ردیف های میکرو فیچر (میکروکانال ها،میکرو حفره هاو...) از ضروریات اساسی پیل های سوختی وهمچنین سایر سیستم های سیالاتی نظیر میکرو راکتورها ، میکرو مبدل های حرارتی و... می باشد که نیاز به مقاومت حرارتی ومقاومت به خوردگی بالایی دارند و همچنین هدایت الکتریکی بالایی را می طلبند. انتخاب ماده مناسب و بهبود روش های تولید این صفحات از مهم ترین موضوعات تحقیقی مراکز علمی و پژوهشی در سراسر دنیا می باشد.در سال های اخیر مواد و فرآیندهای مورد استفاده جهت تولید صفحات دو قطبی پیل های سوختی به موارد زیر همگرا شده اند: 1- صفحات گرافیتی ماشینکاری شده 2- صفحات فلزی اچ شده ویا استمپ شده 3- صفحات کامپوزیتی پلیمر-کربن قالب گیری شده 4- صفحات کامپوزیتی کربن-کربن قالب گیری شده با پیشرفت تکنولوژی پوشش دهی سطوح و بهبود مواد پوشش دهنده سطوح فلزی، صفحات دوقطبی فلزی بر صفحات کامپوزیتی برتری خواهند یافت ، زیرا به خاطر خواص مکانیکی و الکتریکی خوبی که دارند باعث افزایش چگالی جریان و بازدهی انرژی پیل سوختی می شوند. در میان صفحات دو قطبی فلزی صفحات فولاد زنگ نزن به خاطر هزینه پایین، خواص مکانیکی و الکتریکی وحرارتی عالی وشکل پذیری خوب بیشتر مورد توجه می باشد. اچ کردن ورق های فلزی و استمپ کردن ورق های فلزی روش های موجود شکل دهی صفحات دو قطبی فلزی می باشند. فرآیند هیدروفرمینگ به خاطر خصوصیات خوبی که دارد می تواند به عنوان یک فرآیند نویدبخش در راستای پایین آوردن هزینه های پیل سوختی و بهبود عملکرد آن مورد توجه قرار گیرد. در این پایان نامه یک قالب جدید هیدروفرمینگ با فک های متحرک جهت شکل دهی مناسب میکروکانال های صفحات دوقطبی فلزی از جنس فولاد زنگ نزن ارئه شده و عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است.

پیل های سوختی از منابع جدید انرژی بوده و در این میان پیل سوختی هیدروژنی و متانولی از انواع معروف پیل های سوختی پلیمری هستند. به خاطر مشکلات این دو نوع پیل سوختی، پیل سوختی اتانولی در سال های اخیر مطرح شده است. در این پروژه پیل سوختی اتانولی ساخته شده و اثر پارامترهای مختلف بر عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت. بر طبق آزمایشات صورت گرفته دما اثر قابل توجهی بر عملکرد پیل سوختی دارد و حداکثر دانسیته توان را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، که علت ْآن به افزایش نفوذ، رسانایی یونی غشاء و سرعت واکنش های کاتد و آند نسبت داده می شود. افزایش مولاریته نیز سبب افزایش عملکرد پیل سوختی می شود، که علت آن افزایش نفوذ، غلظت اتانول در لایه کاتالیست و سرعت واکنش های شیمیایی می باشد. اثر فشار و دبی کاتد و دبی آند نیز مورد بررسی قرار گرفت. هر کدام از این سه عامل اثر ناچیزی بر عملکرد پیل سوختی داشته و تنها به مقدار ناچیزی عملکرد پیل سوختی را افزایش خواهد داد. افزایش دبی کاتد و آند سبب افزایش نفوذ و افزایش فشار کاتد سبب افزایش غلظت اکسیژن در لایه کاتالیست می شود، که هر کدام از این عوامل سبب افزایش جزیی در عملکرد پیل سوختی می شود. در پایان یک مدل تحلیلی دو بعدی برای پیش بینی عملکرد پیل سوختی اتانولی ارایه شد. در این مدل دو بعدی معادلات در لایه نفوذ کاتد و آند، کاتالیست کاتد و آند، غشاء و کانال انتقال سیال حل می شود. عبور عرضی اتانول در این معادلات در نظر گرفته شده است. با توجه به عدم نبود عده ای از ضرایب در مدل تحلیلی، ابتدا این ضرایب حدس زده شده و بر m 0.125 منطبق شده است. با مقایسه نمودار تحلیلی و نمودار تجربی حاصله تطابق خوبی بین این دو مشاهده می شود

پیل های سوختی، دستگاه های الکتروشیمیایی هستند که برای تبدیل مستقیم سوخت به انرژی الکتریکی به کار می روند. یکی از مهمترین نوع پیلهای سوختی، پیل سوختی پلیمری است که کاربرد فراوانی دارد. در حالت کلی دو نوع بهینه سازی در پیل سوختی پلیمری میتوان انجام داد : بهینه سازی در طراحی و ساخت بهینه سازی پارامترهای فرآیندی دسته اول که به بهینه سازی در ساخت اشاره دارد، به مواردی همچون نوع کانال جریان، هندسه کانال، جنس اعضای تشکیل دهنده پیل و همچنین یک پیکربندی مناسب و ... برمیگردد. این پارامترها گرچه پارامترهای بسیار مهم و موثری هستند ولی به هیچ وجه در طی فرآیند قابل تغییر نیستند و در کل فرآیند ثابت اند. دسته دوم که مربوط به پارامترهای عملکردی یا پارامترهای فرآیندی است شامل پارامترهای نظیر فشار سمت آند، فشار سمت کاتد، دمای کارکردی پیل سوختی، نرخ جریان ورودی در سمت آند و کاتد و ...... هستند که قابلیت انعطاف داشته و در طول فرآیند میتوانند تغییر کنند. تحقیق حاضر بعلت مشکلات موجود در بهینه سازی پارامترهای هندسی، به بهینه سازی سه پارامتر فشار سمت آند، فشار سمت کاتد و دمای کارکردی پیل سوختی پرداخته که در میان پارامترهای فرآیندی از اهمیت وافری برخوردار است. در این تحقیق الگوریتم ژنتیک به عنوان یکی از قویترین ابزارهای بهینه سازی به کار گرفته شده است و از نرم افزار پیل سوختی نوشته شده در گروه پژوهشی دانشگاه که بر اساس حل تحلیلی پیل سوختی عمل می کند، جهت ایجاد منحنی پلاریزاسیون و سپس منحنی توان استفاده شده است. ماکزیموم مقدار منحنی توان میزان بهینگی پارامترها (تابع برازندگی) در نظر گرفته شده است. در الگوریتمهای ژنتیک معمولا از روش کدگذاری در مبنای دو برای مقادیر پارامترها استفاده می شود ولی برای راحتی کار و ایجاد سرعت بیشتر، در الگوریتم به کار گرفته شده از روش کدگذاری اعداد حقیقی بهره گرفته شده است در این تحقیق نمودارهای ماکزیمم توان بر حسب فشارهای جزیی آند و کاتد نشان داد تغییرات فشار سمت آند نسبت به تغییر مشابه فشار در سمت کاتد، در راندمان خروجی بسیار موثرتر است و حساسیت فشار آند نسبت به فشار کاتد بسیار بیشتر است که دلیل آن اهمیت انجام واکنشها و سوخت مصرفی در سمت آند است. مقدار به دست آمده برای دمای کارکردی پیل نشان می دهد افزایش دما تا حدی بر راندمان پیل اثر مثبت گذاشته ولی اگر دما از مقدار خاصی تجاوز کند راندمان پیل کاهش چشمگیری خواهد داشت که این اتفاق را می توان به دلیل خشک شدن بیش از اندازه غشا توجیه نمود.

با شکل گیری جریان دوفازی در پیل سوختی متانولی، بررسی اثرات غلظت و انتقال متانول در فاز گاز بر روی سینتیک الکترواکسیداسیون متانول و همچنین نشتی متانول از غشاء بسیار حایز اهمیت بوده و تاثیر بسیار مهمی بر روی بازده و توان خروجی پیل سوختی متانولی دارد. علیرغم بهبود عملکرد پیل سوختی در چگالی جریان بالا (ولتاژ پایین)، طغیان آب در کاتد و تجمع دی اکسیدکربن در آند، سهم بسزایی بر کاهش راندمان پیل سوختی متانولی دارد. در این راستا، تلاش های بسیاری برای بررسی این پدیده ها به صورت آزمایشگاهی و عددی صورت گرفته است. هدف از این تحقیق، ارایه یک مدل دوفازی شبه دوبعدی است که با در نظر گرفتن جریان دوفازی در داخل کانال های صفحات توزیع کننده واکنشگرها و مجموعه غشاء-الکترود، ابزاری مناسب جهت شبیه سازی تک سل بوده که از قابلیت تعمیم برای سری پیل سوختی متانولی نیز برخوردار است. در بخش تجربی، اثرات پارامترهای عملکردی نظیر دما، غلظت متانول، دبی های ورودی و فشار کاتد در عمق های مختلف کانال بر روی عملکرد پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش مدل سازی، معادلات حاکم بر مجموعه غشاء-الکترود به صورت یک بعدی و تغییر فشار، سرعت و غلظت در راستای عمود بر کانال در نظر گرفته شده و دستگاه معادلات به روش عددی حل گردیده است. این مدل از قابلیت بررسی اثرات جریان دوفازی، غلظت متانول و میزان نشتی متانول از غشاء و شرایط کاری بر روی راندمان و همچنین بهینه سازی نرخ جریان های آند و کاتد در پیل سوختی متانولی برخوردار می باشد. مقایسه نتایج بدست آمده از مدل ارایه شده با کارهای عددی و شبه عددی منتشر شده در این زمینه، نشان می دهد که این مدل از دقت مناسب و سرعت بالایی برخوردار بوده و قابلیت پیش بینی رفتار پیل سوختی متانولی برای غلظت های متانول ورودی و دما در کل محدوده چگالی جریان را دارد. نتایج بدست آمده در این رساله، نشان می دهد که افزایش دمای تک سل، سینیتیک واکنش اکسیداسیون متانول در آند را بالا برده و در نتیجه راندمان پیل سوختی متانولی افزایش می یابد. همچنین، با شکل گیری جریان دوفازی، تا محدوده غلظت متانول 1 مولار، شاهد افزایش انتقال متانول برای انجام واکنش در آند بوده ولی برای محدوده غلظت های بالاتر از 1 مولار، به دلیل افزایش جریان نشتی متانول و ایجاد محدودیت در انتقال اکسیژن در طرف کاتد، ولتاژ تک سل کاهش می یابد.

امروزه موتورهای الکتریکی آهنربای دایم بدون جاروبک به دلیل نسبت گشتاور به وزن بالا، قابلیت اطمینان بالا و بازده بالایی که دارند به طور گسترده در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. با این حال، وجود پدیده های ناخواسته ای نظیر گشتاور دندانه ای و ریپل گشتاور در این موتورها که منجر به نویز و ارتعاش می شود، از چالش های اساسی فراروی توسعه کاربرد آنها است. شکل روتور و استاتور نقش تعیین کننده ای در دستیابی به مشخصات مورد نظر در موتورهای الکتریکی آهنربای دایم بدون جاروبک دارد. پیش از این تلاش های بسیاری در زمینه بهینه سازی شکل روتور و استاتور با اهداف مختلف نظیر کاهش گشتاور دندانه ای، کاهش ریپل گشتاور و کاهش گشتاور ضربانی موتور توسط پژوهشگران انجام شده و روش های متنوعی برای بهینه سازی عملکرد موتور تدوین شده است. چالش اساسی فراروی بکارگیری اغلب روشهای بهینه سازی، توصیف شکل بر حسب متغیر های طراحی است. معمولاً اگر مختصات گره ای اجزاء محدود در نظر گرفته شوند، تعداد بسیار زیاد متغیرهای طراحی را در پی دارد. همچنین، ممکن است شکل های حاصل هموار نباشند و امکان عملی تولید آنها فراهم نشود که در اینصورت با اقبال صنعت مواجه نخواهد بود. در این پایان نامه، با بهره گیری از تکنیک کاهش متغیرهای طراحی ، روشی برای بهینه سازی شکل روتور و استاتور در موتورهای الکتریکی بدون جاروبک تدوین می شود. تکنیک کاهش متغیرهای طراحی یک ترکیب ضریب وزنی دهی به چند شکل آزمایشی (شکل پایه) است و بهترین ترکیب ضرایب وزنی (متغیرهای طراحی) را که به شکل های پایه تخصیص داده شده است، جستجو می کند. برای یافتن شکل های پایه مناسب به منظور استفاده در تکنیک کاهش متغیرهای طراحی، یک فرآیند طراحی چند سطحی تدوین می شود. هر سطح به عنوان یک تراز بهینه سازی مجزا تا دستیابی به هدف مطلوب تعریف می شود. اشباع مغناطیسی به عنوان قید طراحی تعیین و فرآیند بهینه سازی با شکل های پایه ای که از نظر هندسی ساده هستند و توسط مختصات نقاط مرزی تعریف می شوند، آغاز می شود. برای ساخت مدل تقریب زنی از روش طراحی آزمایش های تاگوچی استفاده می شود. برای ارزیابی موثر بودن عملکرد روش پیشنهادی، به عنوان یک مطالعه موردی شکل قطب آهنی در یک موتورac بدون جاروبک آهنربای دایم ipm با 8 قطب و 18 شیار بهینه سازی می شود. منحنی های اسپیلاین به عنوان شکل های پایه انتخاب و فرآیند بهینه سازی با هدف کاهش درصد انحراف هارمونیک کل ولتاژ (v-thd) انجام می شود. برای راستی آزمایی نتایج فرآیند بهینه سازی، دو نمونه موتور ipm با طرح اولیه و طرح بهینه روتور ساخته شده و نتایج عملکرد موتورها در حالت تجربی مقایسه می شود. همچنین با انتخاب 64 نقطه در بازه طراحی و به کمک روش اجزاء محدود، شکل بهینه قطب آهنی روتور تعیین می شود. از بررسی نتایج می توان دریافت که مقدار درصد v_thd از %44/8 در موتور با طرح اولیه قطب آهنی به %51/1 در موتور با طرح بهینه قطب آهنی کاهش می یابد. همچنین برای بررسی اهمیت بهینه سازی شکل در مقایسه با بهینه سازی ابعادی، اثر کاهش نسبت شعاع (بهینه سازی شکل) و افزایش نسبت تمایل شیار به گام شیار (بهینه سازی ابعادی) بر عملکرد موتور ipm مطالعه می شود. از ارزیابی این نتایج می توان دریافت که ریپل گشتاور الکترومغناطیس، ریپل گشتاور رلوکتانسی و درصد v_thd پس از بهینه سازی شکل به ترتیب %85، %12/77 و %1/82 کاهش و با بهینه سازی ابعادی به ترتیب %44/83، %12/60 و %68 کاهش می یابد. این بهبود عملکرد در شرایطی رخ می دهد که بازده موتور پس از بهینه سازی شکل تنها %32/1 کاهش می یابد. در حالیکه پس از اعمال بهینه سازی ابعادی، بازده موتور %77/2 کاهش می یابد. بنابراین می توان دریافت که روش بهینه سازی شکل در مقایسه با روش بهینه سازی ابعادی تاثیر مطلوب تری بر بهبود عملکرد موتور دارد. واژه های کلیدی: بهینه سازی شکل، بهینه سازی ابعادی، موتور الکتریکی بدون جاروبک ipm، روش کاهش متغیرهای طراحی، روش اجزاء محدود، روش طراحی آزمایشها.

برنامه ریزی فرآیند تولید به عنوان پلی برای ارتباط بین فرآیند طراحی و ساخت تلقی می شود. برنامه ریزی نصب و قرار به منظور دسته بندی فیچرهای (feature) مورد ماشینکاری در نصب و قرارهای مشخص، مرتب کردن این نصب و قرارها و ترتیب بندی عملیات در هر نصب و قرار بیان می شود. این مرحله همچنین پله ورود به بحث برنامه ریزی قید و بند (fixture planning) می باشد. برنامه ریزی نصب و قرار به میزان زیادی بر روی هزینه کلی و کیفیت قطعه تولیدی اثر می گذارد. برنامه ریزی نصب و قرار شامل سه مرحله اصلی است که عبارتند از: تولید نصب و قرار، اولویت بندی نصب و قرارها و ترتیب عملیات در هر نصب و قرار. فاکتورهائی چون اولویت فیچرها(feature precedence relationship)، تلرانس های ابعادی و هندسی، جهت پیشروی ابزار، ابزار، ماشین در تعیین صحیح یک برنامه نصب و قرار موثر هستند. در این پروژه قیود، موانع و فاکتورهای مختلف تاثیر گذار در طرحریزی نصب و قرار برای قطعات منشوری شکل بررسی می شود. همچنین با استفاده از یک تابع هدف مناسب، طرح نصب و قرار بهینه با توجه به ابزارها، ماشین های در اختیار و ترتیب عملیات، بهینه می گردد. در اولین مرحله با توجه به نقشه 3 بعدی قطعه کار اطلاعاتی چون تلرانس های ابعادی و هندسی و جهت پیشروی ابزار به صورت محاوره ای (user interactive) مشخص می گردد. همچنین ماشینها و ابزارهای قابل استفاده برای هر عملیات به صورت محاوره ای انتخاب می شود. سپس قیود تکنولوژیکی مطرح در مسئله شامل ارتباط تلرانسی و اولویت موجود بین فیچرها در قالب ماتریس قیود(constraints’ matrix)(cm) به صورت دستی به سیستم اعمال می گردد. در انتها با توجه به ماشین ها و ابزارهای در دسترس و عملیات موردنیاز در هر نصب و قرار، با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی نظیر الگورتیم ژنتیک و الگوریتم بهینه سازی ذرات(pso)، نصب و قرار بهینه و ترتیب بین عملیات در هر قرار و انتخاب ابزار برشی و ماشین ابزار مناسب برای هر عملیات از میان تمام حالت های ممکن تعیین می شود. مقایسه نتایج سیستم ارائه شده با کار گذشتگان قابلیت بالای آنرا در یافتن بهترین طرح فرایند از نقطه نظر دقت و در نظر گرفتن قیود مختلف مطرح در یک محیط واقعی تولید را نشان می دهد. همچنین مقایسه دو روش بهینه سازی نشان می دهد که الگوریتم ژنتیک دقت بالائی در مقایسه با الگوریتم pso در یافتن جواب مسئله داشته ولی زمان اجرای آن بالا میباشد.

برخی از محصولات کشاورزی مانند عناب، سنجد و زیتون بر اثر امراض یا آفات دچار چروکیدگی یا پوکی داخلی شده، کیفیت این محصولات پایین آمده و در نتیجه نیاز به شناسایی و جدا نمودن محصول سالم از غیر سالم و یا طبقه بندی محصول در گروه های مختلف می باشد. در این تحقیق با استفاده از تکنیک پردازش تصویر که روشی سریع، دقیق و غیر مخرب است، به طبقه بندی و تشخیص عیوب سطحی عناب بر اساس ویژگی های شکلی و بافتی این محصول و استاندارد ملی ایران اقدام شده است. به منظور شناسائی و طبقه بندی عیوب سطحی عناب 9 ویژگی شکلی و 24 ویژگی بافتی جهت تشخیص چروکیدگی، آفت زدگی، شکستگی و نارس بودن میوه مورد بررسی قرار گرفت و ویژگی های برتر مشخص شدند. علاوه بر این ترکیب چند ویژگی با یکدیگر جهت طبقه بندی با روش های تحلیل تفکیک خطی (lda) و ماشین بردار پشتیبان (svm) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که ویژگی های بافتی با دقت بسیار بهتری نسبت به ویژگی های شکلی در تشخیص عیوب سطحی عناب موثر هستند. به طوری که از طریق این ویژگی ها می توان با دقت بیش از 96 درصد عناب چروکیده از سالم، که به عنوان یک ویژگی منفی در بازاریابی محصول مطرح است، را شناسائی و جدا نمود.

پل ارتباطی بین طراحی و تولید محصول، طرح ریزی فرایند تولید و زمانبندی کارگاهی می باشد. در روش های رایج، زمان بندی کارگاهی بعد از اتمام طرح ریزی فرایند انجام می شود. این دو مرحله از فرایند تولید مکمل یک دیگر بوده و یکپارچه سازی آنها باعث بهبود عملکرد، انعطاف پذیری و بهره وری سیستم های تولیدی می شود. به دلیل تعدد متغیر های موجود و پیچیدگی فضای جواب، روش های ریاضی قادر به یکپارچه سازی این دو بخش از فرایند تولید محصول نمی باشند از این رو راهکار های ابتکاری برای حل این نوع از مسائل مورد بررسی قرار می گیرند. در این پژوهش با رویکرد مهندسی همزمان به یکپارچه سازی و اجرای همزمان برخی از مراحل فرایند تولید محصول پرداخته شده است. برای برنامه ریزی تولید محصول در این پژوهش پنج نوع انعطاف پذیری شامل انعطاف پذیری توالی عملیات، ماشین آلات جایگزین، طرح فرایند تولید جایگزین، زمانبندی نگهداری تعمیرات و زمانبندی دریافت و تحویل سفارشات در نظر گرفته شده است. هدف پژوهش جاری کاهش زمان تولید کل محصولات، کاهش زمان های دیرکرد تحویل محصول و توزیع متوازن بار ماشین آلات می باشد. در این پژوهش سه مدل برای حل مسائل برنامه ریزی کارگاهی گسترش داده شده است. در مدل اول این پژوهش، از تلفیق دو الگوریتم رقابت استعماری و الگوریتم دو بعدی بهینه سازی کلونی مورچگان برای یکپارچه سازی زمانبندی کارگاهی و طرح ریزی فرایند استفاده شده است. مدل دوم و سوم از گسترش مدل اول به دست آمده است. در مدل دوم از الگوریتم رقابت استعماری برای افزودن انعطاف پذیری تیراژ تولید استفاده شده است. افزودن این نوع از انعطاف پذیری باعث کارکرد همزمان ماشین آلات موازی می شود. در مدل سوم انعطاف پذیری های زمانبندی نگهداری تعمیرات و زمانبندی دریافت و تحویل سفارشات به مدل اول افزوده شده است. برای بررسی کارایی مدل تلفیقی، تعدادی از مسائل طراحی شده در پژوهش های پیشین با و بدون در نظر گرفتن ماشین آلات موازی حل شده و نتایج به دست آمده با یکدیگر و نتایج حاصل از پژوهش های قبلی مقایسه شده است. نتایج بیان گر عملکرد مناسب این مدل برای حل مسائل بهینه سازی برنامه ریزی کارگاهی می باشد.

برنامه ریزی فرایند به کمک کامپیوتر(capp) به عنوان حلقه واسط بین طراحی به کمک کامپیوتر (cad) و ساخت به کمک کامپیوتر(cam)، نقش کلیدی را در سیستم جامع ساخت به کمک کامپیوتر (cim) ایفا می کند. برنامه ریزی فرایند را می توان به صورت فعالیتی که مشخص کننده شیوه های مقتضی جهت تبدیل ماده خام به قطعه تمام شده است، تعریف کرد. از مهمترین وبهترین اعمالی که در برنامه ریزی فرایند توسط کامپیوتر باید انجام شود، ساخت یک قطعه براساس مشخصات تکنیکی که در نقشه مشخص شده است و انتخاب عملیات و فرایند،همچنین تعیین توالی و ترتیب عملیات ها و یافتن بهترین طرح از بین طرح های موجود می باشد. مرتب سازی عملیات در برنامه ریزی فرایند با انتخاب عملیات های ماشین کاری در ارتباط است و این رابطه در گامی است که هر فیچری از قطعه بایستی به نحوی ایجاد گردد که قیدهای تکنولوژیکی مشخص شده در نقشه ارضاء گردد. تنها یک توالی از عملیات ها برای تمامی وضعیت ها که محیط تولیدی متغیر با آن روبرو است نمی تواند بهترین باشد، بعلاوه اینکه اهداف آنها نیز چندگانه و متفاوت می باشد مثل کمینه کردن تعداد تعویض ماشین ، تعداد قرار،تعویض ابزار و تغییر پارامترها. اکثر کارهایی که در این زمینه صورت گرفته به تعیین توالی عملیات روی یک ماشین پرداخته است.کار ارائه شده در اینجا شامل تشخیص اتوماتیک فیچرها از نرم افزار cad وتعریف عملیات با استفاده از سیستم خبره می باشد. ماژول تشخیص فیچر،قادر است تا هفت نوع از فیچرهای فرزکاری را شامل: کف ، سوراخ، پله، لبه، شیار، حفره و پخ را شناسایی کند. سیستم خبره جهت انتخاب عملیاتی استفاده شده است که در این تحقیق فرایند سوراخکاری مورد بررسی قرار گرفته است. برنامه ای به زبان ویژوال بیسیک برمبنای الگوریتم پیشنهادی توسعه و ارائه داده شده است.

سیستم های موقعیت دهی با دقت میکرو و نانو، یکی از اجزای لاینفک سیستم های پیشرفته و مدرن امروزی می باشد. در این سیستم ها اصطکاک یکی از مشکلات اساسی می باشد، که دقت موقعیت دهی را کاهش داده و گاهی در لحظه ای که سرعت سیستم بسیار کم می باشد سبب توقف حرکت می شود. زمینه های مربوط به کاربرد مفاصل انعطاف پذیر و مواد هوشمند در موقعیت دهی میکرونی در سیستم های مکانیکی مختلف گزارش شده است. مفاصل انعطاف پذیر به دلیل دارا بودن مزیت هایی از قبیل یک پارچه بودن و عدم وجود اصطکاک مورد استقبال قرار گرفته اند و آلیاژهای حافظه دار به عنوان گروهی از مواد هوشمند، پتانسیل بالایی در کاربرد به عنوان عملگرهای جدید دارا می باشند. این آلیاژها دسته ای از مواد فلزی هستند که در صورت تغییر شکل در دمای پایین، با گرم شدن به شکل قبلی خود بازمی گردند. یکی از انواع آن که مورد استفاده قرار می گیرد نیتینول است که در این پژوهش از آن استفاده می شود. در این کار پژوهشی طراحی یک میز موقعیت دهی میکرونی دو درجه آزادی مورد بررسی قرار گرفته، سپس نمونه ساده سازی شده آن مدل می شود و پس از آن به کنترل آن پرداخته می شود. مدل سازی رفتار عملگر با استفاده از مطالعه معادلات حاکم بر رفتار آن انجام می شود. در مطالعه رفتار آن، حالات مختلف قرارگیری عملگر مورد بررسی قرار گرفته و رفتار آن برای عملگر تحت خمش در حالت کنترل شده که نمونه ساده شده ای از سیستم موقعیت دهی مدنظر است، بررسی می-شود. سپس مسأله کنترل این سیستم مورد بررسی قرار می گیرد. کنترلرهای مختلف pid و pwm روی سیستم موردنظر اجرا گردید. نظر به مزایا و معایب دو نوع کنترلر در نهایت این دو نوع کنترلر با یکدیگر ترکیب گردید. و ساختار یک کنترلر مقاوم به دست آمد. محدوده ضرایب کنترلر pid و pwm به صورت تجربی بدست آمد.

برنامه ریزی فرآیند تولید به کمک کامپیوتر به عنوان پلی برای ارتباط بین فرآیند طراحی و ساخت تلقی می شود.هدف برنامه ریزی نصب و قرار، دسته بندی اشکال ویژه مورد ماشینکاری در نصب و قرارهای مشخص، مرتب کردن این نصب و قرارها و ترتیب بندی عملیات در هر نصب و قرار است. هرچند ظاهرا این مرحله پله ورود به بحث برنامه ریزی فیکسچر می باشد، از محدودیت های برنامه ریزی فیکسچر نیز تاثیر می پذیرد، به گونه ای که بدون در نظر گرفتن احتیاجات نصب و قرار و فیکسچر به طور همزمان، دسترسی به یک طرح نصب و قرار مناسب امکان پذیر نیست. از طرف دیگر فیکسچرها ابزاری کاربردی در عملیات ساخت قطعات و محصولات می باشند که با جذب نیروها و ارتعاشات، قطعه را در طول عملیات در موقعیتی مشخص محکم نگه می دارند و وظیفه جاسازی و نگهداری قطعه کار را به عهده دارند. هدف این پایان نامه، برنامه ریزی نصب و قرار و برنامه ریزی فیکسچر بطور همزمان و در یک سیستم ساختار یافته است. بطوریکه سطوح موقعیت دهنده قطعات منشوری، با استفاده از اطلاعات مراحل نصب و قرار و با توجه به ویژگی های قطعه تولیدی از قبیل نوع شکل ویژه، تلرانسهای ابعادی و هندسی، مسیر نزدیک شدن ابزار و مساحت سطوح تعیین شوند. برای این منظور از قابلیت پیوند نرم افزار solid works با کدهای نوشته شده در برنامه های vba و vb.net استفاده شد. بعد از تعیین نصب و قرار و انتخاب سطوح موقعیت دهنده، چگونگی تاثیر چیدمان موقعیت دهنده ها بر کیفیت قطعه ماشینکاری اهمیت می یابد، لذا بعد از یافتن چگونگی این تاثیر با استفاده از اصول هندسه و جبر خطی، مدلسازی تحلیل تلرانسی با نرم افزار solid works مقایسه شد، با توجه به صحت مدلسازی صورت گرفته، بهینه سازی محل استقرار موقعیت دهنده ها برای به حداکثر رساندن کیفیت قطعه تولیدی، از روش الگوریتم ژنتیک استفاده شد. طراحی نصب و قرار و تعیین سطوح موقعیت دهنده دو فعالیت مهم و نزدیک به هم در برنامه ریزی فرایند قطعه کار هستند. در این تحقیق، روشی ارائه شده که به صورت نیمه خودکار طراحی نصب و قرار را بصورت بهینه و یا نزدیک به بهینه انجام می دهد. این الگوریتم مبتنی بر قانونِ ابداعی، علاوه بر تعیین توالی و طراحی نصب و قرار، سطوح موقعیت دهنده برای هر نصب وقرار را با توجه به تلرانسهای هندسی و ابعادی اشکال ویژه و چگونگی توپولوژی قطعه تعیین می کند. در سیستم ها و پژوهش های قبلی به اشکال ویژه بصورت یک شکل هندسی ماشینکاری نگاه شده بود و به تاثیر توپولوژی اشکال ویژه بر تعیین طراحی نصب و قرار و فیکسچر توجه نشده بود. در این پژوهش توانایی موقعیت دهی شکل ویژه در setup لحاظ شده است. تعیین setup و توالی آن، با توجه به توانایی موقعیت دهی قطعه بوسیله فیکسچر انجام شده، و کلیه مشخصات ابعادی و هندسی که برای تعریف موقعیت هندسی و ابعادی یک شکل ویژه ماشینکاری در نقشه چاپی لحاظ شده، در نظر گرفته شده است. می توان مطمئن بود قطعات تولید شده، با رعایت تمامی ابعاد و تلرانسهای موجود در نقشه ماشینکاری شده اند، و انباشت تلرانسی به حداقل رسیده است. اشکال ویژه ای که چند tad دارند هم به خوبی سازمان دهی شده اند. کارآیی الگوریتم با اعمال آن بر روی چند نقشه صنعتی تایید شده است. در مقایسه با روش گراف محور، هم روش گراف محور هم الگوریتم ابداعی تلاش کرده اند نصب و قرار قطعات مکعبی شکل را مشخص و تعداد آن را به حداقل برسانند، و در عین حال تلرانسهای ابعادی و هندسی را هم در نظر بگیرند. روش سیستماتیک تئوری گراف ها در برخی شرایط، تلرانس های باز را نادیده میگیرد. ولی الگوریتم ارایه شده به کلیه تلرانسها پایبند است. از طرف دیگر در روش گراف محور نمیتوان به یک شکل ویژه بیش از از یک مشخصه تلرانسی اختصاص داد. در حالیکه چنین محدودیت هایی در الگورتیم ابداعی وجود ندارد. انتخاب جهت پیشروی ابزار برای اشکال ویژه ای که چندین جهت دارند، پیش از طرحریزی نصب و قرار، به قیود مسئله افزوده و طرح ریزی را دشوار می کند. و این اتفاقی است که در روش تئوری گراف ها مانند پژوهش های دیگر رخ میدهد. در حالی که در الگوریتم ابداعی حاضر، تعیین جهت پیشروی ابزار برای اشکال ویژه ای که چندین جهت دارند، منوط به دستیابی به پیش نیازهایش می باشد، و این مهم در خلال اجرای فرایند طرحریزی انجام میشود، نه پیش از آن، تا از افزودن قید اضافی دوری شود. مهمترین دلیلی که الگوریتم ابداعی، نصب و قرار قطعه حاضر را در مراحل کمتری طرحریزی می کند، این قضیه لازم به ذکر است که تئوری گراف ها، بعد از طرحریزی نصب و قرار به انتخاب یک سطح مبنا پرداخته است، ولی الگوریتم ابداعی محدوده وسیعتری دربر گرفته است، و سطوح موقعیت دهنده را براساس روش فیکسچربندی 3-2-1 انجام میدهد. هر چند یک طرح نصب و قرار خوب با توجه به مشخصه های نقشه مهندسی و در نظر گرفتن قیود فیکسچربندی، انباشت تلرانسی را به حداقل می رساند، خطاهایی که در اجزای فیکسچر وجود دارند مانع از تولید قطعه با کیفیت می شود. بنابراین تعیین خطاهای مجاز برای فیکسچری که قطعه را موقعیت دهی می کند جهت رسیدن به خصیصه های سطحی که ماشینکاری می شود، بسیار مهم است. بنابراین علاوه بر کیفیت قطعه که بر انتخاب ماشین تولیدی تاثیر گذار است، خطای فیکسچر و به عبارت دقیق تر خطای موقعیت دهنده نیز باید درنظر گرفته شود. لذا یک ماژول ریاضی برای اندازه گیری خطای موقعیت سوراخ و فرآیند سوراخکاری توضیح داده شد. اساس اندازه گیری خطای موقعیت سوراخ برای دستیابی به تلرانس هندسی موقعیت، بر چیدمان موقعیت دهنده ها و مقدار خطای آنهاست. بنابراین از آنجاییکه چگونگی چیدمان موقیعت دهنده ها موجب چرخش حول سه محور مختصاتی و انتقال قطعه کار در راستاهای محور های مختصاتی می شوند، با استفاده از اصول هندسه و جبر خطی، که قبلا بسط داده شده میتوان مقدار خطای رخ داده در فرآیند سوراخکاری را نشان داد و به تحلیل تلرانسی آن پرداخت، و براساس مقدار کمیت خطا در راستاهای مربوطه با توجه به سطوح مبنایی که در نقشه چاپی به عنوان خصیصه مشخص شده بودند، با توجه به صحتی که مدل ریاضی بدست داده بود، و وجود خطاهای ناچیزی که در مقایسه با شبیه سازی نرم افزار سالیدورکس دیده شد، تصمیم بر آن شد تا از همین مدل برای بهینه سازی چیدمان موقعیت دهنده ها در یک نصب و قرار مشخص استفاده شود. تابع هدفی مناسبی بر اساس مدل ریاضی مربوطه تعیین شد، تا مبنایی برای بهینه سازی و به حداقل رساندن خطای شکل ویژه سوراخ باشد. عملیات بهینه سازی برای تعیین چیدمان موقعیت دهنده ها با هدف کاهش خطای موجود در شکل ویژه سوراخ با استفاده از الگوریتم ژنتیک در فصل چهارم به تفضیل توضیح داده شده است. اهمیت بهینه سازی حاضر از آنجایی است که اکثر بهینه سازی های صورت گرفته در حوزه طراحی قیکسچر و تعیین چیدمان موقعیت دهنده ها برای کاهش تغییر شکل های پلاستیک و الاستیک قطعه کار صورت گرفته است، چرا که قطعه در حین فرایند ماشینکاری علاوه بر نیروهای ماشینکاری در کشاکش و جدل میان نیروهای گیره بندی و نیروهای عکی العملی موقعیت دهنده ها نیز هست. از سویی دیگر بهینه سازی برای دستیابی به چیدمان موقعیت دهنده ها برای ارضای تلرانس های هندسی و ابعادی قطعه کار در تحقیقات محققانی همچون رانگ و هوانگ بصورت ابتدایی انجام شده، و تنها به مقایسه دو چیدمان خاص باهم پرداخته اند. در حالیکه در فصل حاضر محدوده ای بصورت کاربر متقابل با توجه با نوع اشکال ویژه و مساحت قطعه کار در نظر گفته شده تا از تمامی قابلیت قطعه کار برای یافتن چیدمان بهینه استفاده شود. مسئله مهم دیگر استفاده از دو نوع مختلف تقاطع برای هر نسل تولید شده است، تقاطع جابجایی و چرخش برای جابجایی خطاهای اختصاص یافته به موقعیت دهنده ها، و تقاطع ضربی که برای چیدمان موقعیت دهنده ها در نظر گرفته شده است، بهینه سازی در شرایطی که امکان تاثیر این دو روش تقاطع بر هم دارند، موجب پیچیدگی روند و نوع کار کد نویسی در نرم افزار مطلب شده است. در این سیستم، مدل سه بعدی قطعه کار به عنوان ورودی و طراحی فرایند و انتخاب سطوح موقعیت دهی و چیدمان بهینه موقعیت دهنده ها خروجی می باشند. اطلاعات اولیه مربوط به قطعه کار از قبیل نوع شکل ویژه، سطوح کنترل وتاخر و tad در محیط solidworks از نقشه 3 بعدی قطعه کار به صورت محاوره ای (نیمه اتوماتیک) مشخص می شود. کد نویسی سیستم محاوره ای مورد نظر با استفاده از زبان برنامه نویسی visualbasic و visualbasic.net انجام گرفته است. الگوریتم بهینه سازی ga هم در محیط matlab کد نویسی شده است. سیستم طراحی شده، قابلیت ایجاد طرح نصب و قرار به همراه تعیین سطوح موقعیت دهنده در هر قرار را داراست، و بهینه سازی چیدمان موقعیت دهنده ها نیز با توجه به طبیعت اجتناب ناپذیر از خطای آنها انجام شده است.

پیل سوختی متانولی غیرفعال بدلیل سادگی و عدم نیاز به تجهیزات جانبی، کاربرد وسیعی در صنایع حمل و نقلی دارد. برای استفاده موفقیت آمیز از پیلهای متانولی غیرفعال، بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد و توان آنها بسیار مهم و حیاتی میباشد. لذا در این پایان نامه سعی شده تا حدامکان چند پارامتر مهم و تاثیرگذار بر عملکرد پیل متانولی غیرفعال بررسی گردد. این پارامترها شامل: غلظت متانول، نوع صفحات انتهایی(فیکسچر)، تعداد و محل قرارگیری واشرهای آب بندی و دمای محیط کاری پیل میباشد. برای بررسی پارامترهای فوق در مرحله اول پیل متانولی مورد نظر با سطح فعال cm10 × cm 10 طراحی و ساخته شد و در مرحله بعد تست های دما- زمان و ولتاژ- جریان متعددی برروی این پیل انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش غلظت محلول متانول تا 4 مولار عملکرد پیل متانولی غیرفعال بهبود می یابد و بیشترین دانسیته توان نیز در همین غلظت 4مولار بدست آمد( 25/4 ) ولی با افزایش بیشتر غلظت محلول متانول، عملکرد پیل متانولی غیرفعال افت میکند. همچنین مشخص شد که هرچه صفحات انتهایی پیل صلب تر و مستحکمتر باشد عملکرد بهتر میشود. افزایش دمای محیط کاری اطراف پیل نیز بر عملکرد پیل تاثیر بسزایی دارد و باعث افزایش عملکرد پیل متانولی غیرفعال میشود. در ادامه آزمایشات مشخص شد که وقتی دو واشر درون پیل قرار میگیرد و محل استقرار این دو واشر بترتیب بین مخزن ذخیره متانول و جمع کننده جریان آندی و بین جمع کننده جریان آندی و mea میباشد بهترین عملکرد حاصل میشود. در پایان نیز مقایسه ای اجمالی میان نتایج بدست آمده در این پایان نامه و نتایج گزارش شده در مراجع مختلف انجام گرفته است.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فرآیند حالت جامدی است که در سال 9119 توسط موسسه جوش انگلستان ارایه شده است. به دلیل انجام جوشکاری در حالت جامد و همچنین عدم نیاز به ماده پرکننده، سبب شده که خواص مکانیکی ناحیه اتصال با دیگر نواحی تفاوت زیادی نداشته باشد. این فرآیند ابتدا برای اتصال آلیاژ آلومینیم استفاده شده است ولی امروزه کاربرد آن برای اتصال فلزات غیرهمجنس زیاد شده است. در این پژوهش اتصال دو فلز غیرهمجنس آلیاژ آلومینیم 505 به فولاد آستنیتی زنگنزن 453 مورد مطالعه قرار گرفته است. اتصال این دو فلز به دلیل کاهش در وزن قطعات سبب افزایش بازدهی ماشین آلات تولیدی میشود و میتواند کاربرد وسیعی در بسیاری از صنایع داشته باشد. روشهای متداول ذوبی برای اتصال این دو فلز به دلیل خواص متفاوت حرارتی کاربرد ندارد. اتصال بدست آمده به دلیل ایجاد ساختارهای بینفلزی، از خواص مکانیکی مطلوبی برخوردار نیست. از این رو از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای اتصال این دو فلز غیرهمجنس استفاده شده است. در این پژوهش برای رسیدن به اتصال قابل قبول، 3 پارامتر مهم در این فرآیند مورد بررسی قرار گرفت 9. افست ابزار 2 . . سرعت خطی ابزار 4. سرعت دورانی 3 شکل پین ابزار. نتایج بدست آمده نشان میدهد که با کاهش سرعت دورانی و افزایش سرعت خطی مقدار استحکام نهایی اتصال افزایش و مقدار سختی کاهش یافته است. با افزایش افست عیوب موجود در ناحیه جوش کاهش یافته است. ابزار مخروطی نتایج بهتری از نظر استحکام جوش و پراکندگی ذرات فولاد نسبت به سایر ابزارها دارد. در انتها تاثیر آنیل بر روی یکی از نمونهها بررسی شده است و نشان داده شد که آنیل کردن باعث افزایش مقدار ازدیاد طول ناحیه اتصال شده است.

دشواری ایجاد جوش های استحکام بالا و مقاوم به شکست و خستگی در آلیاژهای آلومینیم، باعث کاهش استفاده گسترده از روشهای جوشکاری ذوبی جهت اتصال دهی این آلیاژها در کاربردهای مختلف شده است. همچنین افت خواص مکانیکی منطقه جوش در مقایسه با فلز پایه بعد از اتمام فرآیند باعث شده است که اتصال دهی آلیاژهای آلومینیم توسط روش های متداول جوشکاری چندان مورد توجه نباشد. به همین منظور استفاده از جوشکاری های حالت جامد به ویژه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای اتصال دهی آلیاژهای آلومینیم به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از یک ابزار غیر مصرفی با هندسه خاص متشکل از دو قسمت پین و شانه استفاده می شود که ابزار با سرعت دورانی مشخص وارد شکاف ناحیه اتصال شده و با پیشروی در طول شکاف اتصال، دو قطعه را به یکدیگر جوش می دهد. از مزایای این روش نسبت به روش های متداول جوشکاری، عدم وجود عیوب ناشی از ذوب و انجماد موضعی، برخورداری از راندمان انرژی بالا، میزان آلاینده ها و آلودگی زیست محیطی پایین و عدم استفاده از ماده پرکننده می باشد. از پارامترهای مختلفی که در حصول یک جوش سالم و بدون عیب در روش اصطکاکی اغتشاشی موثرند می توان به هندسه و جنس ابزار، سرعت دورانی، سرعت پیشروی و زاویه انحراف ابزار اشاره کرد. در تحقیق حاضر، عملیات اتصال دهی ورق های آلومینیم 5050 نورد سرد شده به روش اصطکاکی اغتشاشی خشک و زیرآب انجام شد. سپس تاثیر پارامترهای ابزار شامل جنس و هندسه ابزار و پارامترهای جوشکاری شامل سرعت دورانی، سرعت پیشروی و تعداد پاس های فرآیند بر تغییرات ریزساختاری، رفتار کششی و سختی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که هندسه و خواص فیزیکی ابزار مانند ضریب اصطکاک و ضریب هدایت حرارتی تاثیر مستقیمی روی حرارت ورودی و حرارت جذب شده از ناحیه جوش داشته و به نوبه خود بر استحکام وکیفیت جوش اثر خواهد داشت بطوریکه بهترین خواص مکانیکی با ابزار hss مجهز به پین مثلثی به دست آمد. نمونههای جوشکاری شده به روش ufsw (جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی زیر آب) از استحکام و سختی بالاتری نسبت به fsw (جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی) برخوردار بوده، بطوریکه درصد ازدیاد طول نمونه جوشکاری شده در زیرآب حدود 5/1 برابر حالت جوشکاری خشک بوده و نواحی haz و tmaz در این روش دارای سختی بیشتری نسبت به جوشکاری fsw بوده است.

در راستای تأمین هیدروژن مورد نیاز پیل سوختی پلیمری، در پژوهش حاضر، طراحی و ساخت یک سامانه ی آزمایشگاهی یکپارچه برای استحصال آنی هیدروژن از محلول آبی سدیم بورهیدرید مدنظر قرار گرفته است. برای استحصال هیدروژن از هیدرولیز محلول wt% 20 سدیم بورهیدرید استفاده شده است. به منظور جلوگیری از هیدرولیز سرخود، wt% 2 سدیم هیدروکسید در محلول واکنش گر حل شده است تا محلول پایدار شود و هیدروژن فقط بر حسب نیاز مستحصل گردد. برای فعال کردن واکنش استحصال با نرخ موردنظر (slpm 15 هیدروژن برای مصرف یک پیل سوختی پلیمری 1 کیلووات)، از یک کاتالیست مناسب و ارزان قیمت (نیترات کبالت روی پایه ی آلفا-آلومینا) استفاده شده است. در ادامه، محاسبات اساسی و طراحی مفهومی مجموعه انجام و اجزای اصلی شامل رآکتور، مخزن تغذیه و واحد کنترل طراحی و ساخته شده است. سپس اجزای اصلی و سایر تجهیزات جانبی به خوبی در کنار یکدیگر گمارده شده اند تا یک سامانه ی آزمایشگاهی یکپارچه و قابل کنترل را حاصل نمایند. یکی از مزایای سامانه ی ساخته شده، امکان استحصال پیوسته و قابل کنترل گاز هیدروژن خروجی می باشد. نتایج بررسی های آزمایشگاهی، موفقیت طرح سامانه را تأیید کرده اند. در تست آزمایشگاهی صورت گرفته با استفاده از سامانه ی ساخته شده، نمودار نرخ هیدروژن خروجی، نشان دهنده ی میزان مناسب خروجی سامانه با توجه به مقادیر مورد انتظار بوده ، به نحوی که حدود slpm 15 هیدروژن با خلوص بالا (999/99%) به طور پایدار مستحصل شده است. دما و فشار عملکردی مجموعه به ترتیب حدود ?c 80 و bar 4 در نظر گرفته شده اند. توزیع مناسب پروفیل دما و فشار رآکتور حین انجام آزمایشات دلیلی بر انجام یکنواخت واکنش در کل زمان مورد انتظار می باشد. به علاوه، پاسخ سامانه نسبت به تغییرات دینامیک نیاز مصرف کننده کاملاً مناسب و با کم ترین تأخیر (کم تر از 1 دقیقه) بوده است.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از روش های جوشکاری در حالت جامد است که در سال 1991 توسط موسسه twi در دانشگاه کمبریج انگلستان،اختراع و ثبت شد. در این فرآیند بدلیل دمای پایین در موضع جوش، اتصال حاصل، عاری از عیوبی همچون ترک، اعوجاج و دیگر عیوبی می باشد که می تواند در جوشکاری های ذوبی اتفاق بیافتد. در این پژوهش اتصال آلیاژ آلومینیم 5052 به فولاد زنگ نزن آستنیتی304 مورد بررسی قرار گرفته است. برای دستیابی به اتصال مطلوب از نظر کیفیت ظاهری و خواص مکانیکی، پنج پارامتر اثرگذار در فرآیند شامل، راستای جوشکاری نسبت به جهت نورد، تغییر جهت دوران و به دنبال آن اثرات مرتبط با قرارگیری سمت پیشرو و پسرو در دو سمت ناحیه اتصال، اثرات مرتبط با زاویه انحراف ابزار، همچنین دو پارامتر اصلی فرآیند یعنی سرعت دورانی و سرعت پیشروی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با انجام جوشکاری در جهت نورد خواص مکانیکی از جمله استحکام اتصال بهبود می یابد. همچنین با انجام جوشکاری در جهت دورانی پادساعتگرد، به نحویکه سمت پیشرو در بخش آلومینیم تحت بارگذاری قرارگیرد به دلیل کاهش احتمال تشکیل حفرات در این ناحیه، استحکام بالاتری برای اتصال بدست خواهد آمد. زاویه انحراف ابزار نیز به دلیل تاثیر گذاری بر نیروی فورج و حرارت ورودی به ناحیه اتصال می تواند تاثیر بسزایی بر کیفیت ظاهری، استحکام و ریزساختار اتصال داشته باشد بطوریکه در زاویه انحراف 1 درجه بدلیل عدم نیروی فورج کافی برقراری اتصال امکانپذیر نخواهد بود. در زاویه انحراف 5/1 درجه بالاترین میزان استحکام برای اتصال بدست آمده است و با افزایش زاویه انحراف به 5/2 درجه به دلیل افزایش حجم حفرات در اتصال، استحکام شدیدا کاهش می یابد. افزایش یا کاهش بیش از حد حرارت ورودی که در اثر تغییر سرعت دورانی و سرعت پیشروی اتفاق می افتد می تواند ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال را بشدت تحت تاثیر قرار دهد، بطورکلی براساس آزمایشات انجام شده مشخص شد که بهترین شرایط با سرعت دورانی و پیشروی به ترتیب 1000 دور بر دقیقه و 224 میلیمتر بر دقیقه حاصل شد که به اتصال عاری از هرگونه و با بالاترین میزان استحکام منتج شد.

هدف اصلی هر واحد تولیدی، کاهش هزینه های تولید، افزایش کیفیت محصول و نرخ تولید بالا است. یکی از نیازمندی های رسیدن به این هدف، موضوع طراحی فیکسچر است. کار اصلی فیکسچرها، موقعیت دهی و گیره بندی مناسب برای جلوگیری از جابجایی قطعه کار تحت نیروهای ماشینکاری و نیروهای خارجی است. از نکات مهم در طراحی فیکسچر کارآمد، تعیین بهترین چیدمان عناصر گیره بندی است. روشهای سنتی طراحی فیکسچر، عموماً مبتنی بر تجربه طراح یا استفاده از روش آزمون و خطا است و جوابگوی نیازمندیهای صنعت نیست. بنابراین، روشهای جدیدی بر مبنای اصول علمی در دهه های گذشته گسترش یافته اند. خطاهای به وجود آمده در قطعه کار، رابطه مستقیمی با میزان تغییر شکل آن در نقاط تماس با عناصر فیکسچربندی دارد. هدف محققین، یافتن بهترین چیدمان فیکسچربندی، به منظور کاهش میزان تغییرشکل ایجاد شده در قطعه کار است. بنابراین، روش هایی برپایه بدنه صلب، مکانیک تماس و المان محدود، توسط محققین ارائه شده اند. روش اول و دوم به دلیل ساده سازیهایی که برای حل مسئله اتخاذ می کنند، جواب های قابل اطمینانی را نمی دهند. جواب های بدست آمده توسط روش سوم نسبت به دو روش قبلی، دارای دقت بالاتری است. با این وجود، زمان حل مسئله در این روش، نسبت به دو روش قبلی، طولانی تر است. هدف از این پایان نامه، دستیابی به بهترین چیدمان فیکسچربندی است که منجر به تولید محصولی در محدوده تلورانسی طراحی می شود. این کار، با یکپارچه سازی نرم افزارهای آباکوس و متلب (که الگوریتم ژنتیک در آن نوشته شده بود) انجام شد. تابع هدف، کاهش میزان تغییرشکل قطعه کار (جابجایی گره ها در قطعه کار مش بندی شده) بر اثر نیروهای گیره بندی و ماشین کاری است. در گام اول، مدل مربوطه در آباکوس تحلیل گشته و فایل متنی ایجاد شده، به عنوان ورودی الگوریتم ژنتیک قرار می گیرد. الگوریتم ژنتیک، تغییرات مربوط به چیدمانها را در این فایل متنی اعمال نموده و آن را برای تحلیل مجدد در آباکوس آماده میکند. با اتمام تحلیل، یک فایل خروجی از جابجایی گره های قطعه کار (با فرمت .dat) ایجاد میگردد که برای محاسبه تغییرشکل قطعه کار استفاده میشود. خروجی نهایی الگوریتم ژنتیک، چیدمانی از عناصر فیکسچربندی است که کمترین میزان تغییرشکل در قطعه کار را به همراه دارد. بدین ترتیب، قرار گرفتن قطعه کار در محدوده تلورانسی طراحی نیز تضمین میگردد.

در این پروژه تحقیقاتی، عملکرد یک پیل سوختی پلیمری هیدروژن-هوا و با توان kw1 در شرایط ارتفاع مورد ارزیابی قرار گرفته و اثر پارامترهای فشار، دما و غلظت هوا روی کارایی پیل pem بررسی شده است. در این راستا و برای دستیابی به این هدف سامانه تستی طراحی و ساخته شد که شبیه ساز شرایط جوی در ارتفاعات باشد. در طراحی این سامانه علاوه بر درنظرگیری قابلیت شبیه سازی شرایط جوی تا ارتفاع نزدیک به 9000 متر بالاتر از سطح دریا ، نکاتی مانند، ایمنی بالا، دقت ساخت، قابلیت اعتماد خوب ، سادگی سازه سامانه و همچنین راحتی کار با آن رعایت شده است. به طور کلی می توان گفت این سامانه مجهز به یک محفظه خلا شبیه ساز شرایط جوی بوده و به غیر از پیل سوختی ، عملکرد سایر سیستم ها در شرایط ارتفاع را می توان با آن ارزیابی نمود. بعد از طراحی و ساخت سامانه تست، پیل سوختی پلیمری با ترکیبات مختلف فشار هوای کاتد، دما و غلظت تحت آزمایش قرار گرفته است. در کلیه تست های انجام گرفته جریان تنظیمی در نرم افزار کنترلی برابر با 12آمپر بوده و دستگاه اعمال بار الکترونیکی بعنوان مصرف کننده این توان بوده است. سامانه دارای یک نرم افزار تعاملی و یک سیستم نمایش بوده که اطلاعات داخل محفظه خلا بر روی آن نمایش داده می شود. از اجزای دیگر سامانه می توان به کمپرسورهای مختلف مکشی و دهشی، سنسورهای میزان غلظت اکسیژن وهیدروژن، رطوبت گیر، سنسورهای مختلف دما ، رطوبت ، فشار، سیستم تبرید برای کاهش دمای محفظه خلا تا ?c30- و یک کنترل کننده دبی جرمی را نام برد. بعد از قراردادن پیل سوختی در داخل محفظه خلا، شرایط مختلف جوی تا ارتفاع 4000 متری در آن بوجود آورده و آزمایشهای عملکرد پیل سوختی در این شرایط انجام شد.

چکیده طرح ریزی فرآیند تولید به عنوان پلی برای ارتباط بین فرآیند طراحی و ساخت بوده و طرح ریزی نصب و قرار به عنوان یک مرحله میانی از مراحل طرح ریزی فرآیند تولید است. هدف طرح ریزی نصب و قرار، دسته بندی فیچرهای مورد ماشینکاری در نصب و قرارهای مشخص، مرتب کردن این نصب و قرارها و انتخاب سطوح مرجع موقعیت دهی برای هر نصب و قرار است. فاکتورهای چون اولویت فیچرها، تلرانس های ابعادی و هندسی و جهت دسترسی ابزار در تعیین صحیح یک طرح نصب و قرار موثر هستند. همچنین این مرحله پله ورود به بحث طراحی فیکسچر بوده، درحالیکه خود از محدودیت های طراحی فیکسچر نیز تاثیر می پذیرد. به گونه ای که بدون در نظر گرفتن احتیاجات نصب و قرار و فیکسچر به طور همزمان، دسترسی به یک طرح نصب و قرار مناسب امکان پذیر نیست. هدف این پایان نامه، طرح ریزی نصب و قرار و طراحی فیکسچر بطور همزمان و در یک سیستم ساختار یافته است. در مرحله اول، یک الگوریتم ابتکاری برای طرح ریزی نصب و قرار با توجه دقیق به صفحات مرجع در طراحی و ساخت ارائه شده است. در این الگوریتم، از دو مفهوم استفاده می شود که عبارت اند از: "سطوح کنترل" و "سطوح تأخر". الگوریتم پیشنهادی قادر است، علاوه بر تعیین نصب و قرار و ترتیب آن ها، صفحات مرجع موقعیت دهی برای مرحله طراحی فیکسچر را نیز تعیین کند. جهت توسعه و پیاده سازی الگوریتم حاضر، ماژولی نیمه خودکار و در ارتباط با کاربر در نرم افزار سالیدورکس و به وسیله کد نویسی در محیط نرم افزار ویژوال بیسیک ارائه گردید. بعد از تعیین نصب و قرار و انتخاب سطوح موقعیت دهی، اثرات خطاهای موجود در هر نصب و قرار مانند خطای استقرار قطعه کار در فیکسچر، خطای سطح موقعیت دهی و خطای گیره بندی بر ارضای تلرانس های هندسی قطعه کار مورد بررسی قرار گرفت. در هر یک از موارد سعی شد تا با استفاده از مدل های ریاضی فضای مختصاتی تئوری به فضای مختصات واقعی تبدیل گردد. از شبیه سازی و کار تجربی برای صحه سنجی مدل های پیشنهادی استفاده شد. در نهایت، عملکرد هر یک از مدل ها بر روی یک نصب و قرار نمونه بررسی شده و اثر آن بر روی تلرانس های هندسی مطالعه شد. واژه های کلیدی: طرح ریزی نصب و قرار، قطعات منشوری، طراحی فیکسچر، الگوریتم ژنتیک

با توجه به محدودیت¬های فرآیندهای ذوبی اتصال آلیاژ آلومینیوم 2024، در پژوهش حاضر از فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی استفاده شده است. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فرآیند نوینی جهت اتصال¬دهی آلیاژهای فلزی در حالت جامد می¬باشد که اخیرا به منظور اتصال فلزات غیرآهنی نظیر آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم کاربرد ویژه¬ای پیدا نموده است. در این روش جوشکاری سرعت چرخشی ابزار، سرعت پیشروی ابزار، فشار ابزار، زاویه انحراف ابزار و شکل هندسی پین ابزار تاثیر مهمی روی خواص و کیفیت جوش دارند. در تحقیق حاضر خواص کششی، رفتار شکست و ریزساختار اتصال ورق¬های با ضخامت mm 3 در سرعت¬های چرخشی و پیشروی گوناگون مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا سعی شد با جوشکاری¬های مقدماتی و تغییر در نسبت پارامترهای سرعت چرخش ابزار و سرعت جوشکاری محدوده پارامترهای لازم برای دستیابی به اتصال جوش مناسب از نظر ظاهری و بدون عیب تونلی معمول بدست آید. سپس تاثیر این متغیرها بر روی خواص مکانیکی اتصالات جوشی حاصل به کمک تست¬های سختی سنجی ، کشش و متالوگرافی بررسی شد. از ابزار با پین استوانه¬ای دارای رزوه و پین استوانه¬ای ساده در این پژوهش استفاده شد. ریزساختار توسط میکروسکوپ¬های نوری و الکترونی روبشی بررسی شد. آزمایش¬های کشش و سختی در عرض اتصال انجام گرفت. نتایج بیانگر آن است که اتصالات جوشی رفتار مکانیکی ضعیف تری نسبت به فلز پایه داشته اند. همچنین با کاهش نسبت سرعت چرخشی به پیشروی ابزار، خواص مکانیکی اتصالات جوشی افزایش و میزان ازدیاد طول کاهش پیدا می¬کند. مشاهدات ریزساختاری و نتایج ریزسختی در سطح فوقانی اتصال¬ها، نشان از ایجاد دانه¬های هم محور ریز و تبلور مجددیافته¬ای در ناحیه مرکزی جوش دارد که به مراتب از دانه¬های فلز پایه ریزتر است. همچنین بیشترین سختی در منطقه جوش در ناحیه nz است که سختی این منطقه حدودا hv 125 است. استحکام کششی نهایی و استحکام تسلیم با افزایش نسبت سرعت بهبود می¬یابد و بهترین ترکیب از این دو خاصیت در مقایسه با فلز پایه، در اتصال با سرعت چرخشی rpm1045 و سرعت پیشروی mm/min 100 با استفاده از ابزار دارای پین استوانه¬ای رزوه¬دار به دست آمد. با بهبود خواص کششی، محل شکست از ناحیه تلاطم جوش ( در نسبت سرعت¬های کمتر )، به ناحیه tmaz در سمت rs (در نسبت سرعت¬های بالاتر)، تغییر می¬کند. کلمات کلیدی: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، هندسه ابزار، سرعت دورانی و سرعت پیشروی

پنل های ساندویچی، ساختار هایی سبک، سفت و بادوام هستند که ساختن آن ها در داخل قاب های تکمیل شده ی آماده و همچنین اجزای پیچیده آسان می باشد. این پنل ها بر اساس اهداف خاصی می توانند طراحی شوند، ولی اساس و مزیت اصلی تمام پنل های ساندویچی، سفتی و مقاومت بالا برای وزن کم می باشد. در حال حاضر رویه ی پنل های مورد استفاده در ماهواره های ساخت داخل ، از جنس آلومینیوم می باشد. با توجه به اینکه وزن ماهواره یک عامل اساسی در میزان مصرف انرژی بوده و همچنین ازدیاد وزن باعث ایجاد محدودیت در طراحی وکارکرد می شود، باید در حد ممکن میزان وزن را کاهش داد تا بتوان راندمان خوبی از سیستم عملکرد ماهواره بدست آید. هدف اصلی در انجام پژوهش حاضر، رسیدن به یک توانایی برای پیش بینی دقیق رفتار پنل های ساندویچی در برابر شرایط مختلف می باشد. در مرحله بعد هدف دیگری مد نظر بوده که عبارتست از جایگزینی پنل ساندویچی با پوسته کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف کربن(cfrp) به جای پنل تمام آلومینیومی، به منظور رسیدن به نسبت استحکام به وزن بالاتر. در انجام پایان نامه حاضر، در ابتدا مطالعه ای پیرامون انواع ساختار پنل های ساندویچی، اجزای تشکیل دهنده و کاربرد این پنل ها صورت گرفته است. پس از ساخت نمونه ها و انجام آزمایش های مربوطه به-منظور دستیابی به توانایی پیش بینی رفتار پنل ها و همچنین جلوگیری از انجام آزمایش های هزینه بر، برای بررسی تغییر پارامترهای جدید، از نتایج شبیه سازی در نرم افزار abaqus و همچنین patran/nastran که نرم افزار اجزاء محدود تخصصی صنعت هوافضا می باشد نیز، استفاده شده است. با مقایسه نتایج بدست آمده از آزمایش های واقعی و مدل سازی، در نهایت به یک جمع بندی مناسب جهت پیش بینی رفتار پنل های ساندویچی رسیده و همچنین پنل با رویه کامپوزیتی مذکور نیز ساخته شده که در بیشتر آزمایش های انجام شده دارای نسبت استحکام به وزن بیشتر در مقایسه با پنل با رویه آلومینیومی می باشد.

استفاده از پانل های ساندویچی کامپوزیتی در ساخت شناورهای تندرو در سال های اخیر افزایش چشمگیری داشته است. مزیت اصلی استفاده از این نوع سازه ها نسبت استحکام به وزن بالای آن ها در برابر انواع بارهای جانبی می باشد و چون یکی از اهداف طراحان بایستی کاستن وزن سازه ای ضمن حفظ استحکام مورد نیاز به منظور افزایش سرعت شناور باشد، به این دلیل از این نوع سازه ها در ساخت شناورهای تندرو استفاده می شود. ساختار این سازه بدین ترتیب است که یک هسته با چگالی کم در وسط قرار می گیرد و در دو طرف آن دو پوسته نازک با سفتی بالا توسط چسب متصل می شود، به طوری که ضخامت این پوسته ها در مقایسه با ضخامت هسته بسیار کمتر است. این پروژه به منظور ارائه نتایج مربوط به نحوه طراحی لایه های پانل ساندویچی در یک شناور تندرو با استفاده از آیین نامه dnv و اجزا محدود تحت بارهای هیدرودینامیکی تعریف و اجرا شده است. نتایجی که در پایان به آن دست خواهیم یافت به صورت ماکزیمم تنش و جابجایی در لایه ها و مقایسه نتایج با حداکثر مقدار مجاز در نظر گرفته شده طبق آیین نامه خواهد بود، در ادامه نیز به بررسی نقش هسته ها در پانل های ساندویچی و همچنین تاثیر لایه گذاری در زوایای مختلف خواهیم پرداخت. بدنه شناور با استفاده از یک مدل سه بعدی در نرم افزار solid works طراحی شد و همچنین جانمایی عمومی شناور با توجه به نمونه های واقعی و مشابه انجام شد. بارگذاری های اعمال شده بر روی شناور به صورت استاتیکی و طبق استاندارد dnv انجام شد. در تمام این پروژه تلاش شد با حداکثر دقت ممکن شبیه سازی رفتار سازه ای شناور تحت بررسی انجام شود تا بتوان به صحت نتایج اطمینان داشت. با این وجود بعضی از شرایط غیر قابل مدلسازی در ساخت چنین سازه ای وجود دارد که به خطاهای محاسباتی و تحلیل سازه می افزایند. برای پوشش دادن به خطاهای احتمالی سعی شده است مدل ساخته شده در شرایط بدتر و بحرانی تر نسبت به مدل واقعی در نظر گرفته شود.

با توجه به اثرات منفی انتشار دی اکسید کربن در محیط زیست، توسعه فناوری های کارآمد برای حذف دی اکسید کربن مانند تماس دهنده غشایی با استفاده از جاذب آمینی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق، غشاهای پلی سولفونی تخت و متخلخل با استفاده از فرآیند وارونگی فازی سنتز گردیدند. در سنتز این غشاها، پلی وینیل پیرولیدون به عنوان افزودنی به محلول پلیمری اضافه شده است. همچنین غلظت های متفاوت پلیمر در سنتز غشاها در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی ساختار غشاهای سنتز شده از آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و اندازه گیری زاویه تماس استفاده شده است. آزمایش های جذب فیزیکی با استفاده از جاذب آب دیونیزه و جذب شیمیایی توسط جاذب های آمینی مونواتانول آمین و دی اتانول آمین در تماس¬دهنده انجام گردیدند. نتایج شکل شناسی غشاها مشخص نمود غشای پلی سولفونی دارای افزودنی پلی وینیل پیرولیدون، دارای ساختار انگشتی مانند و غشای بدون افزودنی دارای ساختار ریزحفره می باشند. نتایج آنالیزهای مختلف انجام شده حاکی از آنست که با افزودن پلی وینیل پیرولیدون، زبری سطح و تخلخل غشا افزایش یافته و آبگریزی تغییر چندانی ننموده است. این خواص مناسب باعث بهبود عملکرد جذب دی اکسید کربن غشای دارای افزودنی نسبت به غشای بدون افزودنی شده است به¬طوری¬که در دبی 12 میلی¬لیتر بر دقیقه با استفاده از آب دیونیزه، شار جذب دی¬اکسید کربن غشای دارای افزودنی 2/46 برابر شار جذب دی¬اکسید کربن غشای بدون افزودنی می¬باشد. همچنین نتایج ارزیابی غشاهای سنتز شده با غلظت های متفاوت پلیمر نشان می دهد با کاهش غلظت پلیمر در محلول پلیمری، زبری سطح، تخلخل، اندازه حفرات و آبگریزی غشا افزایش یافته و باعث بهبود عملکرد غشا می گردد. در این تست، با استفاده از آب دیونیزه در دبی 9/7 میلی لیتر بر دقیقه مشاهده گردید شار جذب دی اکسید کربن غشای پلی سولفونی 16 درصد نسبت به شار جذب دی اکسید کربن غشای پلی سولفونی 18 درصد، 117 درصد افزایش یافته است. تاثیر پارامترهای دبی فاز گاز، دبی فاز مایع، غلظت جاذب و نوع جاذب در آزمایش های جذب دی اکسید کربن بررسی شده است. با افزایش دبی فاز مایع حین استفاده از آب دیونیزه و جاذب های آمینی، میزان انتقال جرم دی اکسید کربن افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد با استفاده از مخلوط گازی نیتروژن و دی اکسید کربن و جاذب آمینی در تماس دهنده غشایی، با افزایش دبی فاز گاز، شار جذب دی اکسید کربن افزایش یافته است. علاوه بر این، افزایش غلظت جاذب نیز باعث افزایش شار جذب شیمیایی دی اکسید کربن شده است. در نهایت، مقاومت های انتقال جرم در هر دو حالت بررسی شده و سهم هر یک از آن ها در مقاومت کلی انتقال جرم محاسبه شده است.

مشکلات استفاده از انرژی های فسیلی مانند عدم تجدید پذیری، در دسترس نبودن و مشکلات زیست محیطی بشر را به فکر استفاده از انرژیهای نو انداخت. یکی از راهکارها، استفاده از انرژی هیدروژن و تبدیل آن به الکتریسیته توسط پیل سوختی است. اما به واسطه تغییرات وسیع بار مورد نیاز، ممکن است پیل سوختی توانایی پاسخ دهی مناسب را نسبت به بار درخواستی نداشته باشد که از این رو عموماً به صورت هیبرید به کار میرود. در حال حاضر غالباً هیدروژن مورد نیاز پیل سوختی توسط مخازن تحت فشار حمل و تأمین میشود که این امر خود دارای مشکلاتی از قبیل محدودیت هیدروژن ذخیره سازی شده و مسائل ایمنی میباشد. جهت برطرف کردن این موانع، در این پژوهش یک سامانه تولید هیدروژن آنی از واکنش آلومینیوم با آب در محیط بازی طراحی و ساخته شد. این سامانه توانست استفاده از محلول سدیم هیدروکسید با غلظت 10 مولار هیدروژن مورد نیاز پیل سوختی را با نرخ متوسط 8.7 لیتر استاندارد بر دقیقه تولید نماید. مقدار کل هیدروژن تولید شده با استقاده از 600 گرم آلومینیوم اولیه 747 لیتر بوده است که با توجه به این امر و مقدار هیدروژن قابل تولید از مقدار آلومینیوم استفاده شده، بازده تولید تقریباً 87% خواهد شد. سپس با استفاده از پیل سوختی و یک مجموعه باتری 16 ولت یک مدار هیبریدی سازی ساده طرح ریزی و اجرا شد و هیدروژن تولیدی توسط پیل سوختی پلیمری به انرژی الکتریکی تبدیل شده و با قرار گرفتن در مدار هیبریدی مورد استفاده قرار گرفت. مصرف کننده نیز یک الکترولود بودهاست که در مود توان ثابت توسط دادههای مربوط به یک خودروی واقعی، توان مصرفی یک وسیله نقلیه در آن شبیه سازی شد. مشاهده شد که این مجموعه هیبرید به خوبی میتواند نیاز مصرف کننده به توان را تأمین سازد و نسبت به تغییرات بار و بالاتر رفتن توان درخواستی از توان قابل تولید توسط پیل سوختی، واکنش مناسبی را بروز میدهد.

فیکسچر ها ابزاری برای نگهداری قطعه در شرایط خاص نسبت به ابزار برشی به طور سریع و دقیق می باشند که طراحی آنها نیاز به تجربه و تخصصی ماشینکاری دارد در این تحقیقبه دنبال طراحی سیستمی نرم افزاری جهت طراحی فیکسچر های فرزکاری برای قطعات منشوری به کمک کامپیوتر می باشد که پس از دریافت مدل سه بعدی قطعه کار و اطلاعات ولیه از کاربر اقدام به انتخاب اجزا و طراحی ابعاد آن نموده و سر انجام مدل مونتاژی آن در نرم افزارسالیدورکس ایجاد می شود.

در فرایند شکل دهی دمشی ابرمومسان ورق، از فشار گاز در دمای بالا برای انبساط ورق فلزی به درون حفره قالب و در نتیجه شکل دهی آن استفاده می شود. این فرایند به صورت کششی است، در نتیجه تغییرات زیادی در ضخامت قطعه رخ می دهد. یکی از روش های کنترل کاهش ضخامت، استفاده از پیش فرم در فرایند دمش دو مرحله ای است. مشکل عمده روش پیش فرم دهی چگونگی محاسبه شکل پیش فرم است. با وجود مقالات متعدد در رابطه با طراحی پیش فرم در سایر فرایند های شکل دهی، در مورد طراحی قالب پیش فرم برای شکل دهی ابرمومسان روشی ارایه نشده است. هدف از این پژوهش طراحی پیش فرم در فرایند شکل دهی ابرمومسان ورق جهت بهبود توزیع ضخامت است. برای این منظور از آزمایش های تجربی، روش های تحلیلی و شبیه سازی عددی استفاده شده است. برای این منظور در ابتدا یک مدل تحلیلی برای طراحی قالب پیش فرم قطعات مخروطی ارایه شده است. سپس بر اساس روش انالیز حساسیت یک روش برای طراحی قالب پیش فرم به کمک شبیه سازی در نرم افزار abaqusارایه شده است. در ادامه تاثیر پارامترهای مختلف قالب نهایی مخروطی شکل بر شکل قالب پیش فرم بررسی شده است. در انتها با توجه به نتایج بدست آمده، با کمک شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک، قالب پیش فرم بهینه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که نتایج شبیه سازی و تجربی تطابق خوبی با هم دارند. مدل تحلیلی ارائه شده برای یافتن شکل تقریبی قالب پیش فرم قطعات مخروطی به خوبی عمل می کند. همچنین نتایج آنالیز حساسیت نشان می دهد که قالب پیش فرم برای قطعات مخروطی سه منطقه اصلی دارد: یک برآمدگی که ضخامت گوشه قطعه را کنترل می کند. حفرهای داخلی و خارجی که به ترتیب ضخامت کف و دیواره قطعه نهایی را کنترل می کنند. بررسی اثر پارامترهای هندسی قالب نهایی نشان می دهد که، تغییر زاویه و عمق قالب تاثیر زیادی بر شکل قالب پیش فرم دارد. ضریب اصطکاک بین قالب نهایی و ورق بر شکل قالب پیش فرم اثر کمی دارد. با افزایش قطر گرده اولیه مقدار کمینه ضخامت را می توان افزایش داد. نتایج بهینه سازی به کمک الگوریتم ژنتیک نشان می دهد که طراحی قالب پیش فرم یک مسئله با چند جواب است. با وجود چند جوابه بودن مسئله، حساسیت توزیع ضخامت نهایی به شکل قالب پیش فرم زیاد است. و تغییر کمی در قالب پیش فرم بر توزیع ضخامت اثر زیادی دارد. چند جوابه بودن مسئله باعث انعطاف پذیری بیشتر فرایند طراحی پیش فرم می شود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

پیل های سوختی ترکیب پیچیده ای از فرآیندهای مختلفی می باشند که در درون آن اتفاق می افتد. انجام آزمایش تحت شرایط عملیاتی متفاوت همراه با مدلسازی ریاضی برای بهینه سازی عملکرد و به حداکثر رساندن توان آن امری ضروری می باشد. در این پایان نامه عملکرد یک تک سل پیل سوختی پلیمری (متانولی و ئیدرو‍ژنی ) به طور تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. تک سل هیدرو‍ژنی ساخته شده به ابعادcm 5 5 تک سل متانولی به ابعاد cm 10 10 به دستگاه تست موجود در مرکز پژوهشی پیل سوختی دانشگاه نوشیروانی بابل متصل شده و عملکرد ولتاژ-جریان آن تحت شرایط عملیاتی مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. سپس یک مدل نیمه تجربی واحد به منظور پیش بینی رفتار پیل های سوختی متانولی و هیدروژ‍ نی ارائه گردید که بخوبی با داده های آزمایشی انطباق داشته است. سپس یک مدل مکانیزمی شبه دو بعدی انتقال جرم در دمای ثابت برای تعیین عملکرد پیل توسعه داده شده که از تلفیق مدل های انتقال جرم در اجزاء پیل سوختی شامل مجرای جریان ،لایه نفوذی گاز، لایه کاتالیستی و غشاء بدست آورده شد. مدل با استفاده از پارامترهای موجود در منابع علمی برای پیش بینی رفتار آن مورد آنالیز حساسیت قرار گرفت که نشان دهنده این است که با توجه به دقت موجود در پارامترهای گزارش شده توافق خوبی با داده های تجربی داشته است.

تنوع بالای قطعات با تعداد تولید کم، از مشخصات عمده کارگاههای قطعه سازی است. با توجه به انعطاف پذیری تولید ( فرایندهای تولید متنوع– ماشین های متفاوت )، امکان ایجاد برنامه های تولیدی مختلف در یک سیستم تولیدی وجود دارد. کاهش هزینه های تولید با مدیریت منابع تولید، یکی از اساسی ترین مسائل سیستم های تولیدی صنعتی است. مسئله برنامه ریزی تولید یک مجموعه قطعه، با امکان دسترسی به ماشین های متعدد، یکی از شناخته شده ترین مسائل بهینه سازی مورد توجه در دهه های اخیر است. وابستگی دو تابع برنامه ریزی فرایند و زمان بندی سبب بالا رفتن پیچیدگی بهینه سازی می شود. به علت پیچیدگی بالای مسئله ، روشهای متداول بهینه سازی قادر به حل آن نیستند و همین امر منجر به استفاده از الگوریتم ژنتیک شده است. در این تحقیق، یک روش برای استخراج پروسه تولید و ترتیب انجام عملیاتها برای یک مجموعه قطعات بر روی هر ماشین در یک کارگاه معین با منابع مشخص از قبیل ماشین و ابزار با هدف کاهش زمان تولید کل مجموعه، پیشنهاد شده است. یک مثال عملی برای یک مجموعه جهت مقایسه با سایر الگوریتم های موجود ارائه شده است. نتایج بیانگر آن است که روش پیشنهادی زمان تولید را حدود پانزده الی بیست در صد کاهش می دهد.

در سال 1831 میلادی پس از کشف پدیده اندوکسیون الکترومغناطیسی، اولین وساده ترین ماشین الکتریکی ساخته شد. موتورهای الکتریکی برای تغذیه و راه اندازی بسیاری از وسایلی که در زندگی روزمره استفاده می شود، بکار می روند. از جمله انواع درایو دیسک در رایانه، ماشین های لباسشویی، آسانسورها، صنایع نورد فولاد و آلومینیوم (در بخش غلطک ها). برای کاربردهای سرعت پائین، استفاده از موتورهای آهن ربای دائم نیاز به جعبه دنده را که در ماشین های القائی استاندارد غیرقابل اجتناب است، حذف می کند. جعبه دنده ها به مرور زمان دچار فرسایش و شکستگی شده و تعمیر آن ها هزینه به کاربران تحمیل می کند. همچنین در حین کار، علاوه بر ایجاد نویز صوتی، بخشی از توان مکانیکی موتور را نیز تلف می کنند. در کاربردهای خاص که منابع انرژی محدود و زمان عملیات دارای اهمیت بالائی است، استفاده از موتورهائی با راندمان بالا و نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری، کاربرد بیشتری را خواهند داشت. در این پایان نامه به بررسی طراحی و ساخت یک نمونه موتور جریان مستقیم آهن ربای دائم بدون جاروبک با توان 300 وات و سرعت 220 دور بر دقیقه پرداخته شده است. این پایان نامه، ابتدا در مورد انواع مختلف پیکربندی-های موجود برای این نوع کاربرد و مواد قابل استفاده برای اجزاء مختلف موتور بحث شده و با توجه به امکانات در دسترس نوع موتور و جنس های مختلف برای هر بخش از آن با ذکر دلیل، انتخاب شده است. بخش دوم این پایان-نامه به بررسی نحوه طراحی این گونه موتورها می پردازد. در این بخش ابتدا روابط و معادلات حاکم برای بخش های مختلف موتور از قبیل آهن رباها، تعداد فازها، شیارها و قطب ها، نحوه بارگذاری الکتریکی، پارامترهای هندسی، تلفات، راندمان و غیره مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و در انتها با ارائه روشی کلی، محاسبات مربوطه برای طراحی موتور مورد نظر صورت پذیرفته است. بخش سوم، آنالیز حرارتی و الکترومغناطیسی موتور را مورد بررسی قرار می دهد و با توجه به نتایج بدست آمده از آنالیزهای صورت گرفته، نحوه عملکرد موتور بررسی شده و طراحی موتور مورد بازبینی قرار گرفته است. بخش بعدی پایان نامه در مورد روش راه اندازی و نحوه کنترل سرعت موتور بحث می-کند. در این بخش موتور به صورت مدلی ریاضی شبیه سازی شده با توجه به نوع کاربرد، سیستم کنترلی برای آن تعریف شده است. بخش انتهایی پایان نامه، ساخت اجزاء موتور و درایو را مورد بررسی قرار داده و نتایج آزمایشات عملی را با نتایج حاصل از شبیه سازی ها مقایسه کرده است. در این بخش به بررسی قسمت های مختلف موتور پرداخته شده و نحوه ساخت آن قسمت ها به همراه فرایندهایی که برای به دست آوردن آن قطعه صورت پذیرفته از جمله تهیه قالب برای ایجاد شیارهای استاتور توضیح داده می شود. مقادیر بدست آمده برای مقاومت و اندوکتانس، نشان دهنده ساخت و مونتاژ مناسب موتور می باشد. مقدار راندمان و توان موتور در سرعت مبنا برای موتور نمونه با حل شبیه سازی و حل تحلیلی دارای تطابق مناسبی می-باشد، همچنین گشتاور نسبت به جریان برای موتور نمونه به صورت خطی تغییر کرده که عملکرد صحیح موتور را نشان می دهند.

در این پایان نامه مدل میانگین فضای حالت برای اینورتر منبع امپدانس بکار گرفته شد و با مقایسه عملکرد این مدل و مدل مداری و تأثیر افت ولتاژ بر آنها مشخص گردید که با استفاده از مدل میانگین و خطی سازی آن حول نقطه کار , می توان دید مناسبی از کنورتور جهت طراحی جبرانساز و کنترل کننده مورد نیاز در کاربردهای مختلف نظیر پیل سوختی داشت. نتایج بدست آمده نشان داد که در صورت کنترل مناسب ولتاژ خازن شبکه امپدانس , می توان خروجی اینورتر منبع امپدانس را بگونه ای کاملاً مناسب کنترل نمود. مدل پیشنهادی به پاسخ گذرای خوبی نسبت به مدل مداری دست یافته است. جریان سلف شبکه امپدانس در این مدل بر خلاف نتیجه حاصل از مدل مداری نوسانات کمتری دارد و در زمان کمتری به حالت پایدار خود می رسد. در ادامه دو روش کنترل حداکثر تقویت و حداکثر تقویتی با ضریب وظیفه shoot through ثابت , به همراه تزریق هارمونیک سوم , برای اینورتر منبع امپدانس سه فاز ارائه شده است. تنش ولتاژ در روشهای ارائه شده نسبت به روش کنترل تقویتی ساده خیلی کمتر شده است. به این معنی که برای تجهیزات معین , اینورتر قادر خواهد بود تا به بهره ولتاژ بالاتری دست یابد. در نتایج شبیه سازی کاملاً واضح است که روشهای پیشنهادی حداکثر تقویتی با ضریب وظیفه shoot through ثابت و حداکثر تقویتی با ضریب وظیفه shoot through ثابت همراه با تزریق هارمونیک سوم , ریپل مربوط به فرکانس خط را حذف می کنند و این مسئله باعث می شود که بتوان مولفه های شبکه امپدانس را کوچکتر انتخاب نمود که این امر در بسیاری از کاربردها به صرفه و مفید خواهد بود. نتایج حاصل از شبیه سازی با نرم افزار matlab بیانگر قابلیت مناسب طرح های ارائه شده می باشد.

رشد روزافزون استفاده از منابع تجدیدناپذیر فسیلی، محدودیت این منابع و مشکلات زیست محیطی ناشی از بکارگیری آنها سبب توجه جدی جهانیان به تنوع بخشی و بهره گیری از منابع جدید انرژی با استفاده از روش های پایدار، ایمن و سازگار با محیط زیست شده است. دانش و تکنولوژی پیل سوختی طی دو دهه اخیر رشد سریعی داشته چراکه یک روش کارامد جهت تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی بشمار می رود. پیل سوختی غشاء پلیمری که در آن هیدروژن طی واکنش شیمیایی با اکسیژن به الکتریسیته و حرارت تبدیل می شود، یکی از بهترین گزینه های تولید انرژی الکتریکی در آینده محسوب می گردد. هدف از این پژوهش طراحی و ساخت توده پیل سوختی پلیمری و بررسی تاثیر پارامترهای دما و نوع گازهای واکنش دهنده بر روی عملکرد آن می باشد. در این پژوهش در ابتدا به بررسی انواع پیلها و ترمودینامیک حاکم بر پیل پرداخته شده و سپس اجزاء سازنده پیل و طرح های مختلف کانالهای توزیع جریان مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر پارامترهای دما و نوع گازهای واکنش دهنده بر عملکرد توده پیل سوختی بصورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات بر روی توده پیل سوختی 10 سلولی با سطح فعال 60 سانتی مترمربع انجام شده است. نتایج حاصل از آزمایشات بصورت نمودار پلاریزاسیون تاثیر پارامترهای دما ونوع گازهای واکنش دهنده برعملکردومحدوده کارکرد بهینه پیل را نشان می دهند. آزمایشات نشان دادند بدلیل ضخامت کم غشاء مورد استفاده و عدم مرطوب سازی آن، افزایش دمای توده پیل سوختی از 30 درجه سانتیگراد تا 60 درجه سبب خشک شدن غشاء، ناپایداری و عملکرد نامطلوب آن شده است. همچنین استفاده از اکسیژن خالص بجای هوا بدلیل کاهش افت ولتاژ غلظتی سبب بهبود عملکرد پیل شده بطوریکه بازده پیل بطور میانگین 10% افزایش یافته است و برای رسیدن به بازده 40% ، پیل سوختی می بایست درولتاژ حدود 7/5 ولت کارکندکه تحت این شرایط چگالی توان پیل265 ma/cm^2 می باشد.