دانشگاه سمنانمدل سازی در مهندسی2008-4854103120130120BEHAVIOR FACTOR OF STEEL DUAL FRAMES WITH LARGE- SCALED CONCENTRICALLY BRACING SYSTEMSضریب رفتار قاب های دوگانه فولادی با مهاربندهای هم محور بزرگ مقیاس113162610.22075/jme.2017.1626FAغلامرضاعبداله زادهشهروزمحمدیJournal Article20170128In this paper, the seismic behavior of steel dual frames with large-scaled concentrically bracings have been evaluated at special ductility level, and then the ductility reduction factor and the over-strength reduction factor for this type of structural system have been calculated. To do so, multi-story buildings with large scaled X- bracing form were considered. Then, the push-over static analysis, non-linear incremental dynamic analysis and linear dynamic analysis were performed to determine the effect of building height on the behavior factor. This study shows that the seismic behavior, the ductility reduction factor and the over-strength reduction factor decrease when the number stories of building increase. But the decrease rate in ductility reduction factor is more than the decrease rate in over-strength reduction factor. Finally, the behavior factor for each building has been calculated separately and, mean values, 5.0 and 7.5 have been recommended for limit-states design and permissible (or Allowable) stress approaches, respectively.امروزه مهاربندهای بزرگ مقیاس که به طور همزمان اتصال چند طبقه و چند دهانه از یک قاب را به یکدیگر ممکن میسازند، در بهبود رفتار ساختمانها تحت اثر زلزلههای شدید نقش موثری را ایفا میکنند. باتوجه به این موضوع شناخت عملکرد قابهای مجهز شده با این نوع از سیستمها حائز اهمیت است. در این مقاله رفتار لرزهای قابهای دوگانه فولادی با مهاربندهای هممحور بزرگ مقیاس در سطح شکلپذیری ویژه مورد ارزیابی قرارگرفته و ضریب رفتار ناشی از شکلپذیری و اضافهمقاومت این نوع از سیستمهای سازهای محاسبه شدهاست. برای این منظور، اثر ارتفاع ساختمان بر ضریب رفتار با استفاده از تحلیلهای استاتیکی پوشآور، دینامیکی فزاینده غیرخطی و دینامیکی خطی، بر روی مدل ساختمانهایی با تعداد طبقات مختلف که به مهاربندی ضربدری بزرگ مقیاس مجهز شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیان میکند که در اکثر مدلها، ضریب رفتار و پارامترهای مؤثر بر آن از قبیل ضریب کاهش ناشی از شکلپذیری و ضریب کاهش ناشی از اضافهمقاومت، با افزایش تعداد طبقات کاهش مییابند ولی نرخ کاهش ضریب کاهش ناشی از شکلپذیری در مقایسه با نرخ کاهش ضریب کاهش ناشی از اضافهمقاومت، سریعتر میباشد. در نهایت ضریب رفتار برای هر یک از ساختمانها به طور جداگانه محاسبه شده و متوسط این ضریب برای سازههای با تعداد طبقات مختلف در روشهای طراحی حالات حدی و تنش مجاز بهترتیب 0/5 و 5/7 حاصل شدهاست.https://modelling.semnan.ac.ir/article_1626_13f934c9bd36f17935869936cf7a76d1.pdfدانشگاه سمنانمدل سازی در مهندسی2008-4854103120130120ANALYTICAL STUDY OF CONCRETE-FILLED DOUBLE SKIN STEEL TUBULAR COLUMNS UNDER INTERACTION OF BENDING MOMENT AND AXIAL LOADبررسی رفتار ستونهای مرکب دو لایه تحت اثر متقابل نیروی محوری و لنگر خمشی1523162710.22075/jme.2017.1627FAمحمد علیلطف اللهی یقینمجتبیضیائیونJournal Article20170128Concrete Filled Double Steel Tubular columns are from the concrete filled tubular columnsâ (CFT) family formed of two steel walls with square or circular sections. They are assembled concentrically and the space between the two walls is filled with concrete. Since CFDST columns do not need concrete casting and are easy to assemble and carried and are well protected against damages, they have some advantages over other columns. They are generally used in offshore structures, piers of the bridges with large openings, and nuclear canals in power plants. They have recently been used in the frames of high rising buildings in Japan as well. The present study attempts to investigate the behavior of these new columns under axial pressure forces and bending moment through finite element method and ABAQUS 6.10 program. In order to make sure the finite element modeling is correct, the results of numerical analyses of CFT columns were compared to the laboratory results and the results were satisfying. The present study also investigated the effects different parameters of column thinness, the cross sectionâs geometric features, and characteristics of strength of materials and found that these columnsâ capacity for load is more than CFT columns and are lighter and more economical compared to them.ستونهای مرکب دولایه فولادی که با بتن پر میشوند از خانواده ستونهای CFT به شمار میروند که از دو جداره فولادی با مقطع مربع یا گرد تشکیل شده و به صورت هم مرکز مونتاژ میشوند و بین دو جداره آن با بتن پر میگردد. ستونهای مرکب دو لایه دارای مزایایی از قبیل عدم نیاز به قالببندی برای بتنریزی، حمل و مونتاژ سریع و حفاظت سطح بتن از آسیب میباشند. این ستونها در سازههای فرا ساحلی، پایه پلهایی با دهانههای بزرگ، مجراهای هستهای در نیروگاهها مورد استفاده قرار گرفته و اخیراْ نیز در اسکلتسازههای بلند مرتبه در ژاپن به کار رفته است. در مطالعه حاضر، رفتار این نوع جدید از ستونها با استفاده از روش اجزا محدود و به کمک نرمافزار ABAQUS تحت نیروی محوری فشاری و لنگر خمشی بررسی شده است. جهت اطمینان از صحت مدلسازی اجزای محدود، نتایج حاصل از تحلیلهای عددی ستونهای CFT با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده و از درستی مدلسازی، اطمینان حاصل شده است. در این تحقیق اثر پارامترهایی از قبیل مشخصات هندسی مقطع، لاغری ستون و مشخصات مقاومتی مصالح به کار رفته در ستونهای مرکب دولایه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق حاضر نشان میدهد که این ستونها نسبت به ستونهای CFT دارای ظرفیت تحمل بار بیشتری بوده و نسبت به ستونهای CFT سبکتر و نسبت به ستونهای فولادی و بتنی اقتصادیتر میباشد.https://modelling.semnan.ac.ir/article_1627_08e6d8bff7662531b515aabf29ddb8f5.pdfدانشگاه سمنانمدل سازی در مهندسی2008-4854103120130120NUMERICAL SIMULATION OF SGT-600 GAS TURBINE COMBUSTOR AND FLOW FIELD UNDER OPERATION CONDITIONمدل سازی عددی محفظه احتراق توربین SGT600 و تحلیل میدان جریان در شرایط کارکرد واقعی2535162810.22075/jme.2017.1628FAمحمدرضاعلیگودرزJournal Article20170128In this paper, the combustion chamber of SGT600 gas turbine with 18 similar burners is numerically simulated from compressor outlet to turbine inlet with ANSYS CFX software to investigate the flow field and combustion properties. The three-dimensional simulation is carried out with a combustion model based on a turbulent flame speed closure (TFC) model for the 2-equation turbulence model, k-ε, in SGT600. Excellent agreement between the results of numerical analyses and experimental data was observed so that the error rate in calculated outlet temperature was 0.1 percent. The numerical model predicted the temperature at the inner surface of the heat shield about 1390ËK. Also the maximum temperature of liner was 1285ËK. The temperature reduction shows the effects of cooling flow. Due to results, the CFD model enables the prediction of the temperature of heat shield and combustorâs wall and could determine the critical points of operation.در این مقاله، محفظه احتراق توربین گاز SGT600 که دارای 18 برنر مشابه میباشد، از خروجی کمپرسور تا ورودی توربین به صورت عددی با استفاده از نرم افزار ANSYS CFX مدل شده و پدیدهی احتراق به صورت سه بعدی با مدل آشفتگی k-ε و مدل احتراقی TFC مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. با شبیهسازی عددی میدان جریان و دما درون محفظه احتراق و مقایسهی نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج تجربی، انطباق بسیار مناسبی بین نتایج تحلیل عددی و تجربی مشاهده شد؛ به طوری که میزان خطا در مورد محاسبهی دمای خروجی حدود 1/0 درصد است. در مدل عددی به کار رفته حداکثر دمای سپر حرارتی در حدود 1390 درجه کلوین بهدست آمده است که با توجه به پوشش محافظ آن این مقدار دما برای سپر حرارتی قابل تحمل میباشد. همچنین در محاسبات عددی حداکثر دمای دیواره در حدود 1285 درجه کلوین محاسبه شد که کاهش دمای روی دیوارهها ناشی از خنککاری دیوارهها میباشد. با توجه به نتایج بهدست آمده از تحلیل عددی، مشخص شد که مدل CFD ایجاد شده، توانمندی بسیار خوبی در مدلسازی خنککاری این محفظه داشته و قادر به تعیین نقاط حساس از دیدگاه عملکردی است.https://modelling.semnan.ac.ir/article_1628_3f581aedd83e3a80b2cb8321c291a0fa.pdfدانشگاه سمنانمدل سازی در مهندسی2008-4854103120130120THE MATHEMATICAL FORM OF MATERIAL CONSTITUTIVE LAWS APPLICABLE FOR MODELING OF METAL PLASTIC BEHAVIOR IN SIMULATION OF MACHININGفرم ریاضی مدل ساختاری ماده قابل کاربرد در تحلیل رفتار پلاستیک فلزات در مدل سازی ماشین کاری3748162910.22075/jme.2017.1629FAمحمدرضاوزیری سرشکمحمودسلیمیمحمدمشایخیJournal Article20170128Among the effects of strain hardening, strain-rate hardening, and temperature softening, it has been long argued about which effect is predominant in governing the material flow stress in machining. In addition, there is a belief that the temperature and strain rate counterbalance the effect of each other therefore there is no need to consider temperature softening and strain-rate hardening while modeling material flow behavior. It means that similar to metal forming processes, the flow stress will be the function of strain only whereas, the magnitudes of strain-rates, and temperatures involved in machining are several orders higher than those generated in forming processes. On the other hand, measuring material flow stress under high strain-rates and temperatures in controllable conditions needs especial costly equipments therefore it is worth to discuss whether the stress-strain data obtained in the simple standard tensile test can be used in machining. This paper discusses some requirements for mathematical form of material models applicable to describe the yield surface in simulation of machining. As a result the first predominant factor governing the material flow stress is strain hardening. It is demonstrated that strain-rate and temperature do not counterbalance the effects of each other in all machining zone. Therefore implemented material model in machining should include both considerable effects in a suitable way. It is demonstrated that friction is an important heat source independent to plastic dissipated energy therefore its contribution in material flow should be considered in convenient method via implementing temperature parameter in mathematical equation of material model. In addition, the velocity of material deformation is another parameter governing the material flow behavior in machining. It is indicated that the strain rate parameter plays the role of suitable corresponding field variable therefore it should be appeared in mathematical form of material model to include related effects.یکی از بحثهایی که پس از سالیان متمادی همچنان در بین محققین زمینه ماشینکاری رایج است، میزان تأثیر پدیده های کرنش سختی، نرخ-کرنش سختی و نرم شوندگی حرارتی در مقاومت ماده به سیلان در ناحیه برش است. برخی براین اعتقادند که نرم شوندگی ناشی از بالا رفتن دما سختی ایجاد شده در اثر نرخ کرنش را خنثی کرده، بنابراین دما و نرخ کرنش در سیلان ماده بی تأثیر بوده و مشابه فرآیندهای شکل دهی، برای رابطه ریاضی مدل ساختاری ماده (مدل ماده) کافی است که تنش سیلان را فقط برحسب کرنش بیان کنند. مدلهای ماده با این فرم به سادگی و به کمک آزمایش استاندارد کشش قابل دستیابی خواهند بود. این در حالی است که مرتبه بزرگی نرخ کرنش و دماهای متداول در ماشینکاری چندین برابر مقدار این متغیرها در فرآیندهای شکل دهی است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که هر چند کرنش سختی نقش اصلی را در تغییرات تنش سیلان در ماشینکاری خواهد داشت، اما میزان تأثیر نرخ کرنشسختی و نرمشوندگی حرارتی هم قابل توجه خواهد بود. اما دما و نرخ کرنش اثر یکدیگر را خنثی نمی کنند و باید در فرم ریاضی رابطه مدل ماده حضور داشته باشند؛ تا به ترتیب اثر اصطکاک به عنوان منبع حرارتی خارجی و اثر سرعت انجام فرآیند را به عنوان دو پارامتر مستقل اعمال کنند.https://modelling.semnan.ac.ir/article_1629_c53d38e1dbb168dbf740e6f2484f6b64.pdfدانشگاه سمنانمدل سازی در مهندسی2008-4854103120130120ANALYSIS OF AXISYMMETRIC SHEET HYDROFORMING PROCESSتحلیل فرآیند هیدروفرمینگ متقارن محوری ورق4957163010.22075/jme.2017.1630FAحشمت الهحقیقتکاوهامراه نژادJournal Article20170128In this paper an analytical model considering die arc and variable thickness for dome portion of the deformed sheet is proposed for axisymmetric sheet hydroforming process. The aim of the analysis is to calculate the thickness variation along the final shape and the required forming pressure in two cases of high and low blank holder forces. For analysis, first a mathematical relation for the thickness distribution in dome portion is proposed. Then, by applying the incompressibility law in plastic deformation the thickness distribution is calculated. After that, with the calculated thickness variation, the strains and the stresses all over the deformed sheet and the strain energy are determined. By equating the total strain energy with the external work, the forming pressure is calculated. The predictions of the proposed analytical model are validated by comparing them with the results available in the literature and they are found to be in good agreement.این مقاله به تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ متقارن محوری ورق با درنظر گرفتن شعاع گوشه قالب و ضخامت متغیر برای قسمت گنبدی شکل ورق، میپردازد. هدف از انجام این مطالعه، محاسبه توزیع ضخامت در ورق تغییرشکلیافته و همچنین محاسبه میزان فشار شکلدهی لازم در دو حالت نیروی ورقگیر زیاد و نیروی ورقگیر کم میباشد. برای تحلیل، ابتدا یک رابطه برای تغییرات ضخامت قسمت گنبدی شکل ورق پیشنهاد شده و با اعمال قانون تراکم ناپذیری در تغییرشکل پلاستیک، توزیع ضخامت بهدست آمده است. سپس براساس توزیع ضخامت بهدست آمده، کرنشها و تنشها در سراسر نقاط ورق و همچنین انرژی کرنشی ورق محاسبه شدهاند. با مساوی قرار دادن انرژی کرنشی با کارانجام شده توسط فشار سیال، فشار شکلدهی لازم در هر مرحله تغییرشکل محاسبه شده است. به منظور اعتباردهی به تحلیل حاضر، نتایج بهدست آمده با نتایج سایر محققان مقایسه شده است.https://modelling.semnan.ac.ir/article_1630_6530d7c1a24e02759849f121ec995096.pdfدانشگاه سمنانمدل سازی در مهندسی2008-4854103120130120SIMULATION AND INVESTIGATION OF RING COMPRESSION TEST FOR FRICTION MEASURMENT IN HOT FORGING PROCESSشبیه سازی و بررسی آزمون فشار حلقه به منظور اندازه گیری اصطکاک در فرآیند فورج داغ5967163110.22075/jme.2017.1631FAمجتبیدهقانفتح اللهقدسجواددعاییJournal Article20170128Friction is one of the most effective parameters in the forging process, which its analysis is needed. Efficient lubrication is best way in controlling friction and wear in this process. Because of the low cost of lubrication in comparison with the reductions that it creates in cost, testing the lubricants is important in forging. One of the best ways of testing the lubricant is the ring compression test, which with finite element method, the friction coefficient is calculated. In this research the effect of mixed graphite in water and also the effect of the amount of graphite in the lubricant in the reduction of friction was calculated using the ring test. Effect of the lubricant was easily recognized in the final dimensions of the specimens in result of the reduced friction this was seen in the changing of sticking friction to sliding friction. Nevertheless, the changes in the amount of graphite in water did not have a great effect on the reduction of the friction coefficient. Furthermore, after viewing differences in the friction coefficients calculated by the means of finite element analysis ABAQUS software and the frictional calibration curves, it was concluded that the sole calibration curves could not be used for hot working conditions.اصطکاک یکی از مهم ترین پدیده های مؤثر بر فرآیند فورج می باشد، که تحلیل آن در این فرآیند ضروری است. علاوه بر رعایت یک سری اصول اساسی، انجام روانکاری صحیح بهترین روش کنترل اصطکاک و سایش در این فرآیند می باشد. به دلیل کم هزینه بودن عملیات روانکاری در مقایسه با کاهش هزینه ی آن در فرآیند تولید، ارزیابی روانکار ها یک اصل مهم در فرآیند فورج است. یکی از بهترین روش های ارزیابی روانکارها آزمون فشار حلقه می باشد، که در آن با استفاده از روش تحلیل اجزای محدود ضریب اصطکاک در فرآیند فورج محاسبه می شود. در این تحقیق با انجام آزمون فشار حلقه و شبیه سازی آن، اثر روانکار مخلوط گرافیت در آب در کاهش اصطکاک فرآیند فورج داغ بررسی شده است. اثر روانکار به وضوح در ابعاد قطعه ی نهایی و در نتیجه کاهش اصطکاک مشاهده شده است؛ به طوری که باعث تبدیل اصطکاک چسبنده به اصطکاک لغزنده شده است. ولی تغییر درصد گرافیت در آب تأثیر چندانی در کاهش ضریب اصطکاک نداشته است. همچنین پس از مشاهده ی اختلاف زیاد بین مقادیر ضریب اصطکاک به دست آمده توسط نرم افزار تحلیل اجزای محدود ABAQUS و منحنی های کالیبراسیون اصطکاکی این نتیجه به دست آمد که، شبیه سازی شرایط فورج داغ مجموعه ی همگانی از منحنی های کالیبراسیون فراهم نمی آورد.https://modelling.semnan.ac.ir/article_1631_04b5a8aef2b977b5bf16d5fdfa10382c.pdfدانشگاه سمنانمدل سازی در مهندسی2008-4854103120130120NUMERICAL STUDY OF THE EFFECTIVE PARAMETERS ON THE PERFORMANCE OF EDDY INTERACTION MODEL FOR A WAVE-PLATE MIST ELIMINATORبررسی عددی پارامترهای مؤثر بر عملکرد مدل برهم کنش ادی و قطره برای کاربرد در قطرهگیر زیگزاگی ساده باصفحات موجدار6984163210.22075/jme.2017.1632FAمحمد هادیحامدی استخرسرروح الهرفعیدانشگاه سمنان دانشکده مهندسی مکانیکJournal Article20170128The Purpose of this paper is to study the effective parameters on the performance of the eddy interaction model (EIM) for droplet dispersion and deposition in a wave-plate mist eliminator. The gas droplet flow inside the eliminator has been studied using Eulerian-Lagrangian method. Reynolds stress model (RSM) with enhanced wall treatment has been applied for gas flow simulations and the gas flow field inside the bends of the eliminator has been studied. The results show that eddy lifetime constant (CL) should be changed for different gas flow velocities and the value of this parameter changes with gas flow Reynolds number. For validation of numerical simulations, the results are compared with available experimental and numerical data in the literature which shows the good agreement. Finally, effects of changes in number of bends on pressure drop and removal efficiency of a wave-plate mist eliminator has been investigated.هدف این مقاله بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد مدل برهمکنش ادی و قطره (EIM) در پیش بینی پخش قطرات در اثر آشفتگی جریان در قطره گیرهای زیگزاگی ساده میباشد. جریان گاز و قطره در قطرهگیر، به روش اویلری–لاگرانژی بررسی شده است. حل جریان گاز با استفاده از مدل آشفتگی تنشهای رینولدزی دارای توابع بهبود یافته در نزدیکی دیواره انجام گرفته است و میدان جریان گاز در خمهای قطرهگیر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسیها نشان میدهد که با تعریف یک مقدار ثابت زمانی (CL) برای تعیین عمر ادیها در تمامی سرعتهای جریان گاز نمی توان به پیش بینیهای مناسبی برای پخش قطرات و راندمان قطرهگیری رسید و مقدار ثابت زمانی با تغییر عدد رینولدز جریان گاز تغییر میکند. برای اعتبار سنجی، نتایج عددی با مشاهدات تجربی، نتایج تئوریک و شبیهسازیهای عددی دیگر محققین مقایسه شده است، که همخوانی خوبی را نشان میدهد. پس از بررسی اعتبار حل عددی و تعیین ثابت زمانی عمر ادیها، برای سه قطرهگیر زیگزاگی با مشخصات هندسه یکسان و با تعداد خمهای متفاوت، بازدهی قطرهگیری و افت فشار ایجاد شده با یکدیگر مقایسه شده است.https://modelling.semnan.ac.ir/article_1632_3e43abc403e8f39b15d52b4fc776ff81.pdf