دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Comparison of Estimated Performance of Soft Computing in Predicting Compressive Strength of Recycled Concrete مقایسه عملکرد تخمینی محاسبات نرم در پیش‌بینی مقاومت فشاری بتن بازیافتی 13 34 141108 10.48301/kssa.2021.292706.1597 FA سید رضا سلیم بهرامی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران. 0000-0002-8208-6287 Journal Article 2021 07 07 Construction waste is one of the most important environmental concerns in the world. Iran is not an exception to this concern and more than 20 million tons of construction waste is produced annually in Tehran alone. To overcome this, researchers suggest recycling concrete and reusing it for construction and non-construction purposes. The aim of this paper was to predict the compressive strength of 28-day concrete with recycled aggregate using support vector machines (SVM) and multiple linear regression (MLR). Training and experimental data were developed for the development of the SVM model using 124 existing datasets from 11 published references. In the modeling process, an optimal network is considered to have the lowest mean square error and the highest correlation coefficient. Therefore, to evaluate the efficiency of the proposed model, the method of backup vector machines was compared with the method of multiple linear regression using the k-fold cross validation method. The results of comparing two 28-day compressive strength prediction tools including support vector machines and multiple linear regression using k-fold cross validation technique showed that support vector machines performed better compared to multiple linear regression method. Therefore, the support vector machine method can be mentioned as an effective method for predicting the 28-day compressive strength of recycled concrete. از زباله‌های ساختمانی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین نگرانی‌های زیست‌محیطی در جهان می‌توان نام برد. این نگرانی در ایران نیز مستثنا نبوده و سالانه بیش از 20 میلیون تن مواد زائد ساختمانی در تهران تولید می‌شود. برای برون‌رفت از این اتفاق، محققان بازیافت بتن و استفاده مجدد آن در مصارف ساختمانی و غیرساختمانی را پیشنهاد می‌دهند. این مقاله با هدف پیش‌بینی مقاومت فشاری بتن 28 روزه با سنگ‌دانه بازیافتی با استفاده از روش ماشین‌های برداری پشتیبان (SVM) و رگرسیون خطی چندگانه (MLR) انجام‌شده است. داده‌های آموزش و آزمایش برای توسعه مدل SVM با استفاده از 124 مجموعه داده موجود از 11 مرجع منتشرشده، تهیه ‌شده است. در فرایند مدل‌سازی، شبکه‌ای بهینه محسوب می‌شود که هم‌زمان با داشتن بالاترین ضریب همبستگی، کمترین میانگین مربعات خطا را نیز دارا باشد؛ از این رو ارزیابی کارایی مدل پیشنهادی، روش ماشین‌های برداری پشتیبان را با روش رگرسیون خطی چندگانه با استفاده از روش K-fold cross validation مقایسه شد. نتایج مقایسه دو ابزار پیش‌بینی نشان داد که ماشین‌های برداری پشتیبان از عملکرد مطلوب‌تری به نسبت روش رگرسیون خطی چندگانه برخوردار است. به همین دلیل می‌توان از روش ماشین‌های برداری پشتیبان به‌عنوان یک روش مؤثر برای پیش‌بینی مقاومت فشاری 28 روزه بتن بازیافتی نام برد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_141108_f776e79bfef1e964eb2022fb0b11aba0.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Statistical Analysis of the Skirted Ring Footings Located on Sandy Soil تحلیل آماری پی‌‌های رینگی تقویت‌شده با دیواره قائم مستقر بر خاک‌‌های ماسه‌ای 35 58 151560 10.48301/kssa.2022.330537.2019 FA رامین ولی عضو هیات علمی، گروه مهندسی عمران،‌ دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-6096-8334 محمود پارسامنش استادیار، گروه ریاضی،‌ دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-6771-7167 Journal Article 2022 02 22 In this paper, the increased bearing capacity of the circular and ring footings in sandy soil was investigated. Therefore, vertical skirts were used to increase the bearing capacity of the footing. In this regard, axisymmetric numerical modeling was performed using the lower and the upper bounds of the <em>Finite Element Limit Analysis</em> (FELA). More than 1,000 simulations were performed using Optum^G2 software to ensure accurate results. The impact of different parameters on the bearing capacity of the ring footing was studied by considering structural and geotechnical parameters. The factors included the soil's internal friction angle, interaction coefficient between the footing and the soil, radius ratio of the ring footing, and vertical skirt length. Dimensionless design charts were used to present the research results. Additionally, statistical analysis was employed to derive a nonlinear regression equation for calculating the bearing capacity of the ring footings. در این مقاله، افزایش ظرفیت باربری پی دایره‌ای و رینگی مستقر بر روی خاک ماسه‌ای بررسی شده است. بنابراین به‌منظور نیل به این هدف، از دیواره‌های تقویت‌کننده‌ قائم برای افزایش ظرفیت باربری شالوده، استفاده شده است. در این راستا، ‌مدل‌سازی عددی به‌صورت تقارن محوری و برپایه‌ تحلیل حدی المان محدود و با درنظر گرفتن حد پایین و حد بالا انجام شده است. برای دستیابی به نتایج دقیق، بیش از هزار ‌مدل‌سازی در فضای نرم‌افزاری Optum^G2 انجام شده است. برای بررسی تأثیر تغییرات ایجاد شده بر ظرفیت باربری پی رینگی، پارامترهای سازه‌‌ای و ژئوتکنیکی مدنظر قرار گرفته است. این عوامل شامل زاویه‌ اصطکاک داخلی خاک، ضریب تماسی سازه و خاک، نسبت‌‌های شعاعی متفاوت در پی رینگی و طول دیواره‌ تقویت‌کننده‌ قائم‌ می‌باشند. نتایج حاصل از پژوهش، به‌صورت نمودارهای بی‌بعد شده‌ طراحی، ارائه شده است. همچنین با استفاده از تحلیل‌‌های آماری، رابطه‌ رگرسیون غیرخطی به‌منظور محاسبه‌ مقادیر ظرفیت باربری در پی رینگی، پیشنهاد شده است. https://karafan.tvu.ac.ir/article_151560_ca1c0175e1fde63d93782a9cac04e85f.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Experimental Study of the Effect of Polypropylene Fiber on Mechanical Properties of Lime and Cement Stabilized Soil مطالعه آزمایشگاهی تأثیر الیاف پلی‌پروپیلن بر پارامترهای مقاومتی خاک تثبیت شده با آهک و سیمان 59 81 136376 10.48301/kssa.2021.278961.1449 FA محمد مصطفی جعفری عضو هیات علمی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-9945-3709 محمدحسین باقری‌پور استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران. مسعود لک‌زاده کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-4826-0747 Journal Article 2021 04 14 12 groups of soil samples were prepared with various percentage of PP-fiber content (i.e. 0.0%, 0.4%, 1%, 1.7% and 2.5% by weight of soil), cement (i.e. 0% and 4% by weight of soil) as well as lime (0% and 3% by weight of soil) to study the effect of PP-fiber on mechanical behaviour and strength of non-stabilized and stabilized clayey soil with cement and lime. The unconfined compression tests were carried out on samples that were cured at 30°C and kept for 14 and 28 days in oven. The test results showed that inclusion of fiber reinforcement in stabilized and non-stabilized clayey soil mixtures caused an increase in the unconfined compressive strength (UCS) and failure strain. However, such effects were much more evident in stabilized samples when compared with those of non-stabilized samples. Furthermore, maximum unconfined compressive strength of samples was obtained at an optimum percentage of fiber content of 0.4%. The results indicated that the existence of fiber in specimens decreased the stiffness of samples, caused more ductile behaviour and loss of post-peak strength. The interactions at the interface between fiber and soil matrix were studied by using Scanning Electron Microscopy (SEM). The results demonstrated that the friction and bound strength between fiber surface and soil were significantly effective in changing the mechanical behaviour of soil. به‌منظور مطالعه تأثیر الیاف پلی‌پروپیلن بر رفتار مکانیکی و پارامترهای مقاومتی خاک رس تثبیت‌نشده و تثبیت‌شده با سیمان و آهک نمونه‌هایی در دوازده گروه مختلف با درصدهای مختلف الیاف پلی‌پروپیلن شامل 0 درصد، 0/4 درصد، 1/0 درصد، 1/7 درصد و 2/5 درصد (درصدی از وزن خاک خشک)، 0 درصد و 4 درصد سیمان 0 درصد و 3 درصد آهک ساخته شد. پس از عمل‌آوری نمونه‌ها به مدت 14 و 28 روز در گرمکن با دمای 30 درجه سانتی‌گراد، آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری روی آنها صورت پذیرفت. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که وجود الیاف مسلح‌کننده در طرح اختلاط خاک رس تثبیت‌شده و تثبیت‌نشده، سبب افزایش مقاومت فشاری تک‌محوری و نیز کرنش گسیختگی گردیده است و این تأثیر در نمونه‌های تثبیت‌شده نسبت به نمونه‌های تثبیت‌نشده بیشتر است. همچنین مقدار الیاف بهینه که سبب بیشترین مقاومت فشاری تک‌محوری نمونه‌ها شده معادل 0/4 درصد برآورد گردیده است. همچنین نتایج نشان داد وجود الیاف، سبب کاهش مدول الاستیسیته در نمونه‌ها، شکل‌پذیرتر شدن رفتار آنها و مقاومت بیشتر بعد از گسیختگی (تنش تحملی توسط مصالح در کرنش­‌های بیشتر از کرنش متناظر با گسیختگی آنها نسبت به نمونه­‌های فاقد الیاف یا دارای میزان الیاف کمتر، بیشتر می‌شود) گردیده است. اندرکنش بین سطوح الیاف با جسم خاک به‌وسیله عکس‌برداری الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج نشان داد اصطکاک و مقاومت ایجاد شده بین سطوح الیاف و خاک، عامل اصلی تغییر در راستای بهبود رفتار مکانیکی خاک است. https://karafan.tvu.ac.ir/article_136376_1e7315a31bc800e90ec22cdf81497c3b.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Compressive Behavior and Durability of Concrete Containing Waste Aggregates as A Replacement of Coarse Aggregates and Marble Powder as a Replacement of Cement رفتار فشاری و دوام بتن حاوی سنگ‌دانه‌های ضایعاتی جایگزین درشت‌دانه و پودرسنگ مرمر جایگزین سیمان 83 105 147492 10.48301/kssa.2022.314386.1831 FA سید محمدرضا حسنی دانشجوی دکترای، گروه سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران. 0000-0001-6586-8781 مهدی نعمت‌زاده دانشیار، گروه سازه، دانشکده مهندسی و فناوری، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران. 0000-0002-8065-0542 Journal Article 2021 11 16 Green concrete can be produced as environmentally friendly concrete using recycled materials. In this study, the compressive and endurance behavior of green concrete containing waste aggregates as a replacement to coarse (gravel) and cement-replaced marble powders was evaluated experimentally. In the present research, 10 mix designs in addition to the control sample mix design were constructed and compared. The main variables included the volume percentage of waste aggregates as replacement sand with percentages of 0, 25, 50 and 100, and the volume percentage of marble powder as replacement cement with percentages of 0, 10 and 20. Compressive strength at 28 days and water absorption percentage and density tests were performed to evaluate the endurance of concrete. According to the results, gravel substitute waste stone had a negative effect and cement substitute marble powder had a positive effect on the compressive strength of concrete. By replacing gravel with 100% waste stone, approximately 49% reduction in strength was observed compared to the control sample, and by replacing cement with 10% marble powder, approximately 13.4% increase in resistance was observed compared to the control sample, demonstrating the minimum and maximum changes in compressive strength of concrete compared to the control test, respectively.<strong> </strong> بتن­‌های سبز به‌عنوان بتن‌­های دوست‌دار محیط‌زیست شناخته می­‌شوند که با استفاده از مواد بازیافتی قابل تولید هستند. در این پژوهش رفتار فشاری و دوام بتن سبز حاوی سنگ‌دانه‌­های ضایعاتی (ضایعات سنگ‌ساب) جایگزین درشت‌دانه و پودرسنگ مرمر جایگزین سیمان به‌صورت آزمایشگاهی ارزیابی شده است. در این مقاله 10 طرح مخلوط به همراه طرح مخلوط شاهد ساخته شده و نتایج آزمونه‌های بتنی با یکدیگر مقایسه شده است. متغیرهای اصلی شامل درصد حجمی سنگ‌دانه­‌های ضایعاتی جایگزین شن با مقادیر 0، 25، 50 و 100 درصد و همچنین، درصد حجمی پودر سنگ مرمر جایگزین سیمان با مقادیر 0، 10 و 20 درصد می­‌باشد. آزمایش‌­های مقاومت فشاری در 28 روز و نیز درصد جذب آب و تخلخل برای بررسی دوام بتن انجام شده است. طبق نتایج به‌دست‌آمده، سنگ‌دانه­‌های ضایعاتی جایگزین شن، تأثیر منفی و پودر سنگ مرمر جایگزین سیمان، تأثیر مثبتی بر مقاومت فشاری بتن داشته‌­اند. با جایگزینی 100 درصد سنگ‌دانه­‌های ضایعاتی به جای شن طبیعی، کاهش مقاومت 49 درصد نسبت به آزمونه شاهد و با جایگزینی 10 درصد پودرسنگ مرمر به‌جای سیمان، افزایش مقاومت 13/4 درصد نسبت به آزمونه شاهد مشاهده می­‌شود که این میزان به‌ترتیب کمترین و بیشترین میزان تغییرات مقاومت فشاری بتن در مقایسه با آزمونه شاهد می‌­باشد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_147492_8d239a3ae4d3c580b513bc16dd8fdda5.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Experimental Study of the Effect of Conventional Manufacturing Geometric Deviation in the Fitted Cylindrical Joint on its Strength بررسی تجربی تأثیر انحرافات هندسی معمول در ساخت اتصالات انطباقی استوانه‌ای بر استحکام آن‌ها 107 123 136762 10.48301/kssa.2021.290229.1573 FA فواد فرجی عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-1371-1648 کاوه عباسی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-4950-0965 Journal Article 2021 06 27 Fit joints are widely used in industry to connect bush to shaft and its manufacturing process is always associated with geometric deviations similar to other processes. In a cylindrical fit connection, the geometrical deviation of the shaft and the bush is in order of one hundredth of millimeter, which is a common precision in manufacturing. This range of error seems to be significant compared to the required dimensional interference to make the connections and affects the strength of the interference fit joints. Usually, certain geometrical deviations will occur in the production process considering the selected manufacturing method. This research attempted to investigate the effect of common geometric deviations at the surface of interference of cylindrical interference fit on the experimental extraction strength. In this regard, 8 specimens of interference fit with same characteristic of dimensions, surface roughness and interference were produced. Furthermore, shafts with certain geometrical deviation (standard sample, two-lobes, three-lobes and conical) were made and fitted. Then, the extraction force of each part was extracted experimentally. Taking into consideration precise measurements of the parts dimension, the effect of shaft geometrical deviations on the strength of the joint was investigated. The results showed that the geometrical deviation affects the extraction strength. However, in the quality control process of these parts, by measuring the dimensions of the parts, the effects of these usual geometrical deviations on the joint strength could be predicted and the quality control process can be performed more effectively. اتصالات انطباقی برای برقراری اتصال بوش به شفت در صنعت کاربرد فراوانی دارد و ساخت آن همچون دیگر فرایندهای ساخت، با انحرافات هندسی همراه است. در یک اتصال انطباقی، خطای انحراف ابعادی شفت و بوش از مرتبه صدم میلی‌متر می‌باشد که در فرایند ساخت، بسیار معمول است. این میزان خطا در مقایسه با تداخل موردنیاز برای برقراری اتصالات به نظر حائزاهمیت است و بر میزان استحکام اتصال مؤثر است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که معمولاً با توجه به روش ساخت، انحرافات فرم خاصی در تولید قطعات رخ خواهد داد. در این پژوهش تلاش شده است که تأثیر انحرافات هندسی معمول در سطح تداخل اجزای استوانه‌ای، بر استحکام اتصال به‌صورت تجربی بررسی گردد. در این راستا هشت نمونه شفت و بوش با ابعاد، زبری سطح و مقدار تداخل مشابه، ساخته شدند. همچنین شفت‌ها با انحراف فرم مشخص (نمونه‌های بدون عیب، دارای عیب دو پهنی، سه پهنی و مخروطی) ساخته و انطباق داده شد. سپس نیروی استخراج هریک از قطعات به‌صورت تجربی استخراج شد. در ادامه با استفاده از اندازه‌گیری‌های دقیق ابعاد قطعات، تأثیر انحرافات فرم شفت‌ها بر استحکام اتصال، بررسی شد. نتایج نشان داد انحراف هندسه بر میزان استحکام استخراج تأثیر خواهد داشت. اما در فرایند کنترل کیفی این قطعات می‌توان با اندازه‌گیری ابعاد قطعات، تأثیرات این انحرافات فرم معمول بر اتصال را پیش‌بینی کرد و به نحو مؤثرتری فرایند کنترل کیفی را به انجام رساند. https://karafan.tvu.ac.ir/article_136762_9934ceac6d1307ce925bb71575a0f578.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Experimental Investigation of Welding Defects in Butt Joining of Aluminum Alloy by Friction Stir Welding: Effects of Tool Pin Profile and Process Parameters بررسی تجربی عیوب جوش در اتصال کنارهم آلیاژ آلومینیوم با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی: بررسی هندسه پین ابزار و پارامترهای فرایندی 125 143 138045 10.48301/kssa.2021.285680.1523 FA مصطفی اکبری استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-6952-8570 پرویز اسدی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی، قزوین، ایران. 0000-0003-3602-4082 Journal Article 2021 05 23 In this paper, the microstructural and mechanical properties as well as the defects in the joining of aluminum sheets using the friction welding method are investigated. First, the microstructural properties of the friction stir welding zone are investigated, and then the effect of process parameters on the microstructural properties is discussed. The grain size in the stir zone was greatly improved compared to the base metal, which resulted in the improvement of the mechanical properties in this zone. Then, the effect of process parameters on the grain size was investigated. Welding defects, which is one of the most important reasons for joint failure, were investigated and the effect of tool pin profile and process parameters on the formation of defects in the welding area were discussed. For instance, by using the rotational speed of 500 rpm, a defect-free joint can be produced by the threaded pin even in the traverse speed of 500 mm/min, while the amount for the square and triangular pin profiles were 400 and 315 mm/min, respectively. Finally, the hardness of the welded area was studied in different samples. The hardness of the weld metal was lower than that of the base material due to the annealing of hardness which was generated as a result of primary rolling process. The hardness decreased by increasing the ratio of rotational speed to tool traverse speed. در این مقاله به بررسی خواص ریزساختاری، مکانیکی و همچنین عیوب موجود در اتصال ورقه‌های آلومینیومی به کمک روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پرداخته شده است. ابتدا خواص ریزساختاری ناحیه جوشکاری اصطکاکی بررسی شد و سپس تأثیر پارامترهای فرایند بر خواص ریزساختاری مورد بحث قرار گرفت. نتایج نشان داد اندازه دانه در ناحیه اغتشاشی نسبت به فلز پایه، بسیار بهبود یافته است. سپس تأثیر پارامترهای ورودی فرایند بر اندازه ذرات بررسی شد. عیوب جوش که یکی از مهم‌ترین دلایل شکست اتصالات می‌باشد بررسی شد و تأثیر هندسه پین ابزار و پارامترهای فرایند بر ایجاد عیوب در ناحیه جوشکاری مورد بحث قرار گرفت. نتایج نشان داد ابزار رزوه‌دار در سرعت پیش‌روی بالاتری قابلیت تولید جوش بی‌عیب را دارد و به ترتیب ابزار‌های مربعی، مثلثی مخروطی و مثلثی در مراتب بعدی قرار می‌گیرند؛ به‌طوری‌که در سرعت دورانی 500 دور در دقیقه می‌توان با ابزار رزوه‌دار حتی در سرعت پیشروی 500 میلی‌متر در دقیقه نیز اتصال بی‌عیب تولید کرد درحالی‌که این مقدار برای ابزار مربعی و مثلثی به‌ترتیب 400 و 315 میلی‌متر در دقیقه است. در انتها سختی ناحیه جوشکاری‌شده در نمونه‌های مختلف بررسی شد. سختی فلز جوش به دلیل آنیل شدن و حذف کار سختی انجام‌شده روی ماده پایه (ناشی از فرایند نورد اولیه) پایین‌تر از ماده پایه است و با افزایش نسبت سرعت دورانی به سرعت پیش‌روی ابزار، سختی کاهش می‌یابد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_138045_92c08ca1d74fb2a5f1ad221067db1a07.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Numerical Study on Weld Line Displacement in Rubber Pad Forming of Tailor Welded Blanks بررسی عددی جابجایی خط جوش در شکل‌دهی ورق‌های ترکیبی فولادی به روش بالشتک لاستیکی 145 164 152775 10.48301/kssa.2022.341267.2096 FA حامد دیلمی عضدی دانشیار، گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران. 0000-0002-4038-9271 علیرضا حسنی کارشناسی ارشد، گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران. 0000-0001-7471-0505 سیامک مزدک استادیار، گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران. 0000-0002-2974-7824 علی زین‌العابدین بیگی دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران. 0000-0003-3111-2323 احسان شرکت قناد دکتری، گروه مهندسی مکانیک و اتوماسیون، دانشگاه هوا فضا پکن (بیهانگ)، پکن، چین. Journal Article 2022 05 10 Tailor welded blanks (TWBs) are increasingly used in the automotive and aerospace industries with the aim of reducing weight. Studying the forming processes of these sheets, examining their formability, as well as controlling factors such as the displacement of the weld line during forming can help to develop their application. The rubber pad forming process is a flexible forming process in which the sheet is deformed due to the pressure of a rigid punch with the help of a rubber cushion. In this paper, the rubber pad forming of tailor welded blank consisting of two welded sections with the same material but different thicknesses were simulated based on the finite element method and using ABAQUS software. The effects of various factors such as friction, thicknesses of the sheets that compose the TWB and the force applied to each section on the maximum displacement of the weld line were investigated through the use of a design of an experimental method. The results illustrated that increasing the thicknesses of the sheets that compose TWB, increasing the blank holding forces applied to each section, and reducing the friction between the TWB and the punch reduce the maximum amount of weld line displacement. In addition, increasing the thickness ratio of tailor welded blank led to an increase in the maximum weld line displacement. The simultaneous increase in the thickness of each section and the blank holding force applied to that section or the opposite section reduced the maximum amount of weld line displacement. ورق‌­های ترکیبی جوشکاری شده با هدف کاهش وزن در صنایع خودرو و هوا فضا به‌طور فزاینده­ای مورد استفاده قرار می­‌گیرند. مطالعه‌ی فرایندهای شکل­دهی این ورق­‌ها، بررسی شکل­‌پذیری آن­ها، همچنین کنترل عواملی از قبیل جابجایی خط جوش در حین شکل‌­دهی می­‌تواند به توسعه‌ی کاربرد آن­ها کمک نماید. فرایند شکل‌­دهی ورق به کمک بالشتک لاستیکی از فرایندهای شکل­‌دهی با انعطاف‌پذیر است که ورق در اثر اعمال فشار یک سنبه صلب و با کمک یک بلوک لاستیکی دچار تغییر شکل می‌­شود. در این مقاله فرایند شکل­‌دهی ورق ترکیبی با جنس یکسان و تفاوت ضخامت در دو بخش جوش شده، به کمک بالشتک لاستیکی بر مبنای روش اجزای محدود و با استفاده از نرم‌­افزار ABAQUS شبیه‌­سازی شده است. به کمک روش طراحی آزمایش اثر عوامل مختلف از جمله اصطکاک، ضخامت ورق‌های تشکیل‌دهنده لوح ترکیبی و نیروی ورق‌گیر اعمالی به دو بخش ورق ترکیبی بر حداکثر میزان جابجایی خط جوش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می­‌دهد افزایش ضخامت بخش­‌های تشکیل­‌دهنده ورق ترکیبی، افزایش نیروی ورق­‌گیر اعمالی به هر یک از بخش‌ها و کاهش اصطکاک بین ورق و سنبه باعث کاهش حداکثر مقدار جابجایی خط جوش می­‌شود. همچنین افزایش نسبت ضخامت در ورق ترکیبی، به افزایش حداکثر جابجایی خط جوش منجر می‌شود. افزایش همزمان ضخامت هر بخش و نیروی ورق­‌گیر وارد بر آن بخش و یا بخش مقابل باعث کاهش حداکثر مقدار جابجایی خط جوش می‌­شود. https://karafan.tvu.ac.ir/article_152775_62379102bd28b77ec7094dae7ac0757e.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 The Influence of Point Defects on the Electronic and Magnetic Properties of WS2 Monolayer Based on Density Functional Theory تأثیر نقص‌های نقطه‌ای بر خواص الکترونیکی و مغناطیسی تک‌لایه تنگستن دی‌سولفید مبتنی بر نظریه تابعی چگالی 165 182 138961 10.48301/kssa.2021.282923.1493 FA مریم نیری استادیار، گروه مهندسی برق، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران. 0000-0003-0479-2431 حامد طاهری دانشجوی دکتری، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی امام علی (ع)، دانشگاه فنی یزد، یزد، ایران. 0000-0002-1095-1382 Journal Article 2021 05 29 The present study investigates the effect of point defects in the structure of monolithic tungsten disulfide (WS₂) using basic principles. This study was performed on six vacancies to investigate their effects on the electronic and magnetic properties of WS₂ monolayer. The structure under study was a supercell with 36 atoms and the atomic positions were optimized. In the present study, density functional theory calculations were performed within the framework of local density approximation. Structural analysis of this material showed that the WS₂ monolayer had a direct band gap of 1.89 eV. The simulation results illustrated that depending on the type of defects in the structure and their position, the behavior of the structure can change from semiconductor to quasi-metal and non-magnetic to magnetic. For instance, the removal of one tungsten atom leads to the metallization and magnetization of the structure. Moreover, the bandgap energy of the WS₂ monolayer decreased in the absence of one sulfur atom.  In addition, there was a transition from direct to indirect semiconductors and a reduction in the energy of the band gap in comparison with its pristine. These cases indicate that the presence of defects in semiconductor nanostructures paves the way for the application of such nanostructures in tunable electronics, optical electronics, and spintronics. پژوهش حاضر به مطالعه تأثیر نقص‌های نقطه‌ای در ساختار تنگستن دی‌سولفید تک‌لایه با به‌کارگیری اصول اولیه می‌پردازد. این بررسی بر روی شش نقص تهی‌جای و به‌منظور بررسی تأثیرات آن‌ها بر خواص الکترونیکی و مغناطیسی WS₂ تک‌لایه انجام گرفته است. ساختاری که بررسی می‌گردد ابرسلولی با 36 اتم است و موقعیت‌های اتمی نیز بهینه شدند. محاسبات نظریه تابعی چگالی در این مطالعه در چارچوب تقریب چگالی موضعی انجام شد. آنالیز ساختاری این ماده نشان می‌دهد تک‌لایه تنگستن دی‌سولفید دارای شکاف نوار مستقیم و برابر با 1/89 الکترون- ولت می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند بسته به نوع نقص‌های ایجاد شده در ساختار و موقعیت مکانی آن‌ها، رفتار ساختار می‌تواند از نیمه‌هادی به فلز و غیرمغناطیسی به مغناطیسی تغییر کند؛ برای مثال، حذف اتم تنگستن منجر به فلزی شدن ماده و مغناطیسی شدن ساختار می‌شود. همچنین، انرژی شکاف نوار WS₂ تک‌لایه در غیاب اتم گوگرد کاهش می‌یابد. علاوه بر این، گذاری از نیمه‌هادی مستقیم به غیرمستقیم و کاهش انرژی شکاف نوار نسبت به ساختار بدون نقص دیده می‌شود. این موارد بیانگر این موضوع است که وجود نقص در نانوساختارهای نیمه‌هادی راهی را برای کاربرد این گونه نانوساختارها در الکترونیک تنظیم‌پذیر، الکترونیک نوری و اسپینترونیک هموار می‌سازد.  https://karafan.tvu.ac.ir/article_138961_f4eaaca7a6c7c092e2d9cfe8034cf31e.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Effect of Process Parameters of Laser Welding on Tensile Strength of PP/EPDM/Clay Nanocomposite Welds Using Response Surface Methodology تأثیر پارامترهای فرایند جوشکاری لیزری بر استحکام کششی جوش نانوکامپوزیت پلی‌پروپیلن/ اتیلن‌پروپیلن‌دی‌ان‌مونومر/ خاک رس با استفاده از روش پاسخ ‌سطح 183 203 148348 10.48301/kssa.2022.314530.1873 FA محمدرضا نخعی استادیار، دانشکده مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. 0000-0001-6043-4458 علی احمدی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران. 0000-0003-2483-3130 نصرالله بنی مصطفی عرب دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران. 0000-0001-5445-3126 Journal Article 2022 01 10 Polypropylene/ ethylene–propylene-diene monomer/ Nanoclay (PP/EPDM/ Nanoclay) nanocomposite with different loadings of clay content is used in many industries because of balance on the tensile and impact strengths. Laser welding, as a fabrication method, is applied to the butt-welding of these nanocomposites. The input parameters (clay content, laser power, scan velocity, and stand-off-distance) were varied to achieve the best responses (tensile strength of welds). Response surface methodology (RSM) was utilized to relate the input parameters and the response. The effects of all input parameters on the responses were investigated. Results demonstrated that increasing the clay content from 0 to 6 wt% and increasing stand-off-distance from 5 to 8 mm decreased the tensile strength from 9.6 MPa to 6.1 MPa and 9.19 MPa to 8.36 MPa, respectively. The models showed that laser power of 100 W, traverse speed of 400–750 mm min21, and stand-off-distance of 5 – 6.5 mm, led to<strong> </strong>weld strength from 8 to 9.9 MPa.  نانوکامپوزیت پلی‌پروپیلن/ اتیلن-پروپیلن- دی­ان­مونومر/ خاک رس به دلیل تعادل در خواص مکانیکی استحکام کشش و ضربه، به‌طور گسترده در صنعت مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین مطالعه جوش‌پذیری آنها ضروری است. جوشکاری لیزری به‌عنوان یک روش اتصال، برای جوشکاری لب‌­به‌­لب این نانوکامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. در این مطالعه تأثیر متغیرهای ورودی مثل مقدار نانوذرات خاک رس، توان لیزر، سرعت جوشکاری و فاصله کانونی برای دستیابی به بهترین پاسخ‌ها (بهترین استحکام کششی جوش‌­ها) در چند سطح بررسی شد. روش پاسخ‌­سطح برای بررسی تأثیر پارامترهای ورودی بر استحکام کششی جوش‌ها به‌کار گرفته شده است. نتایج نشان داد که افزایش مقدار نانوذره رس از مقدار 0 تا 6 درصد وزنی و افزایش فاصله کانونی از 5 تا 8 میلی‌متر به‌ترتیب باعث کاهش استحکام کششی از 9/6 به 6/1 و 9/19 به 8/36 مگاپاسکال می‌شود. مدل‌ها نشان داد که در توان 100 وات و محدوده سرعتی 400 تا 750 میلی‌متر بر دقیقه و فاصله کانونی 5 تا 6/5 میلی‌متر جوش‌هایی با استحکام 8 تا 9/9 مگاپاسکال به‌دست می‌آید. https://karafan.tvu.ac.ir/article_148348_16720acd143a6581478838f1414584a4.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Simulation and Experimental Implementation of Investment Casting Process of Supercharger Impeller شبیه‌سازی و اجرای تجربی فرایند ریخته‌گری دقیق پره ‌سوپرشارژر 205 223 143242 10.48301/kssa.2022.299348.1675 FA عباس عباسیان عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-4813-7973 سید محمد جسمانی عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-1491-4159 هادی مشرف‌زاده ثانی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0001-8782-8422 Journal Article 2021 09 07 The purpose of this research was to simulate the investment casting process of the supercharger blade and its practical implementation based on the simulation results. For this purpose, the desired specimen after modeling was first analyzed in Pro-Cast software. The results of this simulation showed that the solidification of the piece starts from the edges and moves towards the center of the piece, and therefore the volumetric and surface shrinkage defects are not concentrated due to unbalanced thermal gradients in the center. Heat transfer from the edges to the center is much faster due to the thermal conductivity of the edges as well as the thinness. For practical implementation, the desired specimen was designed and used by a polymer 3D printer. Then, the silicone mold of the piece was made of RTV2 and a wax model produced by injecting wax. This was followed by the ceramic mold of the piece being made of SiO2 for melting. The results of the practical execution of the specimen showed that due to the defects identified in the simulation, the vacuum system should be used after the end of melting and at high temperature; otherwise, the piece produced would be completely defective. The use of vacuum caused the piece to be produced in a completely desirable and flawless manner. هدف از این تحقیق، شبیه‌­سازی فرایند ریخته‌­گری دقیق پره سوپرشارژر و اجرای عملی آن براساس نتایج حاصل از شبیه‌­سازی است. برای این منظور قطعه موردنظر نخست پس از مدل­‌سازی، فرایند در نرم­‌افزار Pro-Cast تحلیل شد. نتایج این شبیه‌­سازی نشان داد که انجماد قطعه از لبه­‌ها شروع می‌شود و به سمت مرکز قطعه حرکت می‌­کند و به همین علت عیوب انقباض حجمی و سطحی، نیامد در اثر شیب­‌های حرارتی نامتعادل در مرکز متمرکز می‌­شود. انتقال حرارت از لبه‌­ها نسبت به مرکز بسیار سریع‌تر است که دلیل آن هدایت حرارتی لبه‌­ها و هم­چنین نازکی می‌­باشد. برای اجرای عملی، قطعه موردنظر طراحی و توسط پرینتر سه‌­بعدی از جنس پلیمر استفاده گردید. سپس قالب سیلیکونی قطعه از جنس RTV2 تهیه و با تزریق موم مدل مومی تولید شد، پس از آن قالب سرامیکی قطعه برای ذوب­ریزی از جنس SiO₂ تهیه گردید. نتایج حاصل از اجرای عملی قطعه نشان داد که به علت عیوب مشخص‌شده در شبیه‌­سازی باید از سیستم خلا پس از پایان ذوب‌­ریزی و در دمای بالا استفاده شود در غیر این صورت، قطعه به‌صورت کاملاً معیوب تولید می‌­گردد. استفاده از خلأ باعث شد تا قطعه به‌صورت کاملاً مطلوب و بدون عیب تولید شود.  https://karafan.tvu.ac.ir/article_143242_5174b3b426509ae508352856762e2c3a.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Processing MMC Tubes Via Friction Stir Backward Extrusion فراوری لوله‌های کامپوزیتی پایه فلزی با استفاده از روش اکستروژن معکوس اصطکاکی اغتشاشی 225 241 137470 10.48301/kssa.2021.287462.1550 FA رهام برومند دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه ساپینزا رم، رم، ایتالیا. 0000-0002-1288-8524 علیرضا بابایی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-9806-3047 هادی مظلوم بشیری عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-8466-3658 محمدحسن زاهری عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-3670-0888 Journal Article 2021 06 12 In the present study, the feasibility of processing of MMC tubes via friction stir backward extrusion (FSBE) technique was investigated. In this regard, an aluminum alloy 1100 bar was utilized as initial raw material. In the FSBE method, the initial material is placed inside a chamber and a rotating punch is fed downward penetrating into the material softened due to the generated frictional heat. Consequently, the material is back extruded around the punch and a cylindrical tube is formed. In order to compare the results, first, a tubular specimen was produced by the FSBE method. Then, several through holes with 1.5 mm diameter were drilled by a super drill machine. These holes were filled with SS 316 powder having micrometric dimensions. The prepared specimens were processed via FSBE technique and MMC tubes were successfully produced. The distribution of powder particles was investigated by metallographic observations. Furthermore, the mechanical properties of the processed tubes were documented by Vickers hardness measurements and tensile tests. The comparison of the results demonstrates that the MMC tubes have higher strength and lower ductility. The material deformation behavior during FSBE was simulated by a coupled structural-thermal model via DEFORM finite element software. در تحقیق حاضر فراوری لوله‌­های کامپوزیتی پایه فلزی با استفاده از روش اکستروژن معکوس اصطکاکی اغتشاشی امکان‌سنجی گردید. بدین منظور میلگرد از جنس آلیاژ آلومینیوم 1100 به‌عنوان ماده خام اولیه استفاده شد. در فرایند اکستروژن معکوس اصطکاکی اغتشاشی، ماده اولیه درون یک محفظه قرار گرفت و سنبه با حرکت توأمان چرخشی و رو به پایین، به درون ماده نفوذ کرد و حرارت ناشی از اصطکاک باعث نرم شدن قطعه شد؛ در نتیجه ماده به دور سنبه به‌صورت رو به بالا اکسترود شده (اکستروژن معکوس) و قطعه لوله‌‌ای شکل گرفت. به‌منظور فراهم کردن امکان مقایسه نتایج، ابتدا یک نمونه لوله‌­ای توسط روش مذکور تولید شد. در ادامه روی ماده خام آلومینیومی با استفاده از دستگاه سوپر دریل چند عدد سوراخ راه به در به قطر 1/5 میلی­متر ایجاد شد و این سوراخ‌­ها با پودر فلز استیل 316 با ابعاد میکرون پر شد. نمونه آماده شده تحت عملیات اکستروژن معکوس اصطکاکی اغتشاشی قرار گرفت و نمونه لوله‌­ای کامپوزیتی تولید شد. نحوه توزیع پودر در زمینه آلومینیومی توسط تصاویر متالوگرافی بررسی گردید. همچنین، روی نمونه‌های لوله‌ای تولید شده آزمون سختی‌سنجی با روش ویکرز و آزمون کشش ساده به‌عمل آمد و نتایج به‌دست‌آمده مقایسه شدند. نتایج حاصل، گویای افزایش چشمگیر استحکام لوله کامپوزیتی و کاهش انعطاف‌پذیری آن در مقایسه با لوله آلومینیومی است. برای بررسی هرچه بهتر رفتار تغییر شکل ماده در روش اکستروژن معکوس اصطکاکی اغتشاشی، فرایند مذکور به‌صورت یک مدل کوپل سازه‌­ای-حرارتی توسط نرم‌‌افزار اجزای محدود DEFORM مدل‌سازی شد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_137470_a7122e0e973ff1e422b91b8b7d084e99.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Investigation on the Effect of Different Parameters in Lubrication Conditions in the Roller Bearings of the Rotary Kiln of Pelletizing Plant of Butia Iranian Steel Company بررسی تأثیر عوامل مختلف بر شرایط روان‌کاری در رولربیرینگ‌های کوره دوار کارخانه گندله‌سازی مجتمع فولاد بوتیای ایرانیان 243 262 145095 10.48301/kssa.2022.298589.1657 FA داوود بیرالوند کارشناسی ارشد، امور خدمات فنی مهندسی، مجتمع فولاد بوتیای ایرانیان، کرمان، ایران. 0000-0001-9889-7562 فرزاد بناء‌زاده کارشناسی ارشد، امور خدمات فنی مهندسی، مجتمع فولاد بوتیای ایرانیان، کرمان، ایران. 0000-0003-4302-8356 حسین قاضی‌زاده احسائی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. رسول مقدس کارشناسی ارشد، مدیر امور خدمات فنی مهندسی، مجتمع فولاد بوتیای ایرانیان، کرمان، ایران. 0000-0002-3901-3453 Journal Article 2021 09 01 Roller bearings are one of the most widely used mechanical components. The load on the bearing is supported by the pressure that is developed in fluid-film and thus the lubricant is less able to escape and a longer-lasting lubricant film is generated called elastohydrodynamics lubrication (EHL). In general, to understand the lubrication regimes, it is important to consider the thickness of the lubrication layer. Lubricant film thickness is one of the most important parameters affecting the performance of bearings. In the present study, using theoretical equations and using MATLAB programing software, the load distribution along the rotary kiln was investigated and calculated, and then the film thickness of the lubricant (base oil and grease) in the roller bearings of the rotary kiln of Butia Iranian Steel Pelletizing Complex was calculated. Finally, the effect of various parameters such as rotary kiln speed, lubricant operating temperature, fill ratio, base oil viscosity and viscosity index of base oil were deliberated. The results showed that by increasing the base oil viscosity from 150 cst to 1000 cst, the film thickness increased by 239%. Furthermore, increasing the viscosity index caused small changes in the base oil viscosity in the operating temperature and reduced the starting torque at the beginning of application. رولربیرینگ‌ها از پرکاربردترین قطعات مکانیکی هستند که روان‌کار این قطعات در رژیمی از روان‌کاری که الاستوهیدرودینامیک نامیده می‌شود قرار دارد. به‌طور کلی برای درک رژیم‌های روان‌کاری، در نظر داشتن ضخامت لایه روان‌کاری از اهمیت بسیاری برخوردار است. ضخامت فیلم روان‌کار، یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار در عملکرد بیرینگ‌هاست. در مطالعه حاضر با به‌کارگیری روابط تئوری و استفاده از نرم‌افزار متلب، در ابتدا به بررسی و محاسبه کامل توزیع بار در طول کوره دوار و سپس به محاسبه ضخامت فیلم روان‌کار (روغن پایه و گریس) در بیرینگ‌های ساپورت^[1] رولر کوره دوار مجتمع گندله‌سازی فولاد بوتیای ایرانیان پرداخته شده است. در ادامه تأثیر عوامل مختلف نظیر سرعت کوره، دمای عملیاتی روانکار، حجم گندله ورودی به کوره، درصد حرکت خطی جک هیدرولیک، ویسکوزیته^[2] روغن پایه گریس و شاخص گرانروی روغن پایه بر عملکرد روانکاری مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش ویسکوزیته روغن پایه از 150 سانتی‌استوک به 1000 سانتی‌استوک 239 درصد ضخامت فیلم روانکار افزایش پیدا می‌کند. همچنین از نتایج مشاهده گردید که افزایش شاخص گرانروی سبب می‌شود در محدوده دمایی کارکرد، در ویسکوزیته روغن پایه تغییرات کمی پیدا شود و در شروع به‌کارگیری میزان گشتاور استارت کاهش یابد.<br /> <br />[1] Support<br />[2] Viscosity https://karafan.tvu.ac.ir/article_145095_50e56f562dd428b3e5972dd153192877.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Simulation Toolboxes of Dynamic Systems for Optimized Fractional Linear Order Controllers جعبه‌ابزارهای شبیه‌سازی سیستم‌های دینامیکی برای کنترل‌کننده‌های بهینه مرتبه خطی کسری 263 289 136626 10.48301/kssa.2021.288620.1554 FA محمدرضا مدبرنیا عضو هیئت علمی، گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-7229-8374 مجتبی معصوم‌نژاد استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-3395-8886 علیرضا آکوشیده استادیار، گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0001-9958-4613 Journal Article 2021 06 12 Today, there is a growing utilization of fractional order systems in the modeling of various phenomena. Furthermore, the capabilities and performance of fractional order controllers in the analysis and design of fractional order systems are of interest to many researchers. In the present research, the most important toolboxes developed for analyzing and designing fractional-order systems were introduced and their capabilities and performance in the analysis and design of fractional order controllers compared. In this regard, the basic features and capabilities of the four different toolboxes were examined. The advantages and disadvantages of each were listed. Then, with the help of three toolboxes, the performance of two fractional-order proportional, integral, and derivative (FOPID) controllers optimized with a meta-heuristic algorithm to stabilize the synchronous generator voltage regulation system and brushless DC motor were simulated. The simulation results showed that the performances of these toolboxes depend to a large extent on their employed algorithms. Thus, the results of Fractional-order Transfer Function (FOTF) and Fractional-order Modelling and Control (FOMCON) toolboxes were very similar and non-integer (NINTEGER) toolbox results were significantly different. امروزه سیستم‌های مرتبه کسری کاربردهای متنوعی در مدل‌سازی پدیده­‌های گوناگون پیدا کرده‌­است. همچنین قابلیت­‌ها و عملکرد طراحی کنترل­‌کننده‌­های مرتبه کسری در تحلیل و طراحی سیستم‌­های خطی و غیرخطی موردتوجه بسیاری از محققان است. در این مقاله مهم‌ترین جعبه‌­ابزارهای توسعه‌­یافته برای تحلیل و طراحی سیستم‌­های مرتبه کسری معرفی گردیده و قابلیت‌­ها و عملکردشان در تحلیل و طراحی کنترل­‌کننده­‌های مرتبه کسری با یکدیگر مقایسه شده است. در این راستا ویژگی­‌ها و امکانات اساسی چهار جعبه ابزار مختلف بررسی شده است. سپس به کمک سه جعبه‌ابزار، عملکرد دو کنترل­‌کننده تناسبی، انتگرالی و مشتقی مرتبه کسری (FOPID) بهینه‌سازی‌‌شده با الگوریتم فراابتکاری برای پایدارسازی سیستم تنظیم ولتاژ ژنراتور سنکرون و کنترل سرعت موتور جریان مستقیم (DC) بدون جاروبک شبیه­‌سازی شده‌­است. نتایج شبیه­‌سازی­‌ها نشان می‌­دهد که نتایج حاصل از این جعبه ابزارها به مقدار بسیار زیاد به الگوریتم‌­های مورد استفاده‌­شان بستگی دارد. به‌طوری که نتایج دو جعبه ابزار تابع انتقال مرتبه کسری ((FOTF و جعبه‌ابزار کنترل و مدل‌سازی مرتبه کسری (FOMCON) به مقدار زیاد شبیه یکدیگر هستند و نتایج جعبه ابزار کنترل غیرصحیح (NINTEGER) به شکل معنی‌‌داری متفاوت است. https://karafan.tvu.ac.ir/article_136626_eeb96dcdd636b95cd52a322e7c9f48fa.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Optimization of the Cooling System of a Gasoline Internal Combustion Engine to Reduce Fuel Consumption and Exhaust Emissions بهینه‌سازی سیستم خنک‌کاری یک موتور احتراق داخلی بنزینی به‌منظور کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌های خروجی از اگزوز 291 309 138529 10.48301/kssa.2021.284665.1580 FA هادی قاسمی زوارق عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-5021-4985 Journal Article 2021 06 29 Due to the low efficiency of internal combustion engines, a large part of the chemical energy of the fuel they consume is dissipated to the environment as heat through a cooling system. Unfortunately, most engines still use the classic cooling system, which is practically unable to cool the engine optimally unnder different operating conditions, and this category increases fuel consumption and increases emissions from engines. Therefore, in this paper, first, a classic cooling system was tested and its performance recorded. Then, in the cooling system of the same engine, a mechanical water pump and mechanical thermostat were respectively replaced with electric water pump and an electronic thermostat. After this upgrade, the engine was tested under the same conditions as the classic mode, and its results were compared with the results obtained from the classic system. The results illustrated that if a good and complete program is used to control the electric water pump and electronic thermostat, fuel consumption was reduced by at least 1.19% and at most 4.33% compared to the classic system in addition to increasing the lifespan of engine parts. In addition, the engine warm-up time was reduced by a minimum of 6.25% and a maximum of 18.84%. Moreover, HC and NO pollution in most tests showed a minimum of 15.32% and a maximum of 70% and a minimum of 9.28% and a maximum of 46.58%, respectively. با توجه به راندمان پایین موتورهای احتراق داخلی، قسمت بسیار زیادی از انرژی شیمیایی سوخت مصرفی آن‌ها به‌صورت گرما از طریق سیستم خنک‌کاری به محیط دفع می‌شود. متأسفانه در بیشتر موتورها، هنوز از سیستم خنک‌کاری کلاسیک استفاده می‌شود که این نوع سیستم عملاً قادر به خنک‌کاری بهینه موتور در شرایط مختلف کاری آن نیست و این مقوله باعث افزایش مصرف سوخت و زیادشدن آلایندگی‌های خروجی از موتورها می‌شود. از این‌رو در این مقاله ابتدا یک سیستم خنک‌کاری کلاسیک مورد آزمون قرار گرفت و عملکرد آن ثبت شد، سپس در سیستم خنک‌کاری همان موتور، پمپ آب مکانیکی با یک پمپ آب برقی و ترموستات مکانیکی با یک ترموستات الکترونیکی جایگزین شد و پس از این ارتقا، موتور در همان شرایط حالت کلاسیک آزمون شد و نتایج آن با نتایج به‌دست‌آمده از سیستم کلاسیک مقایسه گردید. نتایج حاصل نشان می‌دهد که اگر از یک برنامه خوب و کامل برای کنترل پمپ آب برقی و ترموستات الکترونیکی استفاده شود در مقایسه با سیستم کلاسیک علاوه‌بر بالا رفتن عمر قطعات موتور، میزان مصرف سوخت حداقل 1.19 درصد و حداکثر 4.33 درصد کاهش می‌یابد، همچنین مدت‌زمان گرم شدن موتور حداقل 6.25 درصد و حداکثر 18.84 درصد کم می‌شود. علاوه بر این‌ها آلایندگی‌های HC و NO در بیشتر آزمون‌ها به‌ترتیب حداقل 15.32 درصد، حداکثر 70 درصد و حداقل 9.28 درصد، حداکثر 46.58 درصد کاهش را نشان می‌دهد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_138529_9e16ed56c92efedc5f29db45396b7c03.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Numerical Study of Nanofluid Flow and Heat Transfer Characteristics in Linear Parabolic Trough Solar Collector بررسی عددی مشخصه‌های جریان نانوسیال و انتقال حرارت در یک کلکتور خورشیدی سهموی خطی 311 332 142132 10.48301/kssa.2021.299497.1670 FA رضا بابائی اسپوئی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0001-5885-981X رضا ناصری استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-6656-7785 Journal Article 2021 09 06 In the present study, the performance of nanofluid flow in a Linear Parabolic Trough Solar Collector was simulated and studied. The flow is considered three-dimensional, turbulent and incompressible. Flow modeling is a combination of Monte Carlo Ray Tracing (MCRT) and numerical simulation which was implemented by Soltrace and Ansys Fluent software, respectively. The radiative flux reflected from reflector on the absorber tube was calculated by Soltrace software and introduced to Ansys Fluent by UDF code. Thermophysical properties including density, specific heat, thermal conductivity and viscosity were considered as a function of temperature. It was observed that in Reynolds 1000 number and in two volume fractions of 2 and 5 percent, the enhancement of heat transfer coefficients were respectively 3 and 11 percent for Al2O3, 7 and 15 percent for copper powder (Cu), and 7 and 42 percent for silver powder (Ag). In Reynolds number 15,000, increases of 8 and 33 for Al2O3, 9 and 29% for copper powder (Cu), and 8 and 25% for silver powder (Ag) were respectively observed. The results showed that at a constant Reynolds number, the heat transfer coefficient increased with increased nanofluid volume. It was also observed that the performance of silver powder (Ag) nanoparticles at low Reynolds numbers was better than other nanoparticles, but it decreased with increasing Reynolds number. Unlike silver powder (Ag), the performance of Al2O3 at low Reynolds number was insufficient, but improved with increasing Reynolds number. در پژوهش حاضر رفتار و عملکرد جریان نانوسیال در یک کلکتور خورشیدی سهموی (پارابولیک) خطی، شبیه‌سازی و مطالعه شده است. جریان به‌صورت سه‌بعدی، آشفته و تراکم‌ناپذیر در نظر گرفته شده است. مدل‌سازی جریان به‌صورت ترکیبی از روش مونت کارلو (MCRT) و شبیه‌سازی عددی بود که به‌ترتیب توسط نرم‌افزارهای soltrace و انسیس فلوئنت اجرا گردید. شار تابشی بازتابیده شده از آینه بر روی لوله جاذب توسط نرم‌افزار soltrace محاسبه شد و توسط کد UDF به انسیس فلوئنت معرفی گردید. خواص ترموفیزیکی شامل دانسیته، گرمای ویژه، ضریب هدایت حرارتی و لزجت، تابعی از دما در نظر گرفته شد. مشاهده شد که در عدد رینولدز 1000 و در دو کسر حجمی 2 و 5 درصد میزان افزایش ضریب انتقال حرارت برای اکسیدآلومینیوم به‌ترتیب 3 و 11 درصد، برای پودر مس 7 و 15 درصد و پودر نقره 7 و 42 درصد است. در عدد رینولدز 15000 به‌ترتیب اکسیدآلومینیوم 8 و 33 درصد، پودر مس 9 و 29 درصد و پودر نقره 8 و 25 درصد افزایش را نشان می‌دهد. نتایج نشان داد که با ثابت ماندن عدد رینولدز، میزان ضریب انتقال حرارت با افزایش مقدار حجمی نانوسیال، افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده شد که عملکرد نانوذره پودر نقره در اعداد رینولدز پایین، بهتر از دیگر نانوذرات بود و با افزایش عدد رینولدز از میزان عملکرد آن کاسته می‌شود. عملکرد اکسیدآلومینیوم برخلاف پودر نقره در عدد رینولدز کم مطلوب نمی‌باشد ولی با افزایش عدد رینولدز، عملکرد آن بهبود می‌یابد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_142132_ca2f620640fe3aba308820c10afec55f.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Energy and Exergy Analysis of a Direct Solar Steam Power Plant with Solar Parabolic Concentrator for Yazd City with Several Water Preheaters آنالیز انرژی و اگزرژی یک نیروگاه تولید مستقیم بخار خورشیدی با متمرکزکننده سهموی خورشیدی برای شهر یزد همراه با چندین پیش‌گرم‌کن آب 333 355 137357 10.48301/kssa.2021.287183.1540 FA کتایون کمالی دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده یزد، یزد، ایران. 0000-0003-4639-508X محمدصالح برقی جهرمی دانشجو دکتری تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران. 0000-0002-6241-7050 محمد سفید عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده یزد، یزد، ایران. 0000-0003-3055-3151 Journal Article 2021 06 04 In this study, energy and exergy for different parts of a 5 MWe direct steam generation (DSG) solar power plant was analyzed for Yazd city climate. It was observed that the most energy in the condenser and the most exergy losses occurred in the parabolic solar concentrator. To improve the efficiency of the concentrator, this study recommends to preheat the water entering the concentrator with one or more open preheaters in which the extractions of steam from turbine should be optimized by their pressures and mass flow rates. For different cases in which the cycle has up to 4 preheaters, the efficiency of the first and second laws of thermodynamics was investigated. In the case of 4 preheaters, based on obtained results, it was revealed that the efficiency of the first and second laws were 17.2% and 16%, respectively which was a significant increase compared to the case where the cycle had one, two or three preheaters. Therefore, according to the obtained results from the efficiency of the first and second laws as well as the irreversibility of power plant components, the cycle of the present article can be recommended for the city of Yazd. در این پژوهش، آنالیز انرژی و اگزرژی برای قسمت‌­های مختلف نیروگاه خورشیدی با مولد مستقیم بخار (DSG) با مقیاس <em> </em>برای شرایط جغرافیایی شهر یزد بررسی و مشاهده شد که بیشترین اتلاف انرژی در کندانسور و بیشترین اتلاف اگزرژی در بخش متمرکزکننده خورشیدی اتفاق می‌افتد. برای بهبود راندمان متمرکزکننده، بهتر است آب ورودی به آن توسط پیش‌گرم‌کن‌ها، گرم شود که برای این کار باید فشار و دبی جرمی بخار زیرکش از توربین بهینه شوند. برای فشارهای زیرکش مختلف در حالت­‌هایی که سیکل دارای چندین پیش‌­گرم­کن می‌­باشد، دبی زیرکش و بازده قانون اول و دوم ترمودینامیک بررسی شده‌­اند تا حالت بهینه به‌دست آید. نتایج به‌دست‌آمده برای حالتی که سیکل دارای چهار پیش‌گرم‌کن می­‌باشد، نشان می‌­دهد که بازده قانون اول و دوم به‌ترتیب برابر با 17/2 درصد و 16 درصد است که مقدار قابل‌توجهی افزایش نسبت به حالتی که سیکل دارای یک یا دو یا سه پیش‌گرم‌کن بوده، داشته است؛ بنابراین طبق نتایج به‌دست‌آمده از بازده قانون اول و دوم و بازگشت‌ناپذیری اجزای نیروگاه می‌توان چرخه مقاله حاضر را برای شهر یزد پیشنهاد کرد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_137357_d49f82ae6807c44bf7344c06cae621e1.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Supplementary Damping Controllers Design in VSC HVDC Systems and Wind Farms to Improve Stability and Energy Conversion in Wind Turbine Using Proposed Genetic-bat Algorithm طراحی کنترل‌کننده تکمیلی میراساز در سیستم‌های VSC HVDC برای بهبود تبدیل انرژی توربین‌های بادی و پایداری سیستم قدرت با استفاده از الگوریتم پیشنهادی ژنتیک- خفاش 357 382 145453 10.48301/kssa.2022.293314.1603 FA ناصر طاهری عضو هیئت علمی، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-0518-7567 احسان اکبری عضو هیئت علمی، گروه مهندسی برق، دانشگاه علوم و فنون مازندران، بابل، ایران. 0000-0002-5318-5673 نعمت‌الله عسکری عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-3338-0954 وزیر احمد تاجیک گروه کامپیوتر و فناوری اطلاعات، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران. 0000-0001-7806-9145 حامد اروجلو عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-3733-7603 محمدعلی کاظمی عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0001-8612-5864 قربان قاسمی استادیار، گروه ریاضی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-4640-4927 Journal Article 2021 07 12 Connecting wind turbines to power networks without adversely affecting system stability is one of the most important future challenges to expand wind farms. In this paper, to improve the power network stability, damping the oscillations caused by torsional modes and increasing the energy conversion efficiency of wind turbines, a new control strategy was proposed for the active power control loop of wind turbines as well as HVDC transmission systems. First, the nonlinear speed-power curve of the wind turbine was shown to be effective in damping coefficients of torsional modes, energy conversion efficiency and the stability of the wind turbine. Accordingly, the use of wind turbine stabilizer in the wind turbine power control loop was proposed. Since the wind power plant is effective in the flow of the active-reactive power components, the use of supplementary damping controllers in the rectifier of VSC HVDC system was proposed to improve the voltage profile and the dynamic stability of the power network. The fractional order PID controllers were used in the proposed control strategy whose coefficients were adjusted using the proposed genetic-bat algorithm. In this algorithm, in order to avoid the rapid convergence of bats to local extremes and the optimal development of the search space, two operators of genetic algorithms, the dynamic mutation based on probabilities and the crossover were used. The simulation results showed that under the proposed control strategy, the stability of the system and the voltage profile in the network were significantly improved. اتصال توربین‌های بادی به شبکه‌های قدرت بدون تأثیرگذاری منفی بر پایداری سیستم، یکی از مهم‌ترین معضلات آتی گسترش نفوذ مزارع بادی در سیستم‌های قدرت محسوب می‌شود. در این مقاله با هدف بهبود پایداری شبکه قدرت، میراسازی نوسانات ناشی از مودهای کششی و افزایش بازدهی تبدیل انرژی در توربین‌های بادی استراتژی کنترلی جدیدی برای حلقه کنترل توان اکتیو توربین بادی و همچنین سیستم‌های انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا پیشنهاد می‌گردد. ابتدا نشان داده می‌شود که منحنی غیرخطی سرعت- توان توربین بادی بر ضریب میرایی مودهای کششی و در نتیجه آن بر بازدهی تبدیل انرژی و پایداری توربین بادی مؤثر است. بر همین اساس استفاده از پایدارساز توربین بادی در حلقه کنترل توان توربین بادی پیشنهاد می‌گردد. از آنجا که نیروگاه بادی بر سیلان مؤلفه‌های توان اکتیو- راکتیو مؤثر است؛ از این رو برای بهبود پروفیل ولتاژ و پایداری دینامیکی شبکه قدرت، استفاده از کنترل‌کننده‌های تکمیلی پایدارساز در مبدل یک‌سوکننده سیستم VSC HVDC پیشنهاد می‌گردد. در استراتژی کنترلی پیشنهادی، از کنترل‌کننده‌های PID مرتبه کسری استفاده خواهد شد که ضرایب آنها با استفاده از الگوریتم پیشنهادی ژنتیک- خفاش تنظیم می‌شوند. در این الگوریتم به دلیل اجتناب از هم‌گرایی سریع خفاش‌ها به اکسترمم‌های محلی و توسعه بهینه فضای جست‌وجو، از دو عملگر جهش دینامیکی مبتنی بر احتمالات و ترکیب الگوریتم ژنتیک استفاده خواهد شد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که تحت استراتژی کنترلی پیشنهادی پایداری سیستم و پروفیل ولتاژ در شبکه به‌طور قابل‌توجهی بهبود می‌یابند. https://karafan.tvu.ac.ir/article_145453_a79d4e9efef9e47691cffb06b17bad83.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Seven-level Switched-capacitor Inverter with Triple Boosting and Sensor-less Voltage Balancing Capability اینورتر کلید- خازنی هفت‌سطحی سه‌برابرکننده سطح ولتاژ با قابلیت خودمتعادل‌سازی بدون استفاده از سنسور 383 401 140918 10.48301/kssa.2021.295425.1626 FA حسن زارع استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-4697-747X حسین اصغرپورعلمداری استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-7507-7737 Journal Article 2021 07 28 This paper introduces a versatile single-phase seven-level inverter for integrating lower voltage renewable energy sources to the higher voltage amplitude power grids. The input voltage was increased by combining the voltage of the capacitors in the predetermined current paths. The output staircase waveform was formed by using a DC voltage source, two capacitors, and the aid of the phase disposition pulse width modulation (PD-PWM) strategy. The self-voltage balancing ability of the capacitors without the need for any external controllers nor sensors, high efficiency, and ease of operation were the most important features of the proposed converter. Requiring fewer semiconductor devices compared to other inverters mentioned in recently published papers ensures the superiority of the proposed boosting multilevel inverter. The ability to increase the input voltage by three times at the output in addition to the ability to self-balance the voltage of the capacitors without the use of a side control circuit or sensor were other advantages of the proposed structure. Furthermore, by calculating the power losses and circuit capacitances, 95.8% efficiency was obtained. Finally, the performance of the proposed seven-level inverter under different load conditions was simulated in MATLAB SIMULINK environment and the results were confirmed by the results obtained from the laboratory prototype. این مقاله، به معرفی یک مبدل هفت سطحی تک­فاز پرکاربرد، به‌منظور اتصال منابع تولید انرژی تجدیدپذیر با اندازه ولتاژ کمتر به شبکه‌های قدرت با اندازه‌های بیشتر پرداخته است. افزایش ولتاژ ورودی با ترکیب ولتاژ خازن‌ها در مسیرهای جریان از پیش تعیین‌شده صورت می‌گیرد. تولید شکل موج پلکانی AC خروجی با استفاده از یک منبع ولتاژ DC با کمک روش مدولاسیون تغییر فاز پهنای پالس (PD-PWM) انجام می‌شود. توانایی تعادل ولتاژ خودکار بدون نیاز به کنترل‌کننده یا سنسور خارجی، تعداد کمتر ادوات نیمه‌هادی، بازدهی بالا و سهولت بهره‌برداری از مهم‌ترین ویژگی‌های مبدل پیشنهادی است. قابلیت افزایش ولتاژ ورودی به میزان سه برابر در خروجی افزون بر قابلیت خود متعادل‌سازی ولتاژ خازن‌ها بدون استفاده از مدار کنترلی جانبی یا سنسور از دیگر مزایای ساختار پیشنهادی است. همچنین، با محاسبه تلفات توان و ظرفیت خازن‌های موردنیاز اینورتر پیشنهادی، مقدار بازدهی 95/8 درصد به‌دست آمد. درنهایت، عملکرد اینورتر هفت سطحی پیشنهادی در شرایط مختلف بار در محیط MATLAB SIMULINK شبیه‌سازی و نتایج آن با نتایج به‌دست‌آمده از نمونه اولیه آزمایشگاهی تأیید شد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_140918_660d46013c32ad4998e94f5db2e5048e.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Mechanical Arm Modeling of Bascule Lift with Simulation Method and Fuzzy Inference Approach مدل‌سازی بازوی مکانیکی دانش‌بنیان بالابر باسکول‌دار با رویکرد شبیه‌سازی و استنتاج فازی 403 428 150106 10.48301/kssa.2022.294013.1608 FA رضا رهبرهادی بیگلو دانشجوی دکتری، گروه مدیریت صنعتی، واحد فیروزکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران. 0000-0002-5691-5862 محمدمهدی موحدی استادیار، گروه مدیریت صنعتی، واحد فیروزکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران. 0000-0001-5414-2109 Journal Article 2021 08 25 Thus far, controllers have often used the equations governing direct kinematics or reverse kinematics to control the position of the final implement of the robotic arm. Difficulties in unravelling direct kinematic equations and reverse kinematics, errors in solving equations, lack of user-friendly graphical environment, lack of flexibility in controller decision making and large volumes of calculations are problems of control systems in controlling robotic arms. In this paper, a skeletal lift robot with two classic PID and Fuzzy control methods with 4 degrees of freedom, in addition to a simulation in which four parts of the arm were examined by the controller and Matlab / Simulink as a tool for feature testing were used. Robotic arm movements were used. Implementation outputs show the satisfactory performance of the fuzzy controller which was able to control the arms of this robot with a percentage of uplift and a desired sitting time of 1.23 seconds. Furthermore, in order to test the performance of the scaffolding robot, the movement nodes of the arm were placed optimally and the controlled system showed the high accuracy of the fuzzy controller so that after 1.23 seconds at the critical point, the wrist area, it was able to continue with the desired sitting with a permanent error of zero and without any distortion. تاکنون کنترل‌کننده‌ها اغلب از معادلات حاکم بر سینماتیک مستقیم یا سینماتیک معکوس، با هدف کنترل موقعیت مجری نهایی بازوی رباتیک استفاده می‌کردند. حل دشوار معادلات سینماتیک مستقیم و سینماتیک معکوس، خطا در حل معادلات، نبود محیط گرافیکی کاربرپسند، انعطاف‌ناپذیری در تصمیم‌گیری کنترل‌کننده و حجم زیاد محاسبات از مشکلات سیستم‌های کنترلی موجود در کنترل بازوهای رباتیک می‌باشد. در این مقاله، ربات بالابر باسکولدار توسط دو روش کنترلی PID کلاسیک و Fuzzy و با تعداد درجه آزادی 4 به همراه ارائه شبیه‌سازی که در آن چهار قسمت از بازو توسط کنترل‌کننده بررسی شده و از Matlab/Simulink به‌عنوان ابزار برای آزمایش ویژگی‌های حرکتی بازوی ربات استفاده شده است. خروجی‌های پیاده­سازی نشان‌دهنده عملکرد رضایت‌بخش کنترل‌کننده فازی طراحی شده است که توانسته با درصد بالازدگی و زمان نشست مطلوب 1.23 ثانیه به کنترل بازوهای این ربات بپردازد. همچنین به‌منظور آزمون عملکرد ربات بالابر باسکولدار، گره‌های حرکت بازو را هم به‌صورت مطلوب قرار داده و سیستم موردکنترل نشان از دقت بالای کنترل‌کننده فازی دارد؛ به‌طوری که بعد از گذشت 1.23 ثانیه در نقطه بحرانی یعنی مچ دست ناحیه wrisrt توانسته با نشستی مطلوب با خطای ماندگار صفر و بدون هیچ به‌هم‌خوردگی تداوم پیدا کند. https://karafan.tvu.ac.ir/article_150106_e910b48c0bdf1bf8e66f8abc85bd321d.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 The Numerical Investigation of Heat Transfer Rate and Entropy Generation of Al2O3/Water Nanofluid Flow in a Closed Cavity Containing 4 Circular Cylinders with Two Different Arrangements Using a Hybrid FD-LBM Technique بررسی عددی انتقال حرارت و تولید آنتروپی جریان سیال آب/Al2O3 در یک حفره بسته با دو چیدمان مختلف 4 مانع دایروی به روش هیبرید FD-LBM 429 457 143339 10.48301/kssa.2022.296680.1640 FA امیر جواد احرار استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-5148-5648 محمد امیدپناه استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-5787-4038 سیدعلی آقا میرجلیلی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران. 0000-0002-1490-4380 Journal Article 2021 08 31 In this study, the flow patterns, heat transfer rate and entropy generation rate of Al2O3/Water nanofluid was simulated in a closed cavity containing 4 circular cylinders with 2 different arrangements. The renowned single-phase nonhomogeneous technique (Buongiorno Model) was chosen to assess the nanofluid flow and heat transfer rate numerically. However, the diffusion term in the concentration equation of the technique usually possesses a relatively low value, which might cause instability issues during the iteration process. Hence, in order to deal with this problem, an in-house Fortran 90 code was developed using a novel hybrid FD-LBM method with TVD characteristics. The mentioned algorithm has been proved to be a great asset when facing flows with lower rate of diffusion compared to convection. The active parameters in this study were Ra, Le, and Al2O3 nanoparticle volume fractions, and their influence on the Nu and Sh numbers as well as the entropy generation rate of the system were investigated in the cavity for both cylinder arrangements. According to the results of this simulation, the stream function and consequently the flow velocity in the diamond arrangement were much higher compared to the square arrangement. Moreover, it was observed that not only the addition of nanoparticles could not raise the heat transfer rate from the wall, but in <em>φ</em> = 9 %, the Nusselt number experienced an approximate 15 % decrement.  در این پژوهش، جریان، انتقال حرارت و تولید آنتروپی نانوسیال آب/Al2O3 در یک حفره بسته با حضور 4 مانع دایروی با دو چیدمان مختلف در هندسه شبیه‌سازی شده است. تکنیک به‌کاررفته برای شبیه‌سازی جریان نانوسیال براساس روش مشهور نانوسیال تک‌فاز غیرهمگن (مدل بونگیورنو) می‌باشد که در این روش اصولاً نرخ نفوذ در معادله غلظت نانوسیال ضعیف می‌باشد و می‌تواند در همگرایی حل تأثیر منفی داشته باشد. از همین رو به‌منظور غلبه بر این نقیصه، نرم‌افزار مورداستفاده در این شبیه‌سازی فرترن 90 انتخاب گردید و کد موردنظر با استفاده از یک روش جدید FD-LBM با قابلیت TVD نوشته شد که با استفاده از این الگوریتم امکان شبیه‌سازی عددی جریان‌های سیالات با نرخ نفوذ پایین نسبت به نرخ همرفت بالاتر فراهم می‌شود. پارامترهای فعال در این پژوهش عدد ریلی، لویس و درصد حجمی نانوذرات اکسید آلومینیم هستند که تأثیر آنها بر عدد ناسلت، عدد شروود و نرخ آنتروپی تولیدشده در هندسه حل، با دو چیدمان مختلف موانع بررسی می‌گردد. براساس نتایج این مدلسازی تابع جریان و به تبع آن سرعت سیال در چیدمان لوزی به‌مراتب بیشتر از چیدمان مربعی می‌باشد. همچنین مشخص شد که با افزایش نانوذرات نه‌تنها نرخ انتقال حرارت از دیواره افزایش نمی‌یابد بلکه در % 9 = <em>φ</em> مقدار ناسلت نزدیک به 15 درصد کاهش می‌یابد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_143339_bd4cce0b474411588b5743e3a5ee8d2a.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 A Novel Method to Detect Location of the Sound Source with a High Accuracy Using Sound Sensors Array ارائه روشی نوین در زمینه آشکارسازی مکان منبع صوت با دقت بالا با استفاده از آرایه حسگرهای صوتی 459 480 150229 10.48301/kssa.2022.298512.1656 FA محمدرضا شکراللهی عضو هیئت علمی، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0001-6256-8142 محسن تمدن استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-7358-8437 Journal Article 2021 09 12 Various research attempts have been investigated to navigate and locate source of the sound originated from the events such as firing, explosion and the human. Noting the importance of this subject in security and environmental protection organizations, a novel approach is presented to locate sound source with a higher accuracy and a lower response time. Conventionally, the proposed approach is based on the sound signal time difference of arrival (TDOA) received by a sound sensors array. The novelty is to use the simplified results of the deployed geometric equation system. Thanks to the special structure of the sensors array, without a need to the complicated mathematical calculations and a heavy processing, just by incorporating the values in the equations the required response is achieved with the highest accuracy and the lowest time. For the proof of the concept, a primary scheme which is based on a 3-microphone array is simulated. Due to the minor error (i.e., 0.12%), to detect the source with 100% probability a 4-microphone array is developed. Also, to confirm the effectiveness of the concept in the 3-D space, the scheme is extended to a 5-micophone array. The time delays readout error is proportional to the error of the detection of the target location, and this error is dependet on the quality and the specification of the utilized hardware. Alleviating the complexities in the conventional techniques, it decreases the process time and also the required hardware. Therefore, this method saves the implementation costs in the common applications. تا به امروز تحقیقات زیادی در زمینه جهت‌یابی و مکان‌یابی منبع صدای تولیدی از مواردی مانند شلیک، انفجار و صدای انسان ارائه شده است. با توجه به اهمیت این موضوع در سازمان‌های مختلف امنیتی و محیط‌بانی، در این مقاله طرح جدیدی ارائه می‌گردد که در آن، مکان دقیق منبع تولید صدا، با دقت بسیار بالا و در کم‌ترین زمان تشخیص داده می‌شود. روش کار براساس تأخیر زمان ورود سیگنال صوتی به آرایه‌ای از حسگرهای صوتی است که یکی از روش‌های متداول می‌باشد. تفاوت روش پیشنهادی در این مقاله، استفاده از نتایج ساده‌شده حاصل از حل دستگاه روابط هندسی می­باشد. با توجه به ساختار خاص آرایه‌ حسگرها، روش پیشنهادی بدون نیاز به انجام محاسبات پیچیده و پردازش زیاد، تنها با یک جای‌گذاری ساده مقادیر در رابطه، پاسخ موردانتظار را در سریع‌ترین زمان و با بالاترین دقت محاسبه می‌کند. برای اثبات ایده پیشنهادی، طرح اولیه مبتنی‌بر آرایه‌ای از 3 میکروفن شبیه‌سازی شده است. به دلیل وجود خطای حدود 0.12 درصدی در آن، برای آشکارسازی با احتمال 100 درصد، طرح به آرایه 4 میکروفنی و سپس برای اثبات کارایی ایده در فضای 3 بعدی، به آرایه 5 میکروفنی ارتقا یافت. اندازه خطای قرائت تأخیرهای زمانی، رابطه مستقیم با درصد و میزان خطای تشخیص مکان هدف دارد و اندازه خطا وابسته به کیفیت و کمیت سخت‌افزار مورد استفاده می‌باشد. این روش با کاهش پیچیدگی­‌های متداول، باعث کاهش سخت‌‌افزار و زمان پردازش موردنیاز می‌گردد؛ از این‌رو استفاده از این روش می­‌تواند موجب کاهش هزینه‌­های پیاده‌­سازی در کاربردهای مرسوم شود. https://karafan.tvu.ac.ir/article_150229_3424e06a7117eade3c9fdb453ed9d407.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Dispersive Liquid-liquid Microextraction Technique Based on Solidification of Floating Organic Drop for Preconcentration and Determination of Molybdenum Prior to UV-visible Spectrophotometry تشخیص و پیش‌تغلیظ مولیبدن به روش میکرو استخراج مایع- مایع پراکنده شده بر پایه انجماد قطره آلی شناور همراه با طیف‌سنج فرابنفش- مرئی 481 493 145096 10.48301/kssa.2022.303610.1715 FA ابوالفضل درودی استادیار، گروه شیمی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-8571-5069 Journal Article 2021 09 13 Molybdenum (Mo) is a trace element of biological and environmental relevance. A novel method according to dispersive liquid-liquid microextraction technique based on solidification of a floating organic drop prior to UV-Vis spectrophotometry for determination of Mo at trace amounts in environmental samples was established. This method was based on the reaction of Mo with thiocyanate (SCN^-) as a chelating agent for formation of Mo (SCN)₅ in acidic medium. An appropriate mixture of acetone and 1-undecanol was rapidly injected into an aqueous sample and the red Mo complex was then extracted into 1-undecanol. After centrifugation, the sample tube was cooled for 5 min and the solidified formed 1-undecanol drop on the top of the solution was transferred into a micro-cuvette for determination of Mo by UV-Vis spectrophotometry. Absorbance of the complex was measured at 470 nm. Several important relevant parameters such as the amount of 1-undecanol and acetone, concentration of hydrochloric acid and extraction time were investigated. Under optimum operating conditions, the calibration curve in the linear region and concentration range of 12 to 100 ng mL^-1 of Mo were plotted. The limit of detection (LOD) of the method obtained was 3.8 ng mL^-1 based on 3S_b/m. The relative standard deviation (RSD %) of the method was found to be 3.3% for five replicate measurements. The proposed method was successfully applied for the determination of the Mo in tap and well water real samples with recoveries in the range of 95-103%. The proposed method was fast, sensitive, cheap, and used very small volumes of organic and environmentally friendly solvents. مولیبدن، عنصری دارای اهمیت بیولوژیکی و زیست‌محیطی، در مقادیر کم می‌باشد. یک روش جدید براساس میکرواستخراج مایع- مایع پراکنده‌شده بر پایه انجماد قطره آلی شناور^[1] پیش از اندازه‌گیری با طیف‌سنج فرابنفش- مرئی^[2] برای پیش‌تغلیظ و تشخیص مولیبدن در مقادیر کم ایجاد شده است. این روش براساس واکنش مولیبدن با یون تیوسیانات به‌منزله معرف کمپلکس‌دهنده برای تشکیل Mo(SCN)₅ در محیط اسیدی می‌باشد. یک مقدار دقیق از مخلوط استون و 1 –آندکانول به‌سرعت به داخل محلول نمونه تزریق می‌شود سپس کمپلکس قرمزرنگ مولیبدن به داخل حلال 1 –آندکانول استخراج می‌گردد. پس از سانتریفیوژ، لوله نمونه در داخل حمام آب و یخ به مدت 5 دقیقه سرد می‌شود و حلال 1 –آندکانول^[3] به‌صورت جامد روی محلول تشکیل‌شده به داخل سل میکرو انتقال می‌یابد تا مولیبدن با طیف‌سنج فرابنفش- مرئی تشخیص داده شود. جذب^[4] کمپلکس در طول موج 470 نانومتر اندازه‌گیری می‌شود. چندین پارامتر مهم مرتبط مانند حجم 1 –آندکانول و استون، غلظت هیدروکلریک اسید و زمان استخراج بررسی می‌شود. در شرایط بهینه عملکرد، منحنی کالیبراسیون در ناحیه خطی با غلظت 12 تا 100 نانوگرم در میلی‌لیتر از مولیبدن رسم می‌شود. حد تشخیص روش 3.8 نانوگرم در میلی‌لیتر براساس 3S_b/m به‌دست آمد. انحراف استاندارد نسبی روش برابر با  3.3  درصد برای پنج اندازه گیری تکرارپذیر می‌باشد. روش پیشنهادی با موفقیت برای تعیین مولیبدن در نمونه‌های حقیقی آب لوله‌کشی و چاه با بازیابی در محدوده 103 -95 درصد استفاده می‌شود. این روش مزایایی از جمله: سریع، حساس، ارزان، استفاده از حجم بسیارکم حلال‌های آلی دارد و حلال دوستدار محیط زیست است.<br /> <br />[1] Dispersive liquid-liquid microextraction technique based on solidification of a floating organic drop (DLLME-SFOD)<br />[2] UV-Visible spectrophotometric<br />[3] 1-Undecanol<br />[4] Absorbance https://karafan.tvu.ac.ir/article_145096_0c130bdc697fb10245bbdc227ebe14cc.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 A Method for Assessing the Security Risk in Cyber-Physical Systems with Incomplete Information Using Bayesian Game Theory روشی برای ارزیابی مخاطره امنیتی در سیستم‌های سایبر- فیزیکی با اطلاعات ناقص با استفاده از نظریه بازی بیزی 495 521 144724 10.48301/kssa.2022.320681.1909 FA حامد سپهرزاده استادیار، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-9688-2751 Journal Article 2021 12 20 In recent years, with the development and advancement of various aspects of information, we have witnessed the introduction of new technologies in various sectors of life and industry. The industrial sector has been most impacted with many critical infrastructures based on new technologies. On the other hand, the increasing complexity of these sectors has made the task of managing and maintaining safety much more difficult than before, so that in recent years the issue of security in industrial systems, particularly in critical and complex infrastructure, has become one of the major challenges. An attack on these systems can have adverse physical effects and consequences on equipment, products, service outages, and even human health. In this paper, a method for modeling and assessing the security risk in cyber-physical systems is presented. In this method, the interaction between the system and the attacker was modeled as a Bayesian game with incomplete information. The considered security parameters were divided into two categories of attack and defensive parameters and the attacker and the system behavior predicted using the proposed model. The inputs of this model were control components, process model, system and attack parameters, and its outputs were quantitative values for security risk metric. در سال‌های اخیر با توسعه و پیشرفت جنبه‌های مختلفی از دانش، شاهد ورود فناوری‌های جدید در بخش‌های مختلفی از زندگی و صنعت شده‌ایم. در این بین، بخش صنعت بیش‌ترین تأثیر را پذیرفته است به‌طوری که بسیاری از زیرساخت‌های حیاتی مبتنی بر فناوری‌های جدید شده است. از طرفی، افزایش پیچیدگی در این بخش‌ها، مدیریت و حفظ ایمنی را بسیار سخت‌تر از قبل کرده است، به‌طوری که در سال‌های اخیر موضوع امنیت در سیستم‌های صنعتی و به‌خصوص زیرساخت‌های حیاتی و پیچیده به یکی از معضلات اساسی تبدیل شده است. حمله در این سیستم‌ها می‌تواند تأثیرات و پیامدهای فیزیکی ناگواری بر تجهیزات، تولیدات، قطعی سرویس و حتی سلامت افراد داشته باشد. در این مقاله، روشی برای مدل‌سازی و ارزیابی مخاطره امنیتی در سیستم‌های سایبر- فیزیکی ارائه شده است. در این روش، تقابل بین سیستم و مهاجم به‌صورت یک بازی بیزی با اطلاعات ناقص مدل شده است. مؤلفه‌های امنیتی در نظر گرفته شده به دو دسته مؤلفه‌های دفاعی و مؤلفه‌های هجومی تقسیم‌بندی شده‌اند و رفتار مهاجم و سیستم با استفاده از مدل ارائه‌شده پیش‌بینی شده است. ورودی‌های این مدل، مؤلفه‌های کنترلی، مدل فرایند، مؤلفه‌های سیستمی و هجومی هستند و خروجی آن مقادیر کمّی برای سنجه‌ مخاطره امنیتی هستند. https://karafan.tvu.ac.ir/article_144724_004562f609730a5c42a6981eee568740.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Numerical Simulation of Indirect Cabinet Solar Dryer by Spraying of Water Droplets in Yazd Climate شبیه‌سازی عددی خشک‌کن خورشیدی غیرمستقیم کابینتی با پاشش قطرات آب در شهر یزد 523 544 138325 10.48301/kssa.2021.292394.1594 FA محمدصالح برقی جهرمی دانشجوی دکتری تبدیل انرژی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران. 0000-0002-6241-7050 ولی کلانتر دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران. 0000-0003-4498-1915 محمد امیدپناه استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-5787-4038 Journal Article 2021 07 04 Using fossil fuels causes environmental problems such as greenhouse emissions and air pollution. In this study, the use of solar dryers greatly reduced fossil fuel consumption in Yazd area and reduced environmental pollution in addition to increasing the quality of dried products. This dryer operates by passing natural convection or forced convection between the products and directly depends on the solar radiation received by the collector. To simulate the performance of the dryer, its 2D dimensions were modeling in Gambit software. Using Ansys Fluent software, by applying the amount of heat flux created at different hours in July 2020 for the geographical conditions of Yazd city on the collector, air flow and outlet temperature was reported. Based on the contours and diagrams, it was concluded that with a mass flow rate of 0.16 kg / s and a temperature of approximately 35C°, the drying conditions of grains and vegetables can be provided in the sunny conditions of Yazd. استفاده از سوخت‌های فسیلی باعث به‌وجود آمدن مشکلات زیست‌محیطی نظیر نشر گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا می­‌گردد. در این بین استفاده از خشک‌کن‌های خورشیدی می‌تواند تا حد زیادی از مصرف سوخت­‌های فسیلی در این حیطه جلوگیری کرده و علاوه بر افزایش کیفیت محصول خشک‌شده باعث کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی گردد. این خشک‌کن‌­ها با عبور جریان هم‌رفت طبیعی یا اجباری هم‌رفت هوای گرم بین محصولات عمل می‌کنند و وابستگی مستقیمی به‌شدت تابش دریافتی خورشید توسط جمع­‌کننده دارند. برای شبیه‌سازی عملکرد خشک‌کن، هندسه دوبعدی آن در نرم‌افزار گمبیت (GAMBIT) مدل‌سازی شده است. با استفاده از نرم‌افزار انسیس فلونت (ANSYS FLUENT) با اعمال میزان شار حرارتی ایجاد شده در ساعت­‌های مختلف در تیرماه سال 1399 برای شرایط جغرافیایی شهر یزد روی جمع­‌کننده، دبی هوا و در نهایت دمای خروجی گزارش شده است. نتایج با تحلیل کانتورها و نمودارهای حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌­دهد که با دبی جرمی kg/s 16/0 و دمای تقریباً ^oC 35 می‌توان شرایط خشک‌­کردن حبوبات و سبزیجات را در شرایط آفتابی شهر یزد فراهم کرد. https://karafan.tvu.ac.ir/article_138325_74f21771afe412d7bdbc0f0b3be103e3.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Investigation of Synergistic Influence of Reduced Graphene Oxide and Multi-walled Carbon Nanotubes on Flexural Properties and Interlaminar Shear Strength of Carbon Fiber/Epoxy Composites بررسی تأثیر هم‌افزایی اکسیدگرافن کاهش‌یافته و نانولوله کربنی چندجداره بر خواص خمشی و استحکام برشی بین‌لایه‌ای کامپوزیت‌های الیاف کربن/اپوکسی 545 563 142895 10.48301/kssa.2022.310106.1777 FA محمد امین بهرامی عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، استان تهران، ایران. 0000-0003-1549-0842 Journal Article 2021 10 16 In this paper, the synergistic influence of reduced graphene oxide and multi-walled carbon nanotubes on flexural properties and interlaminar shear strength of unidirectional carbon fiber and epoxy composites was investigated experimentally. To undertake the study, four specimens of carbon fiber/epoxy composite, carbon fiber/epoxy/multi-walled carbon nanotube composite, carbon fiber/epoxy/reduced graphene oxide composite, and carbon fiber/epoxy/multi-walled carbon nanotube/reduced graphene oxide composite were made manually. Three-point bending test was used to evaluate the flexural properties and interlaminar shear strength. The test results showed that carbon fiber/epoxy/multi-walled carbon nanotube/reduced graphene oxide composite had better properties than the other composites and this was due to the synergistic effect of the two nanoparticles. Flexural properties including flexural stress, flexural strain and flexural modulus increased by 53.12%, 31.76% and 8.6%, respectively, and interlaminar shear strength increased by 60.41% compared to the specimen without nanoparticles. In addition, to observe the distribution of nanoparticles and the type of fracture performed, fracture surface analyses of all specimens were carried out. در این مقاله تأثیر هم‌افزایی اکسیدگرافن کاهش‌یافته و نانولوله کربنی چندجداره بر خواص خمشی و استحکام برشی بین‌لایه‌ای کامپوزیت ساخته‌شده از الیاف کربن تک‌جهته و اپوکسی مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. برای بررسی چهار نمونه شامل: کامپوزیت الیاف کربن/اپوکسی، کامپوزیت الیاف کربن/اپوکسی/نانولوله کربنی چندجداره، کامپوزیت الیاف کربن/اپوکسی/اکسیدگرافن کاهش‌یافته و کامپوزیت الیاف کربن/اپوکسی/نانولوله کربنی چندجداره/اکسیدگرافن کاهش‌یافته به روش لایه‌گذاری دستی ساخته شده است. برای بررسی خواص خمشی و استحکام برشی بین لایه‌ای از آزمون خمش سه نقطه استفاده شده است. نتایج آزمون نشان داد که نمونه کامپوزیت الیاف کربن/اپوکسی/نانولوله کربنی چندجداره/اکسیدگرافن کاهش‌یافته خواص بهتری دارد و این به‌دلیل تأثیر هم‌افزایی دو نانوذره است. خواص خمشی شامل تنش خمشی، کرنش خمشی و مدول خمشی به‌ترتیب 53/12، 31/76 و 8/6 درصد و استحکام برشی بین لایه‌ای 60/41 درصد نسبت به نمونه بدون نانوذره افزایش پیدا کردند. همچنین برای مشاهده توزیع نانوذرات و نوع شکست، آنالیز سطح شکست نمونه‌ها انجام شده است. https://karafan.tvu.ac.ir/article_142895_091e83415629dbb126bb29b644c96ac2.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Optimization of Tool Wear and Surface Roughness in Machining with Cryogenic Treated Tool Using Genetic Algorithm بهینه‌سازی سایش ابزار و زبری سطح در ماشین‌کاری با ابزار عملیات تبریدی‌شده با استفاده از الگوریتم ژنتیک 565 581 140680 10.48301/kssa.2021.304929.1738 FA ولی‌اله پناهی‌زاده استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران. 0000-0003-0418-7522 محمد مهدی ابوترابی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران. 0000-0002-8555-1973 عارف سلیمی‌نیا دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران. 0000-0002-0871-6869 Journal Article 2021 10 02 Cutting fluids are used to achieve various purposes such as better surface quality, less tool wear, and reduced cutting force. In this paper, the effect of cutting tool cryogenic treatment on tool wear and workpiece surface roughness in comparison with dry and conventional turning of AISI 304 steel was investigated. The Taguchi method was used to design the experiments. The signal-to-noise ratio method was used to analyze the results of the experiments. Genetic algorithm and regression were used to optimize and model tool wear and workpiece surface roughness, respectively. Regression was used to determine the relationship between cutting speed, feed rate, depth of cut, and machining conditions as independent variables with tool wear and surface roughness as the response variables. The results demonstrated that machining AISI 304 stainless steel with cryogenic treated tool reduced the surface roughness of the workpiece compared to dry and conventional turning. Increasing the amount of ETA phase was one of the reasons for reducing wear and increasing the hardness of the cryogenic treated tool. Optimal values for tool wear and workpiece surface roughness were 0.4 mm and 2.8 microns, respectively. سیالات برشی برای دست‌یابی به اهداف مختلفی به‌کار می‌روند. از سیالات برشی برای رسیدن به کیفیت سطح بهتر، سایش ابزار کمتر و کاهش نیروی برشی استفاده می‌شود. در این مقاله، تأثیر عملیات تبریدی ابزار برشی بر سایش ابزار و زبری سطح قطعه‌کار در مقایسه با تراشکاری خشک و معمولی فولاد AISI 304 بررسی شده است. روش به‌کاررفته برای طراحی آزمایش‌ها، روش تاگوچی می‌باشد. به‌منظور تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از آزمایش‌ها روش نسبت سیگنال به نویز به‌کار رفته است. از الگوریتم ژنتیک و رگرسیون به‌ترتیب برای بهینه‌سازی و مدل‌سازی سایش ابزار و زبری سطح قطعه‌کار استفاده شده است. از رگرسیون برای تعیین رابطه سرعت برشی، نرخ پیشروی، عمق برش و شرایط ماشین‌کاری به‌عنوان متغیرهای مستقل با سایش ابزار و زبری سطح به‌عنوان متغیر پاسخ استفاده شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که ترا‌شکاری فولاد زنگ‌نزن AISI 304 با ابزار عملیات تبریدی‌شده در مقایسه با ترا‌شکاری خشک و معمولی، زبری سطح قطعه‌کار را کاهش می‌دهد. افزایش مقدار فاز اِتا یکی از دلایل کاهش سایش و افزایش سختی ابزار عملیات تبریدی‌شده می‌باشد. مقادیر بهینه برای سایش ابزار و زبری سطح قطعه‌کار به‌ترتیب 0/4 میلی‌متر و 2/8 میکرون‌متر ارائه شده است. https://karafan.tvu.ac.ir/article_140680_2709057209cbdf5de3c14e4de17e0642.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Remote Laboratories Network: Design and Implementation Case Study: Electrical Machines Lab., Isfahan (Shahid Mohajer) Faculty of Technology شبکه آزمایشگاه‌های راه‎دور: طراحی و اجرا مطالعه موردی: آزمایشگاه ماشین‌های الکتریکی دانشکده فنی شهید مهاجر اصفهان 583 606 148347 10.48301/kssa.2022.313137.1816 FA پارسا یزدان‌پناه قرائی کارشناس ارشد، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0002-2312-2399 علی هاشمی استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0001-9710-2350 Journal Article 2021 11 23 The utilization of new technologies in electronics and industrial Internet of Things (IoT) allows practical experiments to be performed remotely. Remote laboratories have made it possible to develop experimental courses and research during the Covid-19 pandemic. Given the importance of practical experiments in the study of academic courses, it can also be used as a complement to e-learning. The development of electronics, control, mechatronics, and computer network engineering provides a clear vision for (the) development of Remote Laboratories in the near future. In this article, the remote laboratory of electric machines in Shahid Mohajer Faculty of Technology (Isfahan) was introduced as an example. This network was based on LabVIEW software, Arduino hardware, using PLC LOGO V8. In addition, the proposed remote laboratory network's risk management and economic justification were evaluated. The ability to extend remote laboratory networks to all universities, even technical schools, was an important advantage of the proposed remote laboratory network<strong>. </strong> بهره‌­گیری از فناوری­‌های نوین الکترونیکی و اینترنت اشیای صنعتی، این اجازه را می­دهد تا بتوان فعالیت‌های آزمایشگاهی و کارگاهی را از راه‌‎دور انجام داد. آزمایشگاه‌های راه‎‌دور، امکان توسعه پژوهش‌­های مبتنی بر کارهای تجربی را در دوران پاندمی کرونا فراهم آورده‌اند و با توجه به‌ضرورت و جایگاه آزمایش‌های عملی در مطالعات و تدریس دروس دانشگاهی، به‌عنوان مکمل آموزش الکترونیکی نیز قابل‌استفاده می‌باشند. گسترش علوم مهندسی الکترونیک، کنترل، مکاترونیک، شبکه و همچنین بهره­مندی دانشگاه فنی و حرفه‌­ای از دانش استادان خبره در این زمینه و دارا بودن رشته­‌های تخصصی مرتبط، چشم­انداز روشنی را به­‌منظور تأمین آزمایشگاه­‌هایی از این قبیل در آینده نزدیک فراهم می‌سازد. این مقاله شبکه آزمایشگاه‌­های راه‌­دور را که به‌صورت نمونه در آزمایشگاه ماشین­‌های الکتریکی دانشکده شهید مهاجر اصفهان عملیاتی شده، معرفی می‌کند. این شبکه مبتنی بر نرم‌افزار LabVIEW و سخت‌افزار Arduino می‌باشد و از PLC LOGO V8 بهره می‌‌برد. همچنین مباحث مربوط به مدیریت ریسک و توجیه‌­پذیری اقتصادی طرح پیشنهادی ارزیابی شده است. قابلیت توسعه این شبکه آزمایشگاهی به‌ تمامی مراکز آموزش دانشگاهی و حتی هنرستان­‌های فنی و حرفه‌­ای از مزایای مهم آن محسوب می‌شوند. https://karafan.tvu.ac.ir/article_148347_f4729fc80a287868040568d88c7f082e.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 A New Method for Detecting Influential Nodes in Social Network Graphs Using Deep Learning Techniques ارائه روشی جدید برای تشخیص گره‌های پرنفوذ در گراف شبکه‌های اجتماعی با استفاده از روش‌های یادگیری عمیق 607 628 146598 10.48301/kssa.2022.310565.1786 FA آزاد نوری عضو هیات علمی، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-2794-4936 Journal Article 2021 10 19 One of the most important issues in large social networks is identifying influential users to maximize the diffusion of news and messages which is popularly known as the Social Influence Maximization Problem (SIM Problem). The success of the diffusion process in these networks depends on the influential users’ selection mechanism. On the other hand, with the increase in growth rate and data size in the graph of large social networks, one of the main challenges is the large number of nodes and edges which makes any processing problematic. Implementing traditional methods on large graphs with high-dimensional data is difficult and time consuming, and more efficient methods must be used. In this paper, a new method for reducing the graph size of social networks using deep learning is proposed, followed by providing a novel and effective solution to the Social Influence Maximization Problem by considering the minimum overlap between nodes. The findings of the simulation in the real world show better performance of the proposed method in terms of execution time and spread of influence than traditional techniques.<strong> </strong> یکی از مسائل مهم در شبکه­‌های اجتماعی بزرگ، شناسایی کاربران بانفوذ برای بیشینه‌­سازی انتشار اخبار و پیام‌­ها است که عموماً تحت عنوان مشکل بیشینه‌­سازی تأثیر در شبکه­‌های اجتماعی (مشکل SIM)، شناخته می‌شود. موفقیت روند ­انتشار در این شبکه‌­ها بستگی به مکانیسم انتخاب کاربران تأثیرگذار دارد. از طرفی با افزایش سرعت رشد و حجم داده‌­ها در گراف شبکه‌­های اجتماعی بزرگ یکی از معضلات اصلی، تعداد بسیار زیاد گره­‌ها و یال‌­هاست که انجام هر نوع پردازشی روی آن را با مشکلات متعدد روبه‌رو می­‌سازد. اجرای روش‌های سنتی بر روی گراف­‌های بزرگ و دارای داده­‌های با ­ابعاد بالا، سخت و زمان‌بر است و باید روش­‌های مؤثرتری به‌کار گرفته شود. در این مقاله ما با استفاده از یادگیری عمیق، روش جدیدی برای کاهش ابعاد گراف شبکه‌های اجتماعی پیشنهاد داده و سپس با در نظر گرفتن حداقل هم‌پوشانی بین گره‌­ها تلاش می­کنیم تا راه‌حل جدید و مؤثری را برای مسئله بیشینه­‌سازی تأثیر ارائه دهیم. در ادامه نتایج حاصل از شبیه‌­سازی در دنیای واقعی، نشان‌دهنده عملکرد بهتر روش پیشنهادی از نظر زمان اجرا و میزان گسترش نفوذ نسبت به تکنیک‌های سنتی است.  https://karafan.tvu.ac.ir/article_146598_8a546590f9b1a4dc90c93c5e8e211da6.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Development of a Driving Cycle Based on Data Recorded from an Electric-gasoline Hybrid Vehicle on Two Routes in Tehran City with K-means Algorithm توسعه یک چرخه رانندگی براساس داده‌های ضبط‌شده از یک خودروی هیبرید بنزینی- الکتریکی در دو مسیر از شهر تهران با الگوریتم میانگین کی 629 652 145978 10.48301/kssa.2022.315133.1840 FA محمد آزادی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران. 0000-0001-8686-8705 شکوه دزیانیان دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران. 0000-0003-3729-2812 علیرضا نوی دانشجوی کارشناسی، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران. 0000-0001-7359-0177 علیرضا سلمانی کارشناسی ارشد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران 0000-0003-3181-7585 تابانمهر قرائتی دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی، قزوین، ایران. 0000-0003-0313-7371 علی فرجی دانشجوی کارشناسی، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران. 0000-0002-2439-8493 Journal Article 2021 11 28 In this article, a driving cycle was developed based on acquired data from a hybrid gasoline-electric vehicle on two routes in Tehran city, using the K-mean algorithm. For this objective, speed data and the geographical locations of the vehicle were acquired with a mobile application and results were validated by data in the vehicle monitor on two different routes in Tehran city. Then, using the K-mean algorithm, two driving cycles were extracted and their characteristics compared to those of big data. Obtained results demonstrated that for the developed software, data acquisition was accurate and of appropriate quality. Final introduced driving cycles had relative errors below 10%, which indicated their appropriate selection from acquired big data. Moreover, compared to extracted cycles by gasoline vehicles in Tehran city, it could be claimed that the vehicle type had impact on vehicle driving; however, this impact was more related to the driving culture and the roughness of the roads in this city. This is because these cycles all record figure of more than 80% and approximately 30 km / h for the percentage of driving time and average travel speed, respectively. Another interesting result obtained from the analysis of big data is that the stop time in cycles was less than 10% and therefore, drivers in Tehran had low tendency to stop. Thus, for controlling the vehicle speed under traffic conditions, high variations in speed was needed. This led to approximately 40% of the variations from the average speed compared to other cycles, which were a little higher.       در این مقاله، یک چرخه رانندگی براساس داده‌­های ضبط‌شده از یک خودروی هیبرید بنزینی الکتریکی در دو مسیر شهر تهران با الگوریتم میانگین کی (K-means) توسعه داده شده است. برای این منظور، در دو مسیر متفاوت در شهر تهران، داده­‌های سرعت و مکان جغرافیایی خودرو برحسب زمان با یک نرم‌­افزار تلفن همراه ضبط شد و نتایج آن با استفاده از داده‌­ها در نمایشگر خودرو، صحه‌­گذاری گردید. در ادامه، با استفاده از الگوریتم میانگین کی، دو چرخه رانندگی برای دو مسیر فوق استخراج شد و مشخصه‌­های آنها با مشخصه‌های کل داده­‌ها مقایسه گردید. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که برای نرم‌افزار توسعه‌یافته، داده‌برداری از دقت و کیفیت مناسبی برخوردار است. چرخه­‌های رانندگی معرفی‌شده نهایی دارای خطاهای نسبی کمتر از 10 درصد هستند که نشان از انتخاب مناسب آنها در کلان داده ضبط‌شده می‌باشند. همچنین، در مقایسه با چرخه‌های تولیدشده با خودروهای بنزینی در شهر تهران می‌توان ادعا کرد که بیش از آن‌که نوع وسیله نقلیه بر وضعیت حرکت خودرو مؤثر باشد فرهنگ رانندگی و نیز ناهمواری‌های جاده در این شهر تأثیرگذار هستند؛ زیرا این چرخه‌ها همگی اعدادی بیش از 80 درصد و حدود 30 کیلومتر بر ساعت را به‌ترتیب برای درصد زمان رانندگی و میانگین سرعت سفر ثبت کرده‌اند. نکته جالب دیگر به‌دست‌آمده از تحلیل کلان داده ضبط‌شده، این است که با توجه به درصد زمان توقف چرخه‌ها که همگی کمتر 20 درصد هستند، رانندگان در تهران تمایل کمی به توقف دارند و لذا برای کنترل سرعت خودرو در ترافیک، نیازمند ایجاد تغییرات شدید در سرعت خودرو می‌شوند که همین اتفاق سبب ثبت انحراف حدود 40 واحد از میانگین سرعت می‌شود که در مقایسه با سایر چرخه‌ها اندکی بیشتر است.  https://karafan.tvu.ac.ir/article_145978_e5fa2ef40e9643f746fe25d63a93f7c7.pdf

دانشگاه ملی مهارت فصلنامه علمی کارافن 2382-9796 19 1 2022 05 22 Sand Soil Stabilization Using Halomonas Bacterial Calcite Precipitation in East of Isfahan and Comparison with Sporosarcina Pasteurii (SP) Bacteria Function تثبیت ماسه‌های شرق اصفهان به کمک فناوری زیستی باکتری Halomonas sp. در مقایسه با عملکرد باکتری شاهد Sporosarcina pasteurii (SP) 653 670 145098 10.48301/kssa.2022.294448.1613 FA حسینعلی بگی استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران. 0000-0003-4310-6182 علی رحیمی استاد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه VIT، ولور، هند. 0000-0002-3742-358X Journal Article 2021 09 06 Biocementation is a recently developed link in geological engineering and biotechnology which deals with the application of microbiological activities to improve the engineering properties of soils and creates the positive role of geotechnical engineering for protection of the environment. In this investigation, <em>Halomonas</em> sp. and <em>Sporosarcina Pasteurii </em>(SP) was used for biocementation of sands in eastern area of Isfahan, Iran.  As compared with conventional microbial induced calcite precipitation (MICP) methods, this strategy which uses free urease catalysts to secure bacterial enzyme induced calcite precipitation (MICP) appears to offer an improved means of bio-stabilizing sand soils in a 42day period. After biocementation, the velocity of ultrasonic waves reached approximately 390m/s and the internal angle of friction in bacterial sandy samples increased. Tests were conducted to evaluate the feasibility of using ultrasonic testing for stabilization applications. The ultrasonic testing consisted of determining primary-wave (P-wave) velocities of stabilized mixtures. اخیراً بهبود و مقاوم‌سازی خاک به کمک رسوب‌زایی کربنات توسط میکروب‌ها (MICP) حلقه‌ای بین فناوری زیستی و مهندسی زمین‌شناسی ایجاد کرده است. تکوین چنین روشی می‌تواند هم‌زمان تأثیرات دوسویه مفید زیست‌محیطی و ژئوتکنیکی ایجاد کند. در این پژوهش برای مقاوم‌سازی ماسه‌های شرق اصفهان، از باکتری‌های<em>Halomonas </em>sp.  و <em>Sporosarcina pasteurii</em> (SP) (استاندارد) استفاده شده است. در این راستا طی دوره‌های 42 روزه آزمایش‌های مختلفی به‌منظور بررسی بهبود مقاومتی خاک انجام گردیده است. در این مطالعه مشخص گردید که خواص مهندسی خاک‌های موردآزمایش با تحریک باکتری‌های موجود در آن به کلسیت‌زایی، به‌صورت قابل‌توجهی تغییر یافته است. بررسی این ویژگی‌ها به کمک آزمایش‌های برش مستقیم و امواج فشاری نشان می‌دهد که مقاومت خاک به کمک باکتری <em>Halomonas </em>sp در مقایسه با باکتری استاندارد (SP) به‌صورت امیدوارکننده‌ای بهبود یافته است؛ به‌طوری که سرعت امواج فشاری در نمونه مقاوم شده توسط باکتری به حدود 390 متر بر ثانیه رسیده است و زاویه اصطکاک داخلی خاک نسبت به باکتری استاندارد با شیب ملایم‌تری افزایش یافته است.   https://karafan.tvu.ac.ir/article_145098_c0ba680b3c7b1c0217a15aae5265e28e.pdf