هدف در این پایان نامه بحث در مورد سنتز سینماتیکی و آنالیز سیستم تعلیق مستقل پنج بازویی در چرخ عقب خودرو به منظور دستیابی به خوش‍فرمانی بهینه و یا به عبارت دیگر داشتن کمترین تغییرات در زوایای تورب و سرجمعی چرخ در اثر پستی و بلندی های جاده و همچنین دوران بدنه خودرو در سر پیچ است. به این منظور از دو روش سنتز " موقعیت- جزئی " که حرکت مکانیزم را بر روی مسیرهای هندسی خاصی نظیر دایره، استوانه، کره و یا خط مستقیم بررسی میکند و روش "جبر برداری" که با استفاده از قوانین برداری، رابطه ای را برای زوایای تورب و سرجمعی بدست می آورد، استفاده شده است. با توجه به این که در دو سر هر کدام از بازوها از مفاصل کروی استفاده می شود، نهایتا 10 مفصل کروی در مکانیزم وجود خواهد داشت، که برای مشخص کردن موقعیت مکانی تمامی آنها با 30 متغیر مواجه خواهیم بود. با استفاده از روابط موجود در تئوری ربات های موازی یک تابع هدف مبتنی بر تغییرات زوایای اصلی چرخ تعریف شده و با استفاده از الگوریتم ژنتیک و به کمک نرم افزار مطلب، بهینه سازی انجام شده و سنتز مکانیزم اجرا می شود. بعد از انجام عمل سنتز و مشخص شدن موقعیت مفاصل و همچنین اندازه طول بازوها در مکانیزم، برای تایید عملکرد مطلوب سیستم تعلیق حاصل از سنتز، به بررسی سینماتیکی مسئله پرداخته و نتایج آن را در قالب نمودارهایی نظیر: تغییرات زوایا و همچنین جابجایی افقی چرخ در برابر تغییرات ارتفاع چرخ در اثر پستی و بلندهای جاده آورده می شود. در ادامه با استفاده از حل دستگاههای معادلات خطی نمودارهای مربوط به سرعت و شتاب خطی و زاویه ای چرخ بدست می آید. که از نمودارها مشخص می گردد، مکانیزم طراحی شده در فرایند سنتز موقعیت-محدود می تواند تا حد زیادی نیازهای سینماتیکی مسئله که همان کمینه شدن تغییرات زوایای تورب و سرجمعی چرخ در اثر برخورد چرخ با دست انداز جاده ها و همچنین دوران خودرو در هنگام پیچ است را برآورده نماید

در این تحقیق از ایده مواد هوشمند جهت کنترل و از بین بردن ارتعاشات غیرخطی تیرها استفاده شده است. ارتعاشات خمشی تیرهای ویسکوالاستیک تقویت شده به وسیله نانو لوله های کربنی بطور خاص مورد توجه قرار گرفته است. مدل ویسکوالاستیک به کار برده شده در این تحلیل، مدل ویسکوالاستیک کلاسیک کلوین- ویت می باشد. با استفاده از اصل همیلتون معادلات دیفرانسیلی غیرخطی تیر در دو حالت با وصله پیزوالکتریکی و بدون وصله پیزوالکتریکی بدست آمده اند. عبارت های غیرخطی معادلات حرکت شامل اینرسی، سختی و استهلاک می باشند. روش چند مقیاسی برای بدست آوردن پاسخ تحلیلی معادله دیفرانسیلی ارتعاشات آزاد تیر به کار برده شده است. به این ترتیب رابطه ای صریح بین فرکانس ارتعاشات آزاد و دامنه ارتعاشات و پارامترهای سیستم بدست آمد. در ادامه از کنترلر فازی با استفاده از حسگرها و محرک های پیزوالکتریکی برای کم نمودن ارتعاشات آزاد و اجباری با تحریک های دلخواه استفاده شده است. نتایج بدست آمده کارایی کنترلر فازی در کنترل نمودن ارتعاشات سیستم های غیرخطی را نشان می دهد.

الگوریتم زنبورها یک الگوریتم هوشمند دسته جمعی جدید است که با شبیه سازی رفتار زنبورهای عسل در طبیعت هنگام جمع آوری شهد طراحی شده است. در این پژوهش سعی شده است تا با اصلاح عملکرد الگوریتم بر سرعت و توانمندی آن افزوده گردد. همچنین تلاش شده است تا با کم کردن پارامترهای تعیین شونده توسط کاربر بر سهولت کاربری آن اضافه گردد. اصلاحیات اعمالی بر روی مجموعه ای از توابع محک آزمایش شده اند و در پایان سرعت و برتری عملکرد الگوریتم اصلاح شده بر الگوریتم پایه در حل مسائل محک طراحی اجزا نشان داده شده است.

استفاده از امواج هدایت شده فراصوت در بازرسی لوله های نفت، گاز، پتروشیمی و صنایع تولید انرژی به منظور تشخیص عیب و ترک، رو به گسترش است. به کمک این امواج در وقت و هزینه، در قیاس با روش های سابق که به صورت نقطه به نقطه بازرسی می شد، صرفه جویی قابل توجهی می شود. در این پایان نامه به بررسی امواج هدایت شده ی فراصوت در لوله های ایزوتروپیک چند لایه پرداخته شده است. با این فرض که لایه ها بدون فضای مابین، به یکدیگر متصل هستند و شرایط مرزی در سطح داخلی استوانه داخلی و سطح بیرونی استوانه بیرونی تنش صفر می باشد. هدف از این طرح استخراج دیاگرام های طیف فرکانسی ( فرکانس بر حسب عدد موج )، سرعت فاز بر حسب فرکانس، سرعت گروه بر حسب فرکانس و در نهایت ساختار موج در لوله های چند لایه می باشد. در این پژوهش ابتدا استوانه توپر (میله) و سپس لوله ی یک لایه بررسی شدند و پس از اطمینان از صحت روش و کد نوشته شده و مقایسه با مراجع مختلف، به حل معادلات برای استوانه چند لایه پرداخته و نمودارهای مربوطه با موفقیت استخراج شده اند.

این پژوهش به مسئله طراحی مسیر مرجع در سامانه هدایت خودکار رشتههای حفاری مجهز به mwdدر یک فضای سه بعدی میپردازد. در ابتدا با استفاده از مفهوم زوایای اویلر، سینماتیک مستقیم برای بازههای زمانی مختلف بررسی میگردد. سپس با فرض اینکه ویژگیهای مکانیکی محیط با سینماتیک رشته سازگار باشد،رابطهای برای تعیین موقعیت رشته در انتهای بازههای کوچک زمانی بدست میآید. این رابطه تابعی از زاویه مته، زاویه پیچش رشته حول محور خود و میزان پیشروی رشته میباشد. سینماتیک معکوس حرکت برای بدست آوردن متغیرهای مفصلی بررسی شده است. بدین منظور سینماتیک معکوس برای دو حالت به وسیله الگوریتم زنبور عسل بررسی میشود. در حالت اول زاویه مته ثابت درنظر گرفته میشود، در حالی که برای حالت دوم اندازه بردار جابجایی ثابت در نظر گرفته شده است. همچنین برای مدل کردن موانع موجود در مسیر، از مفهوم پوسته محدب اجسام سه بعدی استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که از سینماتیک رشته حفاری میتوان به نوع جدیدی از رباتهای انعطافپذیر که قادر به حفاری و حرکت روی مسیرهای سه بعدی هستند، دست یافت. همچنین میتوان دریافت که الگوریتم تولید مسیر بکار گرفته شده، قادر است حتی در صورت بروز پیشامدهای غیر منتظره (مانند وجود مانع در مسیر اولیه) به تولید مسیر پرداخته و مسیر مرجع رشته را به سمت هدف مشخص نماید.

در اثر ناهمواری های جاده، خودرو در معرض شتاب های خطی و زاویه ای قرار می گیرد که سبب ناراحتی و خستگی سرنشینان می شود. با محدود کردن این شتاب ها می توان راحتی سفر خودرو را بهبود داد. این پژوهش جهت بهبود راحتی سرنشینان سه موضوع را مورد بررسی قرار داده است. اولین موضوع مربوط به بهینه سازی سیستم تعلیق برای بهبود راحتی سفر خودرو می باشد. بنابراین به منظور ارزیابی میزان راحتی سفر یک خودرو، مقادیر شتاب های وارد به سرنشین در فرکانس های مختلف با استفاده از چگالی طیفی قدرت مربوط به تحریکات اتفاقی یک جاده ی واقعی محاسبه شده و با مقادیر مرزی مطلوب که توسط استاندارد ایزو 2631 تعیین شده مقایسه شده اند. سپس برای به حداقل رساندن اختلاف ناشی از این مقایسه، پارامترهای سیستم تعلیق یعنی ضرایب فنرها و کمک فنرها (برای سه نوع سیستم تعلیق فعال، نیمه فعال و غیرفعال) و موقعیت صندلی راننده و مسافر، به صورت بهینه تعیین شده اند. با منظور کردن محدودیت های فیزیکی مسئله، از الگوریتم زنبور عسل برای تعیین پارامترهای بهینه استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده ی کاهش شتاب ها و بهبود رفتار دینامیکی خودرو از نظر راحتی سفر می باشد. دومین موضوع مربوط به بهینه سازی چند هدفه سیستم تعلیق، برای بهبود راحتی سفر و قرارپذیری خودرو می باشد. نتایج حاصل شده عملکرد بالای بهینه سازی چند هدفه سیستم تعلیق به منظور بهبود راحتی سفر و قرارپذیری خودرو را نشان دادند. در پایان به طراحی کنترلر فازی بهینه، جهت کنترل ارتعاشات خودرو پرداخته می شود. نتایج حاصل شده نشان می دهد که استفاده از کنترلر فازی بهینه در کنترل ارتعاشات سیستم غیرخطی خودرو نسبت به نوع غیرفعال دارای کارائی بالاتری می باشد.

در این پایان‏نامه توانایی شبکه‏ی عصبی برای حل مسایل ویژه‏ی سینماتیکی ربات متحرک همه‏جهته مورد بررسی قرار گرفته است. جهت کنترل حرکت ربات، از توانمندی شبکه‏های عصبی استفاده شده است. مزیت استفاده از شبکه‏ی عصبی آن است که نیازی به دانش دینامیکی و سینماتیکی ربات همه‏جهته وجود ندارد. برای مدل‏سازی رفتار ربات با گذشت زمان، ربات همه‏جهته و مسیرهای مختلف جهت ناوبری ربات، در نرم‏افزار adams طراحی شده است. سپس شبکه‏ی عصبی برای یادگیری سرعت زوایای مطلوب تایرهای ربات متناظر با مسیرهای مختلف، تحت آموزش قرار گرفته است. نتایج نشان می‏دهد، که شبکه‏ی عصبی می‏تواند رفتار ربات همه‏جهته را یاد گرفته، و ربات مورد نظر با استفاده از خروجی‏های شبکه‏ی عصبی توانایی طی مسیر مطلوب را دارد.

در این پژوهش به بررسی ارتعاشات پس‏کمانش پوسته‏های استوانه‏ای جدارنازک تحت بار محوری فشاری پرداخته شده است. هدف از انجام پژوهش، بررسی اثرات مختلف ناشی از پدیده‏ی کمانش در پوسته‏های استوانه‏ای جدار نازک بوده که ویژگی‏های ارتعاشی پوسته‏ها را دستخوش تغییر می‏نماید. برای رسیدن به این هدف یک پوسته‏ی استوانه‏ای جدار نازک با مقطع دایره‏ای انتخاب شده است. پوسته دارای تکیه‏گاه ساده بوده و بر دو انتهای آن، بار محوری فشاری به‏صورت استاتیکی قرار دارد. از حل معادلات پایداری دانل با استفاده از روش‏های انرژی و گالرکین برای به‏دست آوردن مسیرهای تعادلی (منحنی‏های بار برحسب تغییرمکان) قبل و بعد از کمانش پوسته استفاده شده است. سپس از معادلات دانل در حالت تعادل دینامیکی استفاده شده تا فرکانس‏های طبیعی ارتعاشی پوسته به‏ازای مقادیر مختلف بار محوری به‏دست آید. از سوی دیگر مدل‏سازی مسئله‏ی پوسته‏ی استوانه‏ای کمانش یافته، در محیط نرم‏افزار انسیس انجام شده و مقادیر فرکانس‏های طبیعی پوسته در حالت‏های قبل و بعد از کمانش به‏ازای بارهای مختلف محوری به‏دست آمده است. اطلاعات خروجی به‏صورت داده، با استفاده از روش حل نرم‏افزار و روش حل تحلیلی (در حالت‏های قبل و بعد از کمانش) به‏دست آمده است سپس این داده‏ها با استفاده از تبدیل موجک پردازش شده‏اند. با مشاهده‏ی اختلاف نتایج خروجی از تبدیل موجک در حالت‏های قبل و بعد از کمانش، نتیجه‏گیری می‏شود که از موجک‏ها می‏توان در عمل و با در دست داشتن داده‏های ارتعاشی پوسته‏ها برای بررسی پدیده‏ی کمانش استفاده کرد.

در این پژوهش به طراحی کنترل گر بهینه برای رسیدن به توزیع گشتاور-قدرت مناسب در یک خودروی هیبریدی با ساختار موازی پرداخته شده است. برای این منظور یک خودروی هیبریدی با ساختار موازی با زیر سیستم های موتور احتراقی، موتور الکتریکی و باتری، مبدل گشتاور، سیستم انتقال قدرت نسبت پیوسته، کوپلینگ سرعت گشتاور و چرخ ها (معادلات حرکت طولی خودرو) در نرم افزار متلب/سیمولینک مدل سازی می گردند. برای استخراج داده ها و نگاشت های مورد نیاز از نرم افزار ادوایزر استفاده شده است. یک کنترل گر سه لایه برای توزیع گشتاور و انتخاب حالت عملکردی مناسب خودرو طراحی شده است. در لایه ی اول و دوم از کنترل گر فازی استفاده می شود. کنترل گرهای فازی به کمک الگوریتم زنبور عسل بهینه سازی می شوند. عملکرد کنترل گر فازی بهینه شده و غیر بهینه در چهار سیکل استاندارد رانندگی بررسی و مقایسه شده است. عملکرد کنترل گر از لحاظ انتخاب حالت عملکرد خودرو و همچنین دستورات لازم به زیرسیستم ها در طول سیکل ece مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که کنترل گر بهینه شده در سیکل های مختلف بهتر از کنترل گر غیر بهینه شاخص‏های مورد نظر طراح (میزان مصرف سوخت، شرایط شارژ باتری و انتخاب حالت عملکردی خودرو) را برآورده می‏کند و بهبود قابل توجهی در پارامترهای مهم عملکردی (پیروی سرعت خودرو از سرعت مطلوب در سیکل‏های مختلف رانندگی) خودرو ایجاد می کند. نتایج نشان دهنده ی عملکرد مناسب کنترل گر در اجرای قواعد تعریف شده برای آن بر اساس شرایط مختلف می باشد. کنترل گر لایه ی سوم در بهبود پارامترهای عملکردی خودرو، کاهش مصرف سوخت و آلاینده های تولیدی موتور تاثیر بسزایی دارد. نتایج نشان می دهد که خودروی هیبریدی در کنار برآورده کردن خواسته های راننده ( سرعت و شتاب مطلوب خودرو در سیکل‏های استاندارد رانندگی) قادر است میزان مصرف سوخت و آلاینده های تولیدی را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد.

در این پژوهش به کنترل بهینه ی سیستم توزیع گشتاور در یک خودروی4wd برای دستیابی به خوش فرمانی پرداخته شده است. برای این منظور خودرویی با 8 درجه آزادی در نرم افزار سیمولینک-متلب مدل سازی و نتایج شبیه سازی با نتایج حاصل از نرم افزار کارسیم مقایسه شده است که تطابق مناسبی بین آن دو مشاهده می شود. به منظور کنترل گشتاور انتقالی بین چرخ های خودرو، سه نوع دیفرانسیل با قابلیت کنترل برداری گشتاور در نظر گرفته شده و به مدل خودرو و همچنین مدل کارسیم اضافه شده اند. برای کنترل این سیستم ها، کنترل گری با دو لایه ی کنترلی، مبتنی بر استراتژی کنترل فازی طراحی شده است. کنترل گر طراحی شده برای هر یک از سیستم ها به کمک الگوریتم زنبور عسل بهینه سازی می شود. پارامترهای بهینه سازی، موقعیت توابع عضویت در متغیرهای ورودی و خروجی کنترل فازی می باشد. عملکرد کنترل گر طراحی شده، در دو مانور استاندارد رانندگی بررسی شده است که بهبود قابل توجه خوش فرمانی خودرو در این مانورها را هم برای مدل سیمولینک و هم مدل کارسیم نشان می دهد. در نهایت هر سه دیفرانسیل با قابلیت کنترل برداری گشتاور، با سیستم کنترل پایداری مقایسه شده اند. نتایج نشان دهنده ی بهتر بودن عملکرد این سیستم ها نسبت به سیستم کنترل پایداری می باشد. همچنین مقایسه ای میان این سه سیستم از نظر نحوه ی عملکرد انجام شده است که در میان آنها، سیستم dpc بهترین سیستم از لحاظ بهبود خوش فرمانی خودرو است در حالی که سرعت متوسط خودرو را بیشتر از سایر سیستم ها کاهش می دهد.

در این تحقیق، تخمین رفتار شیکدان الاستیک در مخزن کروی با دو انشعاب شعاعی مجاور و انشعاب متقارن محور بررسی شده است. تحلیل بر پایه آنالیز المان محدود الاستوپلاستیک و بر اساس تئوری ترکیبی کران پایین پریس‏ملان انجام گرفته شده است. در تحلیل از روش طراحی به کمک تحلیل استفاده شده است. روش طراحی به کمک تحلیل، عموماً به دو روش دسته‏بندی تنش‏ها و روش مستقیم تقسیم می‏شود. تغییر شکل پیشرونده‏ پلاستیک یکی از پنج معیار روش مستقیم است. تغییر شکل پیشرونده پلاستیک سازه‏های تحت بارگذاری سیکلی را مورد بررسی قرار می‏دهد و توسط مفهوم شیکدان شرح و بسط داده می شود. در طراحی نیروگاه‏ها، رابطه بین توان تولیدی، ظرفیت تولید بخار و اندازه راکتور به گونه‏ای است که نصب تعداد زیادی انشعاب به مخزن راکتور را الزامی می‏نماید. این انشعاب‏ها باید در سطح محدودی نصب شوند و لزوماً در فاصله کمی از یکدیگر قرار می‏گیرند. بر همین اساس بررسی رفتار شیکدان در انشعاب‏های مجاور شعاعی و انشعاب‏های متقارن محور ضروری به نظر می‏رسد. تحلیل برای تغییرات شعاع انشعاب، تغییرات ضخامت و تغییرات طول انشعاب متقارن محور انجام شده است. همچنین تحلیل برای تغییرات فاصله و تاثیر تداخل میدان‏های تنش دو انشعاب شعاعی مجاور در فشار شیکدان و تغییرات شعاع و ضخامت انشعاب در مخزن کروی با دو انشعاب شعاعی مجاور انجام گرفته است. فشار‏های شیکدان الاستیک با نتایج فشار حدی در انشعاب متقارن محور مقایسه شده است. نمودار‏های طراحی مخزن کروی با دو انشعاب شعاعی مجاور تحت فشار داخلی بدست آورده شده است.

دستیابی به مشخصات خوش‏فرمانی و پایداری بالاتر در انجام مانورهای جانبی یکی از هدف‏های مهم در طراحی سامانه های فرمان خودرو است. در خودروهای امروزی سیستم فرمان غالبا از نوع مکانیکی و با رعایت هندسه ی آکرمن طراحی می گردد. پژوهش ها نشان داده است که سیستم فرمان مکانیکی با مکانیزم آکرمن از حیث ایجاد مشخصات خوش فرمانی و پایداری در خودرو، ایده ال نبوده و می‏توان روش های جایگزین دیگری را برای بهبود مشخصات خوش‏فرمانی و پایداری خودرو در نظر گرفت. ابداع سیستم فرمان‏گیری با سیم با قابلیت فرمان‏گیری فعال چرخ های جلو به صورت مستقل از هم یا سیستم فرمان غیرآکرمنی، یکی از روش های جایگزین است. در پژوهش حاضر به مدل سازی دینامیکی و طراحی سینماتیکی سیستم فرمان غیرآکرمنی پرداخته شده است. بدین منظور طراحی سینماتیکی سیستم فرمان غیرآکرمنی در نرم افزار آدامز/کار انجام شده و سپس بر روی مدل خودرو در این نرم افزار نصب گردید. به منظور استخراج نمودارهای مرجع فرمان گیری چرخ‏های جلوی خودرو جهت بهبود مشخصات خوش فرمانی و پایداری، تابع هدف وابسته به سینماتیک خودرو تعریف گردیده و از مدل دینامیکی خودرویی با 9 درجه آزادی و الگوریتم زنبور عسل برای حل مسئله ی بهینه سازی، استفاده شده است. برای شبیه سازی دینامیکی خودروی مجهز به سیستم فرمان غیرآکرمنی، واحد کنترل با استفاده از قابلیت برقراری ارتباط بین نرم افزار آدامز/کار و نرم افزار متلب به مدل خودرو اضافه گردیده است. در نهایت عملکرد خودروهای مجهز به سیستم فرمان غیرآکرمنی و سیستم فرمان مکانیکی در نرم افزار آدامز/کار، با انجام مانورهای استاندارد جانبی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که مشخصات خوش فرمانی و پایداری خودرو با استفاده از سیستم فرمان غیرآکرمنی، حین انجام مانورهای جانبی در شرایط دینامیکی مختلف و بر روی جاده های خشک و تر، نسبت به خودروی دارای سیستم فرمان مکانیکی بهبود قابل توجهی یافته است.

خودرو یکی از سامانه‏های دینامیکی است که همواره تحت تغییرات شدید و عمده در پارامترهای اصلی و ورودی قرار دارد. تغییرات شرایط جاده، وزن خودرو، مهارت راننده و سبک رانندگی نمونه‏هایی از این تغییرات پارامترها هستند. هدف در پژوهش حاضر طراحی یک سامانه کنترل نیرومند برای سامانه فرمان خودرو است، به نحوی که قادر باشد ضمن خنثی نمودن اثرهای ناشی از تغییرات پارامترهای موثر بر خوش‏فرمانی، رفتار دینامیکی خودرو را اصلاح نموده و بهبود بخشد. کنترل‏گر نیرومند مورد استفاده در این پژوهش کنترل گر تئوری پسخور کمی است که بر اساس محدوده‏ی پاسخ فرکانسی و زمانی طراحی می‏شود. در این پژوهش از یک مدل خودروی هفت درجه آزادی برای شبیه سازی رفتار فرمان‏پذیری خودرو استفاده شده و صحت آن با نرم افزار کارسیم بررسی شده است. سپس به طراحی ناظر جهت شناسایی شرایط جاده وطراحی کنترل‏گر تئوری پسخور کمی پرداخته شده است. نتایج شبیه‏سازی نشان می‏دهد که رفتار خوش‏فرمانی خودرو در شرایط مختلف جاده، جرم و سرعت در حضور کنترل‏گر نسبت به خودروی کنترل نشده بهبود قابل توجهی یافته‏ است.

در این پژوهش به طراحی یک کنترل‏گر عصبی‏فازی به منظور بهبود کیفیت خوش‏فرمانی در خودرو پرداخته شده است. با توجه به اینکه در طراحی و اعمال کنترل گر عصبی‏فازی نیازی به دست آوردن تابع تبدیل سیستم وجود ندارد و همچنین رفتار مدل‏های موجود در نرم افزار کارسیم، به خودروی واقعی بسیار نزدیک است، در این پژوهش از مدل موجود در نرم افزار کارسیم استفاده شده‏ است. روال کار بدین صورت است که ابتدا سیستم کنترل فازی اولیه‏ای طراحی می‏گردد و در حین فرآیند یادگیری، پارامتر‏های مربوط به سیستم کنترلی به کمک شبکه‏ی عصبی، اصلاح شده تا معیار‏های مربوط به خوش‏فرمانی به مقدار مطلوب برسد. نتایج نشان می‏دهد که پاسخ خودرو در حضور کنترل گر نسبت به حالت کنترل‏نشده، بهبود قابل توجهی پیدا کرده است.

در این پایان نامه ابتدا به کمک مدل دو بعدی اجزای محدود هارمونیک درایو مشخصات پروفیل دندانه ی تماس پیوسته پیدا شده است. این مشخصات شامل زاویه فشار، ارتفاع و ضخامت روی دایره گام دندانه می شود. در دومین مرحله به کمک تحلیل تنش مناسب ترین پروفیل موج ساز شناسایی و معرفی می شود. ثابت شده است که با تداخل یک موج ساز مناسب با پوسته ی انعطاف پذیر خیز شعاعی ماکزیممی برابر مدول دندانه ها در پوسته ایجاد می شود و در نمودار توزیع تنش فن مایزز ریشه ی دندانه ی پوسته در مقطع ماکزیمم آن به خاطر تماس با شعاع کوچک موج ساز شکست مختصری بوجود خواهد آمد. ماکزیمم تنش فن مایزز ریشه ی دندانه ی پوسته قبل و بعد از بارگذاری محاسبه و اثر ضخامت و قطر دایره گام پوسته بر مقدار آن مورد ارزیابی قرار می گیرد. به کمک تحلیل خستگی ریشه ی دندانه ی پوسته نشان داده شده است که اگر ضخامت ریشه ی دندانه ی پوسته از ضخامت بدنه ی آن بیشتر باشد گشتاور نهایی خستگی پوسته به طور قابل توجهی افزایش می یابد. پوسته ای با ریشه ی دندانه ی ضخیم تر از ضخامت بدنه ی آن تحت عنوان پوسته ی اصلاح شده معرفی شده است. با انجام تحلیل مودال بر روی پوسته ی انعطاف پذیر قبل و بعد از اصلاح اثر ضخامت، قطر دایره گام و گشتاور اعمالی به پوسته بر چهار فرکانس شعاعی اول آن محاسبه و با یکدیگر مقایسه می شود. این فرکانس ها نباید با فرکانس ارتعاش پوسته یکی شوند در غیر این صورت پوسته در فاز تشدید خود قرار می گیرد. در نهایت ابعادی برای چهار قطر دایره گام مختلف پوسته ارائه شده است که انتظار می رود قابلیت تحمل گشتاور نهایی بالاتری نسبت به سایر مدل ها داشته باشند و فرکانس های شعاعی آنها به ازای گشتاورهای یکسان بالاتر باشد.

نام خانوادگی: اباذری نام: افشین شماره دانشجویی: 8840101 عنوان پایان‏نامه: رهیابی ربات‏های متحرک مین‏یاب با استفاده از کنترل فازی استاد راهنما: دکتر افشین قنبرزاده استاد مشاور: دکتر کورش حیدری شیرازی درجه تحصیلی: کارشناسی ارشد رشته: مکانیک گرایش: طراحی کاربردی دانشگاه: شهید چمران اهواز دانشکده: مهندسی گروه: مکانیک تاریخ فارغ‏التحصیلی: 29/7/91 تعداد صفحه: 74 کلید واژه‏ها: ربات مین‏یاب، رهیابی، کنترل فازی، اجتناب از برخورد به مانع چکیده: امروزه حدود 100 میلیون مین دفن‏شده در 70 کشور جهان در نتیجه جنگ‏های قبلی و کنونی وجود دارد و هر ساله حدود یک میلیون مین جدید دفن می‏شود. ایران سومین کشور دنیا از لحاظ مین های دفن شده است. با توجه به خطرناک بودن پاک‏سازی سطوح آلوده به مین توسط انسان، استفاده از ربات‏ها لازم و ضروری است. هدف در طراحی ربات مین‏یاب، یافتن کل مین‏های موجود در سطح آلوده است. ربات جهت انجام این عمل بایستی کل محیط را جستجو نماید. محیط فرض شده در این پژوهش به‏صورت یک مربع با طول ده متر است. محیط حرکت ربات دارای ناهمواری‏ها و موانع می‏باشد، بنابراین در ربات سیستم تعلیق (فنر و میرا کننده) به‏کار رفته است تا توانایی عبور از ناهمواری‏ها را داشته باشد. اکثر الگوریتم‏های رهیابی بر پایه وجود هدف مشخص و با توجه به شناخت کامل از موانع موجود در محیط، به‏کار می‏روند. در فرآیند مین‏یابی، هدف که همان مین است نامشخص است و شناخت محیط به وسیله سنسورها در حین مین‏یابی انجام می‏گیرد. سنسور‏ فاصله‏یاب جهت تشخیص موانع موجود در محیط به‏کار رفته است. ربات پس از تشخیص مانع، باید آن را دور بزند و در مسیر حرکت قبلی خود قرار گیرد. برای اجتناب از برخورد به مانع، الگوریتم تعقیب دیوار استفاده شده است. در این پژوهش جهت کنترل حرکت ربات، از روش فازی استفاده می‏شود. روش فازی مانند روش‏های الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی، جزء روش‏های اکتشافی در الگوریتم‏های رهیابی است. برای بررسی عملکرد کنترل‏کننده فازی، شش محیط متفاوت آلوده به مین فرض شده است. ربات در این شش محیط به جستجوی مین‏ها می‏پردازد. نتایج نشان می‏دهد که ربات تمام مین‏ها را در این شش محیط با توجه به وجود موانع پیدا می‏کند و مختصات تمام مین‏ها را جهت انهدام آن‏ها گزارش می‏دهد.

نام خانوادگی : زرگرطالبی نام: علی شماره دانشجویی : 8940122 عنوان پایان نامه : مدل‏سازی دینامیکی رفتار ترامپ محور در خودروهای سواری استاد/ اساتید راهنما: دکتر کورش حیدری شیرازی استاد/ اساتید مشاور: دکتر محمد شیشه‏ساز درجه تحصیلی: کارشناسی ارشد رشته: مهندسی مکانیک گرایش: طراحی کاربردی دانشگاه: شهید چمران اهواز دانشکده: مهندسی گروه : مهندسی مکانیک تاریخ فارغ التحصیلی : 14/12/1391 تعداد صفحه: 78 کلید واژه‏ها : ترامپ، دینامیک خودرو، نوسانات محور محرک، خودروی اِسپُرت. چکیده: در علم دینامیک خودرو، به نوسانات محور محرک حول محور طولی خودرو ترامپ گفته می‏شود. در این پژوهش، به بررسی رفتار محور محرک در یک خودرویrwd با سیستم تعلیق هاچ‏کیس در وضعیت شتاب‏گیری خودرو پرداخته شده است. به این منظور خودرویی با 6 درجه آزادی در دو نرم افزار سیمولینک و آدامز مدل سازی شده و در پایان، نتایج هر دو شبیه سازی با یکدیگر مقایسه شده و تطابق مناسبی بین آن دو مشاهده می شود. به منظور بهبود و حذف نوسانات محور محرک، پارامترهای اساسی خودرو همچون گشتاور موتور، مشخصه‏های سیستم تعلیق، فواصل تایرها نسبت به یکدیگر، فشار باد تایر، ممان اینرسی محور محرک و بدنه‏ی خودرو حول محور طولی و همچنین وزن محور محرک و بدنه‏ی خودرو مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج بدست آمده، دیده می‏شود که خودروهایی با فاصله زیاد میان دو چرخ چپ و راست نسبت به خودروهای دیگر که این فاصله در آن‏ها کمتر است، مزیت بیشتری دارند. مقادیر سختی عمودی سیستم تعلیق و تایرها نیز محدوده‏ی مشخصی را جهت بهبود ترامپ می‏طلبند. همچنین مستهلک‏کننده‏های قدرتمند مورد استفاده در خودروهای اِسپُرت در حذف این پدیده نقش بارزی را بازی می‏کنند. مقادیر بزرگ مربوط به نسبت ممان اینرسی‏ محور محرک به ممان اینرسی بدنه‏ی خودرو حول محور رول در بهبود رفتار تاثیرگذار بوده و همچنین علیرغم باور عمومی در کاهش وزن خودرو به هدف شتاب‏گیری بالا، خودروهایی با وزن کم در برابر تهدید ترامپ در شتاب‏گیری، ضعف بیشتری خواهند داشت.

در این پایان نامه کنترل گری که قادر باشد عملیات تعویض دنده در جعبه دنده ی خودکار را مطابق با عملکرد خواسته شده انجام دهد، طراحی شده است. برای این منظور ابتدا دینامیک طولی خودرو، چرخ، ترمز و زنجیره ی انتقال قدرت در نرم افزار متلب/سیمولینک مدل سازی گردیده است. داده های مورد نیاز زیر سیستم ها از نرم افزار ادوایزر استخراج شده اند. با توجه به اینکه مدل رو به جلو می باشد، از یک راننده ی خودکار فازی برای صدور فرمان های پدال گاز و ترمز به کنترل گر استفاده شده است. در ادامه، کنترل گر فازی تعویض دنده با دو لایه ی کنترلی طراحی گردیده است. مهمترین توابع عضویت کنترل گر به کمک الگوریتم زنبور عسل بهینه-سازی شده اند. سپس، برای بهبود عملکرد و کمینه کردن مصرف سوخت، با در نظر گرفتن زمان شتاب گیری خودرو ضرایب دنده به کمک الگوریتم زنبور عسل بهینه سازی شده اند. نتایج نشان می دهد، کنترل گری که در کنار در نظر گرفتن حالت موتور به تخمین تمایل راننده نیز می پردازد، کیفیت تعویض دنده ی مطلوبی را ارائه می کند. بهینه سازی کنترل گر موجب انتقال نقاط عملکرد موتور به نواحی مناسب تری شده است، که این موضوع از روی درصد بهبود مصرف سوخت و میزان آلاینده های تولیدی مشخص است. بهینه سازی ضرایب دنده، علاوه بر اینکه مصرف سوخت و انتشار آلاینده های خودرو را بهبود می دهد، زمان شتاب گیری را که در بهینه سازی کنترل گر افزایش یافته، بهبود داده است.

مجموعه روتور- یاتاقان کمپرسورهای گریز از مرکز بدلیل تغییر در شرایط فرآیندی، ناپایدار خواهد شد که این ناپایداری افزایش اندازه و یا تغییرات شدید در مدارت حرکت جانبی روتور را به همراه خواهد داشت. این تحقیق به تحلیل رفتار دینامیکی روتور کمپرسور جریان شعاعی تحت اثر تغییرات تصادفی دبی جرمی گاز در ورودی کمپرسور با توزیع آماری مشخص پرداخته است. عبور جریان گاز از درون مجاری متعدد پروانه منجر به اعمال نیروهای محیطی درپروانه می گردد. در این تحقیق این نیروها با توزیع تصادفی به مدل دینامیکی مجموعه روتور با یاتاقان های تیلت پد اعمال گردیده و پاسخ دینامیکی روتور مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حرکت غیر خطی ایجاد شده توسط نرم افزار های سیمولینک و آدامز تحلیل گردیدند. سپس به شبیه سازی رفتار دینامیکی به همراه ورودیهای اتفاقی در شرایط کاری طبیعی و غیر طبیعی پرداخته شد. در ایجاد ارتباط بین ورودی ها و خروجی های شبیه سازی از روشهای psd و ضرایب همبستگی متقاطع استفاده شده است. سیگنال های ارتعاشی مشخص شده در فرکانس های مختلف در نمودار psd بر اساس مقایسه بین استخراج نتایج با و بدون حضور ورودیهای اتفاقی به این ورودیها ارتباط داده شدند. نمودار ضرایب همبستگی متقاطع فرکانس های اصلی تاثیر گذاری ورودیهای اتفاقی در ارتعاشات جانبی را مشخص نمودند. نتایج خروجی از این بررسی ها در این تحقیق از انطباق خوبی برخوردار بودند.

این پژوهش به کنترل بهینه پایداری جانبی یک خودروی کشنده-نیمه تریلر در سرعت های مختلف طی مانورهای استاندارد می پردازد. برای این منظور خودرویی با 5 درجه آزادی در نرم افزار سیمولیک-متلب مدل سازی و شبیه سازی شده است، و با نرم افزار تراک سیم به صحت سنجی آن پرداخته شده است که تطابق مناسبی بین آن ها در حالت پایا مشاهده می شود. به منظور بهبود پایداری جانبی از سیستم فرمان عقب واحد نیمه تریلر استفاده شده است. با طراحی کنترل گر pid، بهینه شده توسط الگوریتم زنبور عسل، سعی بر بهبود عملکرد کشنده- نیمه تریلر در سرعت های بالا در مانور تغییر مسیر و در سرعت پایین در مانور دور زدن پیچ 90 درجه شده است. طراحی کنترل گر در سرعت بالا و پایین به سه حالت کنترل فرمان عقب در محورهای مختلف نیمه تریلر صورت گرفته است. نتایج نشان دهنده بهتر بودن عملکرد سیستم فرمان نسبت به سیستم بدون فرمان محور عقب نیمه تریلر می باشد. همچنین حالت کنترلی هر سه محور فرمان در سرعت بالا باعث بهبود پایداری و جلوگیری از غلتش به پهلو خودرو و در سرعت پایین موجب بهبود مانورپذیری بهتر و کمتر شدن نیروهای جانبی وارد بر تایر که سبب کاهش سایش لاستیک، صدمه به جاده و فضای مورد نیاز در زمان مانور دور زدن می گردد.

در این رساله، ارتعاشات غیرخطی تیرهای دولایه در حضور لغزش بین لایه ای مورد بررسی قرار گرفته و معادله های حاکم بر ارتعاشات همزمان طولی و عرضی با فرض تغییرمکان های بزرگ و اثر غیرخطی چسبش- لغزش استخراج می شوند. در این راستا، ارتعاشات آزاد و اجباری تیرهای دولایه با وجود اصطکاک بین لایه ای و نیز تاثیر پارامترهای مختلف بر تغییر رفتار دینامیکی سیستم و شتاب منتقل شده، مطالعه و تحقیق می شود. همچنین به کمک تحلیل عددی معادله های حاکم، رژیم های حرکتی مختلف در رفتار دینامیکی ساختار لایه ای با ترسیم فضای فاز، دیاگرام دوشاخگی، نگاشت پوانکاره و تخمین بزرگترین نمای لیاپانوف، شناسایی می شود. شبیه سازی های انجام شده، رژیم های حرکتی چند- دوره ای، شبه- دوره ای و آشوبناک را در صفحه های فضای فاز و نگاشت پوانکاره سیستم نشان می دهد. مقایسه ی نتایج مدل سازی حاضر به کمک یک، دو و سه شکل مود با شبیه سازی های صورت گرفته به کمک نرم افزار انسیس، نشان می دهد که با افزایش شکل مودهای به کار رفته در مدل سازی، تطابق نتایج اجزای محدود و تحلیل عددی بهبود می یابد. در مبحث ارتعاشات تیرهای خمیده، پس از استخراج معادله ی مشخصه ی حاکم، شکل مودهای طولی و عرضی تیر به طور مستقل و به کمک حل مسئله مقدار ویژه تعیین می گردد. در ادامه با استخراج معادله های حاکم بر ارتعاشات غیرخطی تیرهای خمیده ی دولایه و به کمک شکل مودهای محاسبه شده، فازهای مختلف حرکت دینامیکی این ساختارها با در نظر گرفتن اصطکاک بین لایه ای بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که رفتار دینامیکی تیرهای خمیده دولایه پس از لغزش اولیه، رژیم های آشوبی را تجربه می کند. همچنین، نشان داده می شودکه وجود جرم اضافی در ارتعاشات تیرهای دولایه، باعث دگرگونی فضای فاز سیستم می گردد؛ به طوری که با افزایش پارامتر جرم اضافی پدیده ی ضربان در ارتعاشات عرضی ظاهر می شود. به منظور بررسی اثر وجود لغزش بین لایه ای در فنرها بر معیار راحتی سفر، خودرویی با سیستم تعلیق فنرهای تخت در نرم افزار انسیس مدل سازی شده و تاثیر پارامترهای مختلف مانند دامنه ی تحریک، سرعت برخورد با مانع، جرم خودرو و اصطکاک بین لایه ای بر جذب ارتعاش ناشی از برخورد با مانع شیب مورد بررسی قرار می گیرد.

در این پایان نامه، انتقال حرارت جریان جابجایی اجباری بر روی صفحه ی در حال کش آمدن در نانوسیالات به صورت تحلیلی و با استفاده از روش حل انتگرالی بررسی شده است. مدل استفاده شده برای نانوسیال، ترکیبی از مکانیزم های ترموفورسیس و حرکت براونی نانوذرات است. تاثیر شش پارامتر کسر حجمی نانوذرات، نوع نانوذرات، ترموفورسیس، حرکت براونی، اعداد لوئیس و پرانتل بر چهار پروفایل دمای بی بعد، غلظت بی بعد، اعداد ناسلت و شرود کاهیده مورد مطالعه قرار گرفته است.چهار نوع نانوذراتاکسید آلومینیوم (al2o3)، اکسید سیلیکون (sio2)، نقره (ag) و مس (cu)مورد بررسی قرار گرفته است. در این پروژه، نتایج بدست آمده از روش حل انتگرالی با نتایج عددی مقایسه شده و از تطابق خوبی برخوردار است. نتایج حل تحلیلی نشان می دهد که افزایش کسر حجمی نانوذرات باعث افزایش ضخامت لایه مرزی حرارتی نانوذرات در تمامی نانوسیالات مورد بررسی و کاهش ضخامت لایه مرزی غلظت در نانوسیالات آلومینیوم اکسید و سیلیکون اکسید می شود.همچنین نتایج نشان می دهند که با افزایش پارامترهای ترموفورسیس، حرکت براونی و عدد لوئیس، عدد ناسلت کاهیده کاهش می یابد و با افزایش عدد پرانتلعدد ناسلت کاهیده افزایش پیدا می کند. راه حل ارائه شده در این تحقیق یک حل تحلیلی فراهم می کند که براحتی می تواند در کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار گیرد.

در این پایان‏نامه به تحلیل معادلات غیرخطی سامانه ارتعاشی دارای فنر ورزشی پرداخته شده است. همچنین تاثیرات استفاده از فنرهای ورزشی روی راحتی‏سفر خودرو بررسی گردیده است. بدین منظور ابتدا با توجه به نحوه عملکرد فنرهای ورزشی، روابط حاکم بر آن‏ها استخراج شده‏اند. سپس به تعیین ساختار فاز سامانه پرداخته شده است. به منظور بیان اثر سامانه تعلیق بر عملکرد خودرو، سامانه تعلیق دوجناغی در سیمولینک – متلب مدل‏سازی شده است. سپس نتایج با نتایج نرم‏افزار آدامز مقایسه شده است. در مرحله بعد معادلات حاکم بر مدل‏های بهینه خودرو شامل فنرهای معمولی و ورزشی استخراج شده‏اند. سپس کیفیت سواری این مدل‏ها محاسبه و با نتایج تحلیل مقایسه شده‏اند. انطباق نتایج با یکدیگر صحت شبیه‏سازی‏های انجام شده را نشان می‏دهد. نتایج بیان‏گر بهبود کیفیت سواری خودروها در صورت استفاده از فنرهای ورزشی است. به‏علاوه آرایشی بهینه‏ برای حلقه‏های فنر ورزشی جهت داشتن همزمان بالاترین راحتی‏سفر و پایداری خودرو به‏دست آمده است. در نهایت معادلات سامانه ارتعاشی دارای فنر ورزشی توسط روش‏های پریشیدگی مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ‏های حاصل شده با پاسخ‏های روش عددی مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان از دقت بالای روش‏های پریشیدگی است

تحلیل سامانه تعلیق ددیون در این تحقیق انجام شده است. ابتدا بر اساس مستندات موجود این سامانه تعریف، گونه های آن مشخص و نام گذاری شد. ساختار سینماتیکی سه بعدی هر یک از این گونه ها از نقطه نظر تعداد بازوها و نیز نوع و تعداد مفصل ها مورد تجزیه تحلیل قرار گرفته و درجه آزادی آن ها بدست آمد. به منظور مطالعه نقش سامانه تعلیق ددیون در کارایی خودرو و مقایسه میزان شایستگی گونه های مختلف آن در بهبود عملکرد خودرو، پارامتر های مرکز غلت، چمباتمه و ضد چمباتمه و نیز صعود و ضد صعود از دو روش تحلیل دستی و با استفاده از نرم افزار و نیز با استفاده از دو دیدگاه متفاوت سینماتیکی و سینتیکی محاسبه گردید. تحلیل های نرم افزاری به کمک نرم افزار آدامز-کار انجام شده است. برای نشان دادن میزان تاثیر پارامترهای ذکر شده در پایداری جانبی و پایداری غلتشی خودرو انواع تعلیق ددیون روی مدل رایانه ای خودرو مستقر و سپس روی خودرو آزمون جاده ای مانورهای گوشه گیری انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در ارتفاع مرکز غلت یکسان، ددیون نوع 3 و1 و در درصد ضدچمباتمه یکسان، ددیون نوع 3 و 5 به ترتیب از نظر خوش فرمانی و پایداری نسبت به ددیون های دیگر عملکرد بهتری دارند.

هدف از این پژوهش، ترازش استاتیکی و دینامیکی فعال رباتی موازی و شش درجه آزادی با شش پا موسوم به استوارت-گو است. به این صورت که ابتدا معادلات سینماتیکی و دینامیکی ربات استخراج شده، سپس تغییرات لازم در این معادلات جهت ترازش استاتیکی با استفاده از جرم های تراز کننده و پانتوگراف داده شده است. برای دستیابی به ترازش دینامیکی، از چهار ژایرو کنترل ممان با ساختار هرمی استفاده شده که روی پلت فرم متحرک نصب می گردند. با هدف نشان دادن اثر این عملگرها در پایه ثابت و همچنین صحت معادلات استخراج شده، آن ها را در محیط سیمولینک و کدنویسی متلب مدل سازی و در شبیه سازی های یکسان با مدل نرم افزار آدامز مقایسه شد. درنهایت برای کنترل این عملگرها از روش کنترلی بهینه ردیاب درجه دوم خطی (lqt) و تکنیک برنامه ریزی بهره استفاده شده است. نشان داده شد با ترازش استاتیکی به روش این پژوهش تمامی نیروهای عملگری در شرایط استاتیکی بسیار به صفر نزدیک خواهند شد. همچنین، توانایی عملگرها در کاهش چشمگیر گشتاورهای وارد شده به پایه ثابت و کارآمدی روش کنترلی مورد استفاده نشان داده شد.

هدف از این پژوهش، مطالعه ی رفتار گذرا در ناحیه ی تماس چرخ و جاده بر دینامیک جانبی خودرو می باشد. به منظور بررسی دقیق رفتار تایر، از مدل پسایکا به عنوان مدل تایر حالت پایدار استفاده شده است.برای مدل سازی شرایط گدرای تایر و جاده از چهار مدل گذرا به صورت معادلات دیفرانسیل مرتبه ی اول و معادله ی دیفرانسیل مرتبه ی دوم استفاده شده است. مدل حالت پایدار و مدل های گذرا، در مانورهای استاندارد مختلف بررسی شده اند که نتایج نشان دهنده ی بهتر بودن عملکرد مدل های گذرا نسبت به مدل حالت پایدار می باشد.