نام پژوهشگر: محمدرضا قضاوی

آنالیز و بهینه سازی تیر جدار نازک کامپوزیتی با الیاف خمیده
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1388
  زهرا زمانی میاندشتی   محمدرضا قضاوی

در این تحقیق کارایی سفتی متغیر با استفاده از الیاف خمیده در سازه تیر یکسر گیردار جدار نازک بررسی می شود. تیر دارای سطح مقطع بسته می باشد و از مواد مرکب که دارای لایه های اورتوتروپ الاستیک است، ساخته شده است. جهت استخراج خصوصیات استاتیکی و دینامیکی تیر کامپوزیتی، کد کامپیوتری مناسب ایجاد می شود که در آن اثرات غیر کلاسیک مثل تنش برشی، قید پیچش، واپیچش اولیه و ثانویه در نظر گرفته می شود. معادلات حاکم با استفاده از اصل هامیلتون حاصل می شوند و بر اساس روش گالرکین توسعه یافته حل می شوند. به منظور اعتبار سنجی کد ایجاد شده، نمونه هایی از تیر یکسر گیردار ایزوتروپ و اورتوتروپ با مقطع مختلف توسط آن مورد تحلیل قرار می گیرد و پاسخ سازه دراثر بارگذاری استاتیکی، هم چنین خصوصیات فرکانس های طبیعی و شکل مود آن بررسی می شود. نتایج حاصل از آنالیز از تطابق مناسبی با داده های تجربی و نتایج حل تحلیلی و عددی در تحقیقات قبلی برخوردار است. در پایان نامه حاضر برای اولین بار از الیاف خمیده در تیر کامپوزیتی جدار نازک استفاده می شود و بهینه سازی آن با استفاده از برنامه ریزی درجه دوم متوالی با اعمال قید انحنای مسیر الیاف جهت امکان پذیری ساخت، انجام می شود. جهت ارزیابی کد بهینه سازی، مسئله بهینه سازی به صورت بهینه سازی فرکانس طبیعی اصلی فرمولبندی می شود که از جنبه های نوآوری این تحقیق به شمار می رود و مطابق نتایج آن کد بهینه سازی از دقت خوبی برخوردار است. سپس بهینه سازی بار تسلیم تحت شرایط بارگذاری مختلف برای هندسه معین انجام می شود و در آن برای ایجاد الگوریتم های بهینه سازی سریع تر با بیشترین قابلیت ساخت، تابعی خطی برای تغییرات زاویه الیاف در طول تیر در نظر گرفته می شود. بر مبنای نتایج تحلیل، استفاده از الیاف خمیده با تغییر پارامترهای سفتی در اثر تغییر زاویه جهت گیری الیاف، موجب توزیع مناسب تنش و افزایش بار تسلیم تیر نسبت به تیر با الیاف مستقیم می شود. هم چنین این امکان را فراهم می کند که طراح آزادی عمل بیشتری در طراحی داشته باشد.

تعیین مقاومت و الگوهای واماندگی بخش فوقانی استخوان فمور به کمک روش تلفیقی برش نگاری کامپیوتری کمی و المان محدود
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1389
  سعید سمیع زاده   محمدرضا قضاوی

افزایش آمار سالانه شکست استخوان ران به ویژه در بیماران مبتلا به پوکی استخوان و پیامدهای آن در سال های اخیر موجب شده است که مطالعات زیادی در جهت شناخت عوامل منجر به آن و پیشگیری از این پدیده صورت گیرد. در این میان از تکنیک هایی مانند جذب سنجی دوگانه اشعه ایکس (dexa) و برش نگاری کامپیوتری (ct) جهت پیش بینی مقاومت استخوان استفاده گردیده است؛ اما این روش ها عموما در پیش بینی کمی ریسک شکست از دقت کافی برخوردار نمی باشند. از این رو استفاده از روش های کمی غیر تهاجمی ارزیابی مقاومت استخوان می تواند نقش موثری در پیش بینی مقدار و جهت بار منجر به واماندگی در استخوان ران ایفا کند. در مطالعه ی حاضر از روش المان محدود مبتنی بر داده های برش نگاری کمی جهت ارزیابی مقاومت استخوان ران انسان و یافتن الگوهای واماندگی در آن تحت سه شرط بارگذاری فیزیولوژیک در پیکربندی ایستایش استفاده گردید. برای این منظور 5 نمونه ی تازه و تازه-منجمد استخوان ران از پنج جسد مورد استفاده قرار گرفت. مدل های المان محدود با استفاده از داده های بدست آمده از ct تهیه گردید. مدل های بدست آمده تحت تحلیل های خطی با فرض رفتار الاستیک و غیرخطی با فرض تغییر شکل بزرگ و رفتار الاستیک خطی-کاملا پلاستیک برای استخوان قرار گرفت. جهت بررسی صحت نتایج به دست آمده از تحلیل های نرم افزاری، تست های مکانیکی در فیکسچر مخصوصی با قابلیت اعمال بارهای فیزیولوژیک انجام پذیرفت. سپس به کمک تصاویر رادیوگرافی تهیه شده از نمونه ها موقعیت و شکل آسیب دیدگی در هر نمونه تعیین و با نتایج تحلیل های نرم افزاری مقایسه گردید. در این میان به کارگیری مجموعه تکنیک هایی شامل استفاده از صفحه ای به عنوان مبنای بارگذاری استخوان در تست های مکانیکی و مدل های نرم افزاری موجب کاهش خطاهای احتمالی در تطبیق نتایج حاصل از آن ها گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که روش المان محدود می توان بار منجر به آسیب و موقعیت آن را به خوبی پیش بینی نماید. ضمنا، اگر چه مدل های خطی قادر به پیش بینی مقاومت استخوان نمی باشند، اما با استفاده از روش ارائه شده در این مطالعه امکان پیش بینی الگوهای واماندگی در جهات مختلف و تعیین ضعیف ترین جهت بارگذاری برای هر استخوان فراهم می گردد. در ادامه از تحلیل های غیرخطی نیز برای تعیین مقاومت استخوان استفاده گردید. ارزیابی کمی مقاومت استخوان ران به این روش امکان پیش بینی دقیق مقاومت و الگوهای واماندگی استخوان ران را فراهم می آورد و بدین ترتیب ابزار مناسبی را جهت کمک به پزشکان، متخصصان طب فیزیکی و سازندگان تجهیزات پزشکی جهت جلوگیری از این آسیب به خصوص در افراد مسن در اختیار قرار می دهد.

تحلیل دینامیکی رشته حفاری به روش المان محدود
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1390
  مازیار محمدزاده   محمدرضا قضاوی

در این تحقیق رفتار دینامیکی رشته حفاری توسط روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است، هدف اصلی این تحقیق ارائه مدلی جامع تر برای تحلیل رفتار دینامیکی رشته حفاری می باشد، بدین منظور برای مدلسازی المانهای رشته حفاری از المان تیر تیموشنکو 3 بعدی با 12 درجه آزادی استفاده شده و بوسیله روش انرژی و معادلات لاگرانژ، معادلات حرکت برای رشته حفاری بدست آورده شده است. اثر کوپل پیچش- خمش، ژیروسکوپی و وزن رشته حفاری برای دو قسمت تحت کشش و فشار در معادلات لحاظ شده است. ماتریس سختی هندسی شامل ترمهای غیر خطی، جرم افزوده شده ناشی از سیال حفاری و تماس رشته حفاری با دیواره چاه که در تحقیقات گذشته که به روش المان محدود انجام گرفته است، لحاظ نشده اند، در معادلات منظور و با ارائه مدلی کاملتر نسبت به تحقیقات گذشته، تأثیر حضور عوامل ذکر شده در بخشهای مختلف، مورد تحلیل قرار گرفته است. برای اولین بار محدوده ای از نقاط، که احتمال رخ دادن تماس در آنها زیاد است شناسایی شده است. بعلاوه، تاثیر استفاده از مدل خطی و غیر خطی در تحلیل رفتار دینامیکی رشته حفاری بخصوص در تماس با دیواره چاه مورد تحلیل قرار گرفته است. فرکانسهای طبیعی رشته حفاری توسط روش المان محدود و در شرایط متفاوت محاسبه و نتایج با نرم افزارهای تجاری موجود و نتایج اندازه گیری شده سر چاهی مقایسه شده است. برای بررسی تاثیر وزن روی مته بعنوان یکی از پارامترهای مهم کنترل رفتار دینامیکی رشته حفاری، تاثیر تغییر وزن روی مته بر وقوع تماس در پایدارکننده ها، که در تحقیقات گذشته مورد بررسی قرار نگرفته است، تحلیل شده و زمان وقوع تماس در هر یک از پایدارکننده ها برای اولین بار استخراج شده است.

بررسی پابداری دبنامیکی یک سیستم شاقت با دو اتصال یونبورسال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی 1391
  مسعود سلطان رضایی   محمدرضا قضاوی

در این مجموعه، شاقت ها می‏توانند ناهمراستا باشند و با اتصال یونبورسال به یکدیگر متصل شوند. وجود این اتصال باعث میشود در سیستم تحریک متناوب بوجود آید که این امر می‎تواند موجب ناپابداری و ایجاد پدیده تشدید شود. تحلیل پابداری و تعیین حدود آن امر مهمی است که در این مجموعه های کمتر انجام شده است. بدین منظور یک سیستم سه درجه آزادی شامل سه شاقت بی‏جرم و غیر هم‎محور مدلسازی شده است. هر محور دارای سختی و میرایی پیچشی می‎باشد و در انتها به یک دیسک صلب متصل شده است. در این پژوهش معادلات حرکت به روش نیوتون استخراج گشته و سپس بی بعد و خطی سازی شده اند. تحلیل پابداری سیستم به روشی که به ارائه مرز ناپابداری بسنده نکرده، پایداری تمام نقاط فضای حالت را بررسی می کند و ماتربس نام دارد انجام شده است.

تحلیل رفتار غیر خطی، دینامیک آشوبناک و کنترل ناپایداری میکروتیر خازنی با تحریک پارامتریک پیزوالکتریک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی 1392
  صابر عزیزی شیروانشاهی   سیامک اسماعیل زاده خادم

در این رساله رفتار غیر خطی، دینامیک آشوبناک و پایداری یک میکروتیرخازنی با تحریک پارامتریک پیزوالکتریک مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. در ابتدا مقدمه‏ای بر سیستم‏های میکروالکترومکانیکی و مسیر توسعه آنها و اهمیت به روز نمودن دانش داخلی ارائه شده است. در ادامه تاریخچه موضوعات مهم و مطرح در زمینه دینامیک میکروساختارها که در ارتباط با رساله حاضر هستند، مطرح شده و سعی شده است تاریخچه مبتنی بر تحول و توسعه ارائه شود. در انتهای هر بخش از پیشینه تحقیق، جایگاه رساله در بین تحقیقات پیشین، نوآوری‏ها و لزوم انجام تحقیق مورد بحث قرار گرفته است. معادلات حاکم مدل‏های مورد بررسی شامل میکروتیر ساندویچ شده با لایه‏های پیزوالکتریک تحت تحریک همزمان الکترواستاتیک و میکروتیر با ساختار هدف‏مند پیزوالکتریک و سیلیکون با استفاده از دو روش نیوتن و همیلتن استخراج شده‏اند. دینامیک غیر خطی غیرآشوبناک مدل تیر خازنی تحت تحریک هم‏زمان پیزوالکتریک و الکترواستاتیک با استفاده از تئوری اغتشاشات و روش مقیاس‏های زمانی چندگانه در نزدیکی رزونانس‏های اولیه و ثانویه تحلیل شده است؛ با توجه به اینکه پاسخ روش اغتشاشات به ازای ضرایب کیفیت بسیار بالا و دامنه تحریک متناوب بسیار کوچک معتبرند، نتایج به ازای ولتاژهای متناوب با دامنه بالاتر و ضرایب کیفیت پایین‏تر بوسیله روش عددی پرتابه‏ای بدست آمده و در حالت خاص با نتایج روش اغتشاشات صحه‏گذاری شده‏اند. یکی از نوآوری‏های این پژوهش انتقال دو طرفه ناحیه رزونانسی و از بین بردن باند پولین در پاسخ فرکانسی با استفاده از تحریک پیزوالکتریک است. در ادامه دینامیک آشوبناک مدل ارائه شده تحت تحریک هم‏زمان دوگانه الکترواستاتیک و پیزوالکتریک مطالعه شده است. دینامیک آشوبناک سیستم با استفاده از معیار کمی آنتروپی بر اساس پاسخ سیستم کاهش داده شده در صفحه پوآنکاره، و معیار کیفی طیف فرکانسی شناسایی شده است. جهت اطمینان از کیفیت آشوبناک پاسخ، تاریخچه‏های زمانی نیز ارائه شده‏اند. در نهایت با استفاده از تحریک لایه‏های پیزوالکتریک با ولتاژ مستقیم، پاسخ آشوبناک سیستم به رفتار عادی تبدیل شده است. یکی از مهمترین ناپایداری‏ها در ساختارهای mems ناپایداری پولین است. به عنوان یکی از نوآوری‏های رساله، از تحریک پارامتریک پیزوالکتریک برای پایدارسازی ناپایداری پولین و نواحی رزونانس پارامتریک استفاده شده است. تحلیل استهلاک ترموالاستیک به عنوان یکی از مهم‏ترین منابع استهلاک داخلی در ساختارهای mems دارای اهمیت است. در این رساله استفاده از ساختار هدف‏مند پیزوالکتریک و سیلیکون برای اولین بار پیشنهاد شده و به عنوان مطالعه موردی میکروتیر با ساختار هدف‏مند پیزوالکتریک-سیلیکون با استفاده از مدل لیفشیتز تحلیل شده است. تاثیر پارامترهای مختلف شامل پارامتهای هندسی و مشخصات مکانیکی، و نحوه توزیع مواد در ضرایب کیفیت مورد بررسی قرار گرفته‏اند. نتایج نشان می‏دهند که ساختار هدف‏مند پیزوالکتریک-سیلیکون باعث افزایش ضریب کیفیت رزوناتورهای میکروالکترومکانیکی می‏شود.

تحلیل غیرخطی دینامیک متقابل مجموعه پره ها و روتور
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  اصغر نجفی   محمدرضا قضاوی

پره ها به عنوان قسمتی از اکثر تجهیزات دوار کاربردهای ویژه ای دارند. این اجزا می توانند تحت شرایطی که وابسته به فرکانس و جرم و دیگر خصوصیات آن ها و تجهیزات دوار هستند، بر رفتار دینامیکی سیستم کوپل شده تاثیر بگذارند. در این رساله تلاش شده است تا تاثیر پره بر رفتار دینامیکی تجهیزات دوار غیرخطی بررسی گردد. برای این منظور ابتدا مدل ساده تری که تنها ارتعاشات داخل صفحه ای دیسک چرخان و پره ها را در نظر می گیرد، مطالعه شده است. مشخص شده است که پدیده تشدید باعث بروز ناپایداری مجموعه می گردد. از آنجایی که این ناپایداری باعث ایجاد تکینگی می شود، برای بررسی رفتار سیستم غیرخطی که با آن مواجه است، از روش مقیاس های چندگانه اصلاح شده استفاده شده است. با استفاده از معادله انشعاب نشان داده شده است که اولا ناحیه ناپایداری محدود است و ثانیا در سرعت حدی پایین و بالا امکان ایجاد انشعاب هوپفف فوق بحرانی و زیر بحرانی وجود دارد. علاوه بر آن نشان داده شده است که میرایی های پره ها و یاتاقان ها به تنهایی قادر به حذف ناحیه ناپایدار نیستند. در قدم بعدی مدل سازی با در نظر گرفتن ارتعاشات خارج صفحه ای و گردش مخروطی روتور تکمیل شده است. از نظریه کرین برای یافتن معیار وقوع تشدید استفاده شده است. با استفاده از این نظریه اثبات شده است که تقابل خارج از صفحه ای پره ها با گردش مخروطی روتور می تواند ناپایدار باشد. این یافته نتایج کارهای پیشین که این تشدید را ممکن نمی دانستند را نقض می کند. با استفاده از معادله انشعاب مشخص شده است که در صورت وقوع تشدید بین پره ها و دیسک چرخان، تنها یک مود ناپایدار است. توزیع میرایی بین یاتاقان ها و پره ها باعث تغییر در مود ناپایدار می شود. علاوه بر تشدید بین پره ها و روتور، میرایی های چرخان نیز می توانند باعث بروز ناپایداری در تجهیزات دوار در سرعت های فوق بحرانی شود. میرایی پره به عنوان یک میرایی چرخان برای دیسک دوار شناخته می شود. در کارهای پیشین تلاش هایی برای بی اثر بودن میرایی پره بر ناپایداری صورت گرفته است. اما در این رساله با استفاده از معادله انشعاب اثبات شده است که میرایی پره همانند سایر میرایی های چرخان می تواند باعث بروز و یا شدت یافتن ناپایداری گردد. همچنین اثبات شده است که پره ها به عنوان منابع جذب انرژی دوار باعث افزایش دامنه ارتعاشات خود تحریک می گردند.

تحلیل دینامیکی مکانیزم لنگ و لغزنده v-شکل در موتور استرلینگ
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  محسن افضلی اشکذری   محمدرضا قضاوی

این پژوهش به شبیه سازی دینامیکی موتور استرلینگ نوع آلفا با مکانیزم حرکتی لنگ و لغزنده پرداخته است. یک مدل دینامیکی برای مکانیزم لنگ و لغزند? موتور ارائه، و سپس با یکی از مدل های ترمودینامیکی شناخته شد? موتور استرلینگ ترکیب شده است تا امکان پیش بینی رفتار گذرای حین راه اندازی موتور فراهم شود. در مطالع? حاضر، موتور با یک سرعت دورانی اوّلیه راه اندازی می شود؛ گشتاور وارده از سوی چرخ طیّار موتور در هر لحظ? زمانی به کمک مدل دینامیکی حساب شده و هم چنین، فشار سیّال کاری، اینرسی جرمی، نیروهای اصطکاکی، و بار خارجی روی موتور محاسبه می گردند. سپس، سرعت دورانی لحظه ای موتور از طریق انتگرال گیری از معادل? حرکت دورانی نسبت به زمان تعیین می شود و با مشخص شدن آن، مقدار لحظه ای فشار و سایر خواصّ ترمودینامیکی سیّال کاری موتور قابل محاسبه می گردد. بدین ترتیب، بررسی خواصّ متغیّر سیال کاری موتور و رفتار دینامیکی مکانیزم موتور به صورت هم زمان و از طریق کوپل کردن مدل های دینامیکی و ترمودینامیکی صورت پذیرفته است. هم چنین در این پژوهش، مطالعه ای پیرامون اثر تغییر مشخّصات عملکردی و پارامترهای هندسی موتور نظیر ممان اینرسی جرمی چرخ طیّار، سرعت دورانی اوّلیه، فشار پُر کردن اوّلی? موتور، دمای منبع گرم، گام و سطح مقطع پیستون، طول شاتون ها و نیز اثر میزان حجم مرد? فضای کاری بر رفتار گذرای موتور انجام شده است. در این راستا، منحنی های عملکردی موتور که ارتباط توان خروجی و بازده حرارتی به سرعت دورانی را نشان می دهند، ترسیم شده اند.

تحلیل تاثیر بلبرینگ معوج و دمپر فیلم فشار رینگ شناور بر رفتار دینامیکی روتور
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  سینا مدرس احمدی   محمدرضا قضاوی

در کاربردهای مختلف سیستم های دوار دارای سرعت بالا، یاتاقان های غلتشی به یاتاقان های لغزشی ترجیح داده می شوند که علت آن، مشکلات مربوط به ناپایداری در مورد دوم و همچنین شکست سریع آن در سرعت های بالاست. آنالیز ارتعاشی سیستم روتور– یاتاقان، با افزایش تقاضا برای دقیق¬تر شدن عملکرد یاتاقان¬ها اهمیت یافته¬است. از آنجا که یاتاقان های غلتشی میرایی کمی دارند، به علت استفاده ی فراوان آنها در صنعت، تحقیقات فراوانی بر روی رفتار ارتعاشی آنها صورت گرفته است. یکی از روش های مورد توجه در کاهش ارتعاشات یاتاقان های غلتشی، استفاده از تجهیزات افزودنی به این گونه سیستم ها می باشد، از جمله ی این تجهیزات می توان به دمپر های فیلم فشرده رینگ شناور (fsfd) اشاره نمود که اخیرا مورد توجه ویژه ای در صنعت قرار گرفته است. این تجهیزات به یاتاقان غلتشی کوپل می شوند و ارتعاشات سیستم را تا حد زیادی کاهش می دهند.عوامل ساختاری مختلفی در میزان تاثیرگذاری fsfd بر عملکرد سیستم مورد نظر دخیل می باشند، از جمله ی این عوامل می توان به ضخامت لایه روغن خارجی fsfd، جرم رینگ شناور و همچنین فاکتور اعوجاج اشاره نمود. اعوجاج، هندسه ی دارای عیب حلقه ی داخلی و حلقه ی خارجی یاتاقان می باشدو به عنوان یکی از مهمترین منابع ارتعاشی در ماشین های دوار در نظر گرفته می شود. در این تحقیق، رفتار دینامیکی سیستم به کمک معادلات حرکت شبیه سازی شده و با منظور نمودن نیروهای مختلف، از جمله نیروهای تماسی درون یاتاقان غلتشی و نیروهای سیالاتی موجود در فیلم روغن و همچنین با بکارگیری روش حل عددی رانگ کوتای مرتبه 4، این معادلات حل می گردند. سپس نتایج حاصل از این حل عددی، در قالب نمودارهای مختلف ارائه و به کمک این نمودارها، تاثیر سه عامل ساختاری ذکر شده، بر رفتار ارتعاشی سیستم روتور سوار شده بر روی یاتاقان غلتشی معوج و fsfd بررسی می گردد. کلمات کلیدی: یاتاقان غلتشی، اعوجاج، دمپر فیلم فشار، رینگ شناور، نمودار انشعابی

مدلسازی ارتعاشات کوپل شده پیچشی و خمشی رشته های حفاری و حل عددی آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1385
  علیرضا عظیمی   محمدرضا قضاوی

چکیده ندارد.

تحلیل استاتیکی، شبه استاتیکی و دینامیکی شاتون
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1387
  سعید باب   محمدرضا قضاوی

در این تحقیق مدل‏سازی و تحلیل شاتون موتور ملیef7 انجام شده است. تحلیل با سه روش استاتیکی و شبه‏استاتیکی و دینامیکی انجام شده است. در این روش‏ها به بررسی نیروهای وارد بر شاتون و حرکات نوسانی شاتون پرداخته شده است. تنش و ضریب اطمینان خستگی در شاتون بدست آمده است. در این راستا معادلات سینیتکی شاتون بدست آمده است و یک مدل کامل از شاتون با تمام جزئیات در نرم‏افزار abaqus برای تحلیل تنش آماده شده است. مدل کاملی از موتور با شاتون انعطاف‏پذیر و تمام جزئیات در نرم‏افزار msc adams/flex برای تحلیل دینامیکی آماده شده است. جابه‏جایی دینامیکی دو سر شاتون مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج روش‏های مختلف با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج روش استاتیکی دارای مقادیر بالاتری است. نتایج روش‏های شبه‏استاتیکی و دینامیکی به واقعیت نزدیکترند و منجر به طرحی دست بالا نمی‏شود. نتایج روش شبه‏استاتیکی دینامیکی در دورهای بالاتر و در ناحیه میله‏ای و انتقالی شاتون دارای اهمیت بالاتر هستند.

شبیه سازی دینامیک مکانیزم لنگ در موتور پیکان 1600 cc
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1379
  مهدی مقصودی   محمدرضا قضاوی

یکی از اجزاء اصلی موتور، مکانیزم لنگ آن می باشد که در آن حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت دورانی میل لنگ تبدی میگردد. به منظور بررسی وضعیت دینامیکی موتور و تعیین نیروهای اعمال شده بر قسمت های مختلف مکانیزم، نیاز به برنامه ای می باشد که از طریق آن بتوان پارامترهای دینامیکی مربوط به مکانیزم را در سرعت و شتاب زاویه ای لحظه ای و در زوایای مختلف گردش میل لنگ محاسبه نمود. مدلسازی رایانه ای انجام شده بر اساس حل معادلات حرکتی می باشد که از نوشتن روابط اعداد مختلط برای قسمت های مختلف مکانیزم و حل روابط نیوتنی و اصل هامیلتون بدست می آیند. فشار گاز درون سیلندرها از طریق اندازه گیری در محل آزمایشگاه بدست می آیند و نیروی اصطکاک بین پیستون و دیواره سیلندر از یک برنامه رایانه ای دیگر که برای همین منظور تدوین شده است محاسبه می گردد.

آنالیز استاتیکی و دینامیکی شاسی تریلر کمرشکن 60 تن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1377
  علی اصغر روح اللهی   محمدرضا قضاوی

این پروژه تحقیقی است درباره تحلیل شاسی تریلر کمرشکن 60 تن پس از شناسایی اجزاء تشکیل دهنده و مدلسازی شاسی، تحلیلهای استاتیکی و دینامیکی انجام می شود. در تحلیل استاتیکی بارگذاری بصورت ثابت روی شاسی برای سه موقعیت استقرار بار انجام شده، برای هر حالت نقاط بحرانی تنش بدست می آید. در تحلیل دینامیکی با شبیه سازی شاسی به یک سیستم متشکل از جرمهای متمرکز در نقاط گرهی که بوسیله فنرهایی به یکدیگر متصل شده اند، ده فرکانس طبیعی اول و اشکال مدی آنها را بدست می آوریم. از طرفی با استخراج روابط مربوط به منحنی ناهمواری جاده و اعمال این ناهمواری بصورت یک شتاب به شاسی، تنشهای بحرانی شاسی را بدست آورده و میزان افزایش آنها نسبت به حالت استاتیکی بررسی می کنیم. پس از شناسایی نقاط حساس شاسی، پیشنهاداتی برای اصلاح نقاط بحرانی ارائه می شود.

تحلیل دینامیکی سیستم تعلیق خودروی جیپ با فنرهای تخت و حلقوی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1378
  شهرام ابراهیمی فر   محمدرضا قضاوی

در حال حاضر سیستم تعلیق خودروی جیپ دارای فنر تخت می باشد، با توجه به اینکه در نظر است بر روی این خودرو یک اسلحه مانند توپ نصب گردد، پس لازم است سیستم تعلیق آن به گونه ای تغییر داده شود که توانایی لازم جهت تحمل ضربات وارده را داشته باشد. همچنین سیستم تعلیق باید به گونه ای طراحی گردد که خودرو دارای پایداری مناسب باشد. بنابراین لازم است که خودرو هم از لحاظ مقامتی و هم از لحاظ دینامیکی مورد بررسی قرار گیرد. عموما رفتار دینامیکی خودرو از دو جهت حائز اهمیت است ، اول از نظر پایداری یا رفتار هندلینگ و دوم راحتی سفر که در این پژوهش رفتار هندلینگ خودرو (پایداری) بررسی شده است . برای رسیدن به اهداف فوق (تحمل ضربه و پایداری) به فنرهای تخت موجود، فنر حلقوی نیز اضافه شده است . جهت اینکه پاسخهای سیستم و جوابهای به دست آمده از دقت قابل قبولی برخوردار باشند، از یک مدل کامل خودرو با ده درجه آزادی استفاده شده است . پستی و بلندیهای جاده نیز به صورت نیروهای وارد بر سیستم مدل شده اند. همچنین ورودی فرمان نیز به صورت سینوسی به سیستم اعمال شده است و با توجه به نتایج به دست آمده پایداری سیستم مورد بررسی قرار گرفته است و نتیجه ای که از این بررسی حاصل شده است اینست که خودرو پایدار می باشد. همچنین یک مدل دو درجه آزادی برای مدلسازی شلیک توپ درنظر گرفته شده و مقاومت فنرها مورد بررسی قرار گرفته است . نتیجه آن که فنر تخت دارای مقاومت لازم می باشد اما فنر حلقوی مقاومت لازم را ندارد و نیاز به تغییر در آن احساس می شود.

طراحی و ساخت مارپیچ کارخانه های روغن کشی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1377
  کاظم جعفری   محمدرضا قضاوی

برای استحصال روغن از دانهای روغنی حاوی حدودا 33 درصد چربی می باشد از دستگاه پرس روغن استفاده می گردد. یکی از قطعاتی که در استحصال روغن نقش اساسی را ایفا می کند مارپیچ روغن کشی می باشد که بخاطر شرایط کاری ویژه دچار ساشی شدیدی می گردد. نمونه ساخته شده در داخل بنا به اظهارات مصرف کنندگان طول عمر پایینی نسبت به نمونه خارجی آن دارد. در راستای رسیدن به کیفیت و یا بهبود محصول تولید داخل روشهای مختلفی از جمله روشهای پوشش دهی بوسیله تکنیکهای p.v.d، c.v.d، metal spray و جوشکاری (welding) و غیره مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت . از بین روشهای فوق روش جوشکاری به خاطر بالا بودن ضخامت لایه پوشش داده شده مناسبترین روش انتخاب گردید. برای نیل به انجام سختکاری بر روی مارپیچ روغن کشی نمونه هایی از قطعات تولید خارج و داخل تهیه و پی از آنالیز مواد آلیاژی لایه سطحی قطعه ونیر انجام تست های سختی تولید و متالوگرافی تنوته های تهیه شده، بنا به روش انتخاب شده و آنالیز بدست آمده از نمونه خارجی با استفاده از استانداردهای موجود برای الکترودها، الکترود مناسب din 8555 انتخاب گردید و نمونه هایی ساخته شد تا با روشهای آزمایشگاهی از جمله متالوگرافی، سختی سنجی و تست سایش با نمونه های تهیه شده مقایسه گردد. پس از حصول نتایج مطلوب نمونه اصلی در مقیاس واقعی طراحی و ساخته شد. در پایان مناسبترین روش برای تولید گروهی و انبوه برای ساخت این قطعه روشهای جوشکاری قوس الکتریکی زیرپودری و قوس الکتریکی در پناه گاز محافظ عنوان گردید چرا که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود.

بهینه سازی و تبدیل ربات سه درجه آزادی به ربات پنج درجه آزادی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1376
  سعید سلیمی دانا   محمدرضا قضاوی

ربات پنج درجه آزادی ماحصل این پایان نامه تلاشی بوده است تا ضمن ساخت یک نمونه ربات آزمایشگاهی و بررسی نقاط قوت و ضعف آن، بتوان اطلاعات و تجربه بخش دانشگاهی را برای بکارگیری تین وسایل در بخش صنعت افزایش داد. این ربات یک زوج مکانیزم پانتوگراف و متوازی الاضلاع که بر روی یک میز دوار قرار گرفته اند، تشکیل شده است . وجود پانتوگرافها و متوازی الاضلاعها، سه حرکت خطی عمود بر هم را فراهم می آورد که ضمن جابجایی و انتقال قطعه کار در فضا، جهتگیری آنرا ثابت نگه می دارد. میز دوار نیز سبب می شود تا حجم مکعب حاصل از حرکات خطی فوق بتواند حول محور دوران پایه چرخش نماید. بنابراین فضای کاری نهایی بخشی از یک استوانه خواهد بود. در انتهای بازو مجموعه مچ و ابزار انتهایی قرار گرفته است . مچ داری یک درجه آزادی دورانی بوده و ابزار انتهایی نیز یک گیره دوفکی با عملگر الکترومغناطیس می باشد. بدین ترتیب رباتی با مشخصه lr3plr پدید آمده است . در آغاز پایان نامه ضمن مطالعه بخش اول پروژه ساخت ربات و تعیین نقاط قوت و ضعف آن، به لزوم انجام پاره ای تغییرات و اصلاحات سخت افزاری اشاره شده است که متعابقا نسبت به اعمال آنها اقدام شده است . در ادمه رفتار سینماتیکی ربات بررسی شده و سپس با استناد به نتایج حاصله از معادلات گیبس - اپل در بخش اول پروژه و اعمال برخی موارد اصلاحی، به انتخاب جدید موتورهای پانتوگراف پرداخته شده است . گشتاور مورد نیاز موتور پایه نیز بر اساس معادله دینامیکی نیوتن - اویلر تعیین شده است . سیستم کنترل این ربات از نوع موتور باز (open loop) بوده و با توجه به همخوانی موتورهای پله ای با این سیستم کنترل از این کوتورها برای راه اندازی این ربات استفاده شده است . بررسی مبسوط این موتورها، مدارهای راه انداز و مشخصات عملکرد آنها در فصل چهارم آمده است . مدارهای راه انداز ربات مورد نظر از نوع دو قطبی به همراه چاپر ولتاژ می باشد. مشخصات کارت واسطه سیستم که دارای 24 خط ورودی . 24 خط خروجی دیجیتال می باشد در همین فصل گنجانده شده است . برای تحریک همزمان چند موتور و انجام عملیات میانیابی از الگوریتم dda استفاده شده که فرم نرم افزاری آن در بخش مسیر ربات بکاررفته است . در بخش نرم افزار، برنامه ریزی ربات هم بصورت (در خط) (on-line) و هم بصورت (خارج از خط) (off-line) منظور شده است . بطوریکه در برنامه ریزی (خارج از خط) امکان حرکت ربات ما بین نقاط در سیستم مختصات کار تزین مقدور می باشد و در برنامه ریزی (در خط) تعیین مسیر حرکت ربات و برنامه ریزی آن بصورت دستی و از طریق تعدادی کلید معین از صفحه کلید کامپیوتر انجام پذیر خواهد بود. بررسی نهایی ربات ، قابلیت عملکرد، نتایج حاصله و ارائه پیشنهادها برای بهبود عملکرد در فصل آخر گنجانده شده است .

شبیه سازی دینامیک طولی قطار باری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1378
  محمد عسکریان   محمدرضا قضاوی

هدف از شبیه سازی دینامیک طول قطار، محاسبه سرعت و جابجایی تک تک واگنهای یک قطار و همچنین نیروی وارد بر آنها در راستای طول قطار است . از آنجا که بررسی سرعت و جابجایی از روشهای آسانتر نیز امکانپذیر است ، لذا هدف اصلی از مطالعه دینامیک طولی، محاسبه نیروهای طولی می باشد. این بررسی در سه حالت مهمتر است ، که عبارتند از زمان شروع حرکت و شتابگیری قطار، زمان ترمزگیری و زمانی که واگنها به منظور تشکیل قطار با یکدیگر برخورد می کنند. در این تحقیق نیروهای طولی در هر سه حالت با کمک نرم افزاری که به همین منظور تعیه شده، مورد بررسی قرار گرفته است . در نتیجه نیروی وارد بر واگنهای جلویی، وسطی و انتهایی قطار بدست آمده است و عوامل موثر بر مقدار حداکثر نیروی طولی ایجاد شده در قطار، به هنگام شروع حرکت و ترمزگیری مطالعه دشه است . در فصل آخر (فصل پنجم) نیز دو مورد از کاربردهای این تحقیق در صنعت راه آهن بررسی شده است . این موارد شامل بررسی اثر نحوه آرایش قطار (نحوه توزیع واگنها در طول قطار) در وقوع پدیده خروج از خط و بررسی ضربه های وارد به واگنها هنگام اتصال آنها به یکدیگر، می باشد. در مورد اول توصیه شده است که از قرار دادن واگنهای خالی در وسط قطار زمانی که واگنهای جلو و عقب پر هستند، خودداری شود. در مورد دوم حداکثر سرعت برخورد مجاز واگنهای خالی و پر مجهز به قلاب یونی کوپلر (unicopler) محاسبه شده است .

تعیین فرآیند بهینه و ساخت پره مبدل گشتاور
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1380
  علیرضا ایپچی حق   محمدرضا قضاوی

برای راه اندازی توربینهای گازی بزرگ صنعتی معمولا از یک موتور الکتریکی یا موتور دیزل و یک گیربکس هیدرودینامیکی بنام مبدل گشتاور استفاده می شود. در این گیربکس دو ردیف پره وجود دارد که یک ردیف محرک و ردیف دیگر متحرک می باشد. هدف از این تحقیق ، تعیین شکل ، ساخت و تدوین تکنولوژی ساخت پره های محرک این گیربکس می باشد. این پره از جنس فولاد ضد زنگ بوده و روش ساخت آن ترجیحا ریخته گری دقیق می باشد.

تحلیل پارامتریک سیستم ضربه گیر چرخ دماغه یک جنگنده سبک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1380
  علی اکبر کویینی   محمدرضا قضاوی

در ارابه فرود ضربه گیر برای خنثی کردن ضربات وارده هنگام فرود و بلند شدن استفاده می شود . اکثر هواپیماها فرودشان به صورت افقی نیست بلکه تحت زاویه خاصی این عمل را انجام می دهند. وقتی هواپیما با زوایه به باند فرود نزدیک شد، ابتدا چرخهای عقب و سپس چرخهای جلو را به باند می زند. بنابراین با مدل کردن چرخ جلو به صورت جرم، فنر و ضربه گیر، ابتدا سیستم به صورت یک درجه آزادی مدل می شود. منحنی های جابجایی، سرعت و شتاب بر حسب زمان رسم می گردد. با استفاده از شرایط بحرانی و حدی و با روش سعی و خطا ضرایب سختی و میرایی ارابه فرود بدست می آید. پس از این مرحله لاستیک نیز به صورت یک فنر به مدل قبلی اضافه می شود و سپس تحلیل به صورت دو درجه آزادی ادامه می یابد. با سعی و خطا ضرایب سختی لاستیک و ارابه فرود و همچنین ضریب میرایی تصحیح می گردد. برای نشان دادن اثر ضربه وارده به چرخ جلو بر روی چرخهای عقب و نحوه چرخش هواپیما حول مرکز ثقل به صورت پنج درجه آزادی سیستم تحلیل دینامیکی می شود و ضرایب بالا بهینه می گردد.

طراحی و ساخت دستگاه شبیه ساز سیستم تعلیق مدل یک چهارم خودرو
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1379
  علیرضا مظهری   محمدرضا قضاوی

در دنیای صنعتی امروز، ((کیفیت))، عامل اصلی در رشد و بقای یک واحد خودروسازی است. سیستم تعلیق به عنوان جزئی موثر از خودرو در دستیابی به دو فاکتور ((ایمنی)) و ((راحتی))، نقش مهمی را در بحث کیفیت خودرو دارا می باشد، و لذا تحلیل و ارزیابی دقیق از چگونگی پاسخهای سیستم تعلیق در شرایط مختلف خودرو و جاده، جهت ارتقا کیفیت خودرو ضروری به نظر می رسد.با توجه به آغاز بحث طراحی خودروهای جدید و بهبود کیفی خودروهای تولیدی داخل، نیاز به ابزاری مناسب جهت ارزیابی سیستم تعلیق خودرو به شدت احساس شد. با توجه به توان واحدهای خودروسازی داخلی و ظرفیت تولید خودرو در کشور نیاز به دستگاهی با قابلیتهای دوام بالا، دقت مناسب و قابل استفاده برای کلیه خودروهای سواری استاندارد احساس شد.دستگاه شبیه ساز مدل (4/1) خودرو که با خط مشی مذکور طراحی و ساخته شده است یکی از کاربردیترین دستگاههای تست تعلیق در جهان می باشد و قابلیت ارزیابی و تحلیل پارامترهای اصلی موثر بر سیستم تعلیق را با دقت بالا، دارا می باشد.در این پژوهش جهت طراحی دستگاه مدل خطی با دو درجه آزادی از دستگاه تست، از طریق تحلیل تئوری مورد بررسی قرار گرفته و نرم افزاری جهت حل عددی مذکور ارائه شده است که می توان به عنوان معیار روش تجربی استفاده گردد. جهت نمایش قابلیت دستگاه و اطمینان از صحت مراحل طراحی و ساخت در پایان تعدادی از فاکتورهای قابل اندازه گیری توسط دستگاه برای یک خودروی نمونه (پراید - 4 درب) اندازه گیری و بررسی شده است، که صحت مراحل طراحی و ساخت را نشان می دهد.

تحلیل طراحی و ساخت ویلچر به منظور بالا بردن راندمان با تغییر در مکانیزم حرکتی آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1380
  محمد افضل حق بین   محمدرضا قضاوی

صندلی های چرخداری که توسط طوقه های دسته دار به حرکت درمی آیند به علت گشتاور اعمال شده در شانه های فرد منجر به واکنشهای قلبی تنفسی نسبتا بالائی می شوند لذا برای رفع نفیسه فوق مکانیزم جدیدی برای حرکت صندلی چرخدار پیشنهاد می شود. در این مکانیزم، سرنشین برای بحرکت درآوردن ویلچر از یک اهرم استفاده می کند. سیستم حرکت براساس مکانیزم چهارمیله ای (لنگ و آونگ) میباشد که مکانیزم مذکور ساده و مقرون به صرفه میباشد. در مقایسه با صندلی های چرخداری که دارای طوقه هندریم جلو برنده میباشد صندلی چرخدار اهرمی دارای یک امتیاز هست که به سرنشین اجازه می دهد متناسب با توان خود و شرایط ارگونومی مناسب تغییراتی در پارامترهای سیستم حرکتی ایجاد نماید. عواملی از قبیل طول هر یک از لینک ها در مکانیزم چهارمیله ای احتمال بهره گیری فقط از یک دسته (سمت راست یا سمت چپ) سازگار نمودن فرد یا موقعیت اهرم و همچنین نحوه فرمان دادن و ترمز گرفتن آسانتر در این سیستم طراحی شده است.

شکل دهی(تراکم) پودر سرامیکی آلومینا به روش انفجاری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1381
  عباس عربیان   محمدرضا قضاوی

در این تحقیق برای مهار و کنترل نیروی انفجار به منظور شکل دادن پودر سرامیکی و ساخت قطعات قرصی شکل قالبی طراحی گردید. ابعاد قالب و اجزا آن از تجربیات حاصل در حین آزمایشها بدست آمدند.مکانیزم ارائه شده در این روش برای ساخت قطعات مسطح، مخروطی و نیمکره ای مناسب می باشد.آزمایشها بر روی پودر سرامیکی آلومینا گرانوله شده انجام شد. همچنین ماده منفجره ، آماتول انتخاب گردید که مقدار آن با سعی و خطا در آزمایشها اصلاح گردید.پس از انجام آزمایشهای تراکم، نمونه های سالم تفجوشی شدند، چگالی قبل و بعد از این مرحله برای این نمونه ها اندازه گیری شده و با نمونه ساخته شده به روش ایزواستاتیکی مقایسه گردید. در بخشی دیگر از این تحقیق سعی در شبیه سازی کامپیوتری فرایند شد.