نام پژوهشگر: جواد مرزبان راد

تحلیل نیرویی قالب و پرس در ساخت پنل های خودرو
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علم و صنعت ایران - دانشکده مهندسی مکانیک 1385
  محمود فیض آبادی   جواد مرزبان راد

استفاده از روش های عددی و شبیه سازی این امکان را فراهم می آورد که قبل از ساخت قالب ارزیابی مناسبی از روند کار انحام پذیرد. این مطالعه باعث می شود با توجه به قالب ، پرس مناسب با نیروی کافی طراحی و انتخاب شود که منجر به کاهش هزینه و جلوگیری از سعی و خطای عملی خواهد شد. لذا در این پروژه رفتار ورق و نیروی اعمال شده به پرس در عملیات کشش عمیق مورد مطالعه قرار گرفته است. روابط تجربی در تعیین میزان نیروی پرس دراین فرایند مرور شده و مدل ساده شده یکی از پنل های خودرو با روش اجزاء محدود شبیه سازی شده است. به همین منظور پس از بررسی قطعات گوناگون و با توجه به امکانات موجود، قطعه کف صندوق خودروی samand را برای تحلیل انتخاب گردید. مدل سازی هندسی و اجزاء محدود فرایند با کمک دو نرم افزار catia v5.r14 و ansys 90 صورت گرفته است. به طوری که مدل cad شامل سنبه، ماتریس، ورقگیر و ورق از نرم افزار catia وارد نرم افزار ansys شده و تحلیل اجزاء محدود آغاز می گردد. مدل انتخاب شده جهت اطمینان از صحت روند شبیه سازی بر طبق مقاله ارایه شده توسط duchene و habraken می باشد. در این مقاله نویسندگان فرایند کشش عمیق یک نمونه ورق را به روش اجزاء محدود مدل نموده اند و تاثیر پارامترهای مختلف را در این فرایند بررسی کرده اند. که در انتهای پروژه نتایج بدست آمده از شبیه سازی این مدل در نرم افزار ansys با نتایج آزمایش و مدل مورد استفاده در مقاله مقایسه شده و علل وجود خطا و کارایی مدل استفاده شده بررسی می گردد. در این پروژه تاثیر عوامل سرعت سنبه، ضریب اصطکاک، نیروی ورق گیر، ضخامت ورق، میزان لفی قالب و جنس ورق مورد استفاده بر نیروی اعمال شده از طرف قالب بر پرس مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است و نتایج موجود با اطلاعات عملکرد واقعی قالب در شرکت ایران خودرو مقایسه شده است.

ارزیابی خستگی جوش تحت بارگذاری چند محوره با مدل سازی فرایند جوش و کاربرد آن در خودرو
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علم و صنعت ایران - دانشکده مهندسی خودرو 1386
  محمد باطنی   جواد مرزبان راد

دراین پروژه تحلیل خستگی و محاسبه تنش های پسماند ناشی از عملیات جوشکاری بر روی سیستم تعلیق میله پیچشی یک خودرو انجام شده است. میله پیچشی، یک نوع سیستم تعلیق نیمه مستقل است که معمولا به عنوان مکانیزم سیستم تعلیق در خودروهای ارزان قیمت کلاس b استفاده می شود. برای تحلیل خستگی، پس از مش بندی و تهیه مدل اجزای محدود و تحلیل مودال اولیه، ابتدا یک تحلیل استاتیکی انجام شده است تا بحرانی ترین ناحیه قطعه مشخص شود. سپس تحلیل دینامیکی با ورود جاده که یک ورودی اتفاقی است انجام شده تا اطلاعات تنش برحسب زمان بدست آید. این اطلاعات تنش بر حسب زمان به عنوان ورودی سیکل های خستگی برایکد نوشته شده در پروژه استفاده شده است. در کد مذکور، سیکل های خستگی به روش رین فلو سیکل شماری شده و سپس، خستگی حاصل از آن با معیار طراحی خستگی safe-life design و روش تنش-عمر محاسبه می شود. در بخش شبیه سازی فرایند جوشکاری که خود، شامل دو قسمت می باشد، برای بدست آوردن تنش های پسماند ناشی از عملیات جوشکاری، ابتدا حرارت ورودی از مشعل جوشکاری به نودهای مورد نظر وارد شده است نا توزیع دمای حاصل از آن مشخص شود. در مرحله بعدی با استفاده از توزیع دما بدست آمده در یک تحلیل مکانیکی-حرارتی، تنش های پسماند بدست آمدند. نتایج تحلیل خستگی نشان داد که برای این قطعه باید فولاد با استحکام بالا در حدود 1100 mpa استفاده شود و چون فولادهای باستحکام بالا نسبت به ایجاد ترک، حساسند بایستی پروسه و شرایط جوشکاری این قطعه به دقت انتخاب شود. همچنین با توجه به نتایج تحلیل حرارتی، چون با در نظر گرفتن شرایط مرزی داده شده قسمت هایی از قطعه وارد ناحیه پلاستیک می شود پس لازم است که شرایط، بهینه شده و همچنین تست های غیر مخرب لازم بر روی قطعه انجام شود.

طراحی کنترل پیش بین بهینه سیستم تعلیق فعال برای مدل کامل خودرو
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1380
  جواد مرزبان راد   یوسف حجت

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