شیشه تحقیق شد. مهمترین مشکل انتقال شیشه، پیاده سازی شیشه های تولیدی از انتهای خط تولید بر روی خرک های حمل و نقل می باشد. برای رفع این مشکل طرحهای مختلفی ارائه شد که ای بین این طرحها یک طرح به عنوان طرح بهینه انتخاب و سپس نمونه سازی شد.در این طرح شیشه های تولید شده توسط نوار نقاله به انتهای خط تولید منتقل می شود و سپس مکانیزم پیاده کننده که در طول اجرای این طرح ساخته شده شیشه ها را با هر ابعادی که داشته باشند بر روی خرک مخصوص حمل شیشه پیاده می کند. بعد از مرحله پیاده سازی شیشه، مکانیزم به میزان ضخامت شیشه تولیدی عقب نشینی می کند تا شیشه بعدی را با فاصله مناسب با شیشه قبلی پیاده کند تا باعث صدمه زدن به لبه شیشه ها نشود، این عمل تا پرشدن خرک ادامه پیدا می کند. شیشه های تولید شده توسط کارخانجات ایرانی به علت استفاده از روشهای قدیمی دارای ابعاد استانداردی نیستند و ابعاد شیشه های تولیدی در محدوده وسیعی تغییر می کند. بعلاوه مکانیزم دارای تنظیم کننده ای است که با آن می توان دستگاه را برای شیشه با هر ضخامتی که در حال پیاده شدن است تنظیم کرد. با اجرای این طرح نیاز به نیروی انسانی در قسمت انتقال کاهش زیادی پیدا می کند به علاوه شرایط اری کارکنان قسمت حمل و نقل ایمنی بیشتری خواهد داشت.