نام پژوهشگر: امیر رضا شاهانی

طراحی و ساخت یک شیر فشار شکن هوا با فشار بالا
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی 1389
  مصیب نجار باجگیران   امیر رضا شاهانی

این تحقیق بخشی از پروژه شبیه سازی، طراحی، ساخت و تست شیر فشار شکن هوای فشار بالا می باشد. در این تحقیق روند طراحی و ساخت یک شیر فشارشکن هوای فشار بالا که فشار ورودی متغیر بین 500 تا 400 بار را به فشار خروجی ثابت 350 بار تقلیل می دهد، ارائه شده است. در بخش شبیه سازی نحوه عملکرد شیر کاهنده فشار موجود که فشار ورودی متغیر بین 350 بار تا 180 بار را به فشار خروجی ثابت 100 بار کاهش می دهد، مورد بررسی قرار گرفته و با مطالعه کارهای انجام شده قبلی معادلات حاکم بر عملکرد آن استخراج شد. با استفاده از روشهای عددی و نرم افزار matlab معادلات مزبور حل شده و نمودارهای عملکردی شیر استخراج گردید. در بخش طراحی با استفاده از نتایج مراحل قبلی و در نظر گرفتن عملکرد مورد انتظار از شیر فشارشکن جدید و محدودیتهای موجود، طرح اولیه شیر فشار شکن جدید ارائه گردید. با توجه به نتایج آنالیز حساسیت، فنر کنترل کننده و مساحت پیستون زیر تکیه گاه فنر به عنوان مهمترین اجزاء در عملکرد شیر فشار شکن معرفی گردیدند. با در نظر گرفتن نحوه کارکرد شیر فشار شکن مشخص شد که بارگذاری بر روی فنر کنترل کننده، از نوع خستگی می باشد؛ بنابراین با محاسبه نیروهای بیشینه و کمینه وارد بر فنر کنترل کننده، برای طرح اولیه فنر کنترل کننده از دو دیدگاه استاتیکی و خستگی طراحی شد و بین طرح های مختلف بهترین طرح انتخاب گردید. از آنجاییکه ابعاد فنر طراحی شده بسیار بزرگ بود (قطر مفتول 22 میلیمتر) بنابراین طرح اولیه مناسب به نظر نمی رسید. برای کوچک کردن ابعاد فنر مورد نظر بایستی مقدار نیروی بیشینه وارد بر آن کاهش می یافت؛ مقدار نیروی بیشینه با کوچک کردن مساحت پیستون زیر تکیه گاه فنر کاهش یافت و قطر مفتول فنر طراحی شده برای این حالت 16 میلیمتر بدست آمد. در ادامه عملکرد شیر فشار شکن جدید برای این فنر طراحی شده با استفاده از کد نوشته شده برای شبیه سازی مورد تایید قرار گرفت. سپس ابعاد کلی بدنه شیر با توجه به ابعاد فنر طراحی شده استخراج گردید. در ادامه جنس هر قطعه شیر فشار شکن تعیین گردید و با استفاده از روش المان محدود و آنالیز مقاومت سازه ای ضخامت ها تعیین شدند. سپس نقشه های شیر فشارشکن با استفاده از نرم افزار solid works استخراج شد. برای شیر اطمینان نیز همین روند به کار گرفته شد. در نهایت شیر فشار شکن هوای فشار بالا ساخته شد. در بخش تست بر روی شیر فشار شکن هوا تست های نشتی، استحکام و عملکردی انجام گردید و نتایج مربوط استخراج شد. این نتایج با نتایج حاصل از شبیه سازی مقایسه شده و هماهنگی آنها با یکدیگر تایید گردید.

شبیه سازی استاتیکی و دینامیکی یک رگولاتور هوای فشار بالا یه همراه شیر اطمینان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی 1389
  حمید اسماعیلی چپی   امیر رضا شاهانی

در این پژوهش به شبیه سازی استاتیکی و دینامیکی یک رگولاتور هوای فشار بالا به همراه شیر اطمینان به منظور بررسی نحوه عملکرد آن ها و بدست آوردن پاسخ زمانی فشار خروجی پرداخته شده است. این نوع رگولاتور و شیراطمینان به گونه ای طراحی شده که در مقابل تغییرات، واکنش سریع نشان داده و پاسخ زمانی بسیار کوتاهی دارد و در محدوده وسیعی از دبی و فشار ورودی عمل می کند. به منظور تحلیل عملکرد رگولاتور و شیر اطمینان، به ترتیب معادله حرکت اجزاء داخلی، معادلات پیوستگی برای محفظه ها و روابط دبی گذرنده از مجاری مختلف در رگولاتور و شیر اطمینان استخراج گردید. معادله حرکت شامل جمله های اینرسی، نیروی ناشی از فنر کنترل کننده، نیروی حاصل از فشار هوا و اصطکاک خشک می باشد. از آنجایی که معادلات استخراج شده غیر خطی و کوپله اند، معادلات به صورت عددی حل و نتایج آن به صورت نمودارهایی ارائه شده است. اگرچه خطی سازی معادلات امکان انجام تحلیل پایداری سیستم را فراهم می سازد، ولی نتایج حاصل از آن تنها در محدوده کوچکی حول نقطه کارکرد سیستم معتبر خواهد بود، در حالی که حل غیر خطی معادلات نتایج مناسبی در کل زمان عملکرد سیستم ارائه خواهد داد. نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی رگولاتور شامل نمودارهای فشار خروجی بر حسب زمان، جابجایی اجزای داخلی متحرک بر حسب زمان، دبی عبوری از رگولاتور بر حسب زمان و نمودار فشار خروجی بر حسب دبی در پیش بارهای مختلف فنر کنترل کننده است. در ادامه تأثیر تغییر پارامترهای مختلف از جمله پیش بار اولیه فنر، حجم محفظه ها و انداز? مجاری عبور هوا بر عملکرد رگولاتور مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت نتایج بدست آمده از تحلیل در حالت ماندگار، با نتایج بدست آمده از تست رگولاتور و شیر اطمینان، مقایسه و درستی آن نشان داده شده است.

حل نیمه تحلیلی خیز و تنش در ورق دایره ای ساخته شده از ماده با تابع هدفمند در دو راستای ضخامت و شعاعی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک 1390
  غلامرضا رضایی دشت آبادی   علی اصغر جعفری

در این مقاله، تحلیل خیز و تنش در ورق های دایره ای شکل ساخته شده از مواد هدفمند دو جهته در راستاهای ضخامت و شعاعی ارائه گردیده است. تئوری ورق مورد استفاده برای تحلیل در این مقاله، تئوری کلاسیک بوده و فرضیات مناسب با آن لحاظ شده است. در ادامه فرضیات مواد هدفمند دو جهته، در این معادلات اعمال شده و معادلات حاکم بر مسئله استخراج شده است. در این قسمت شرایط مرزی مناسب اعمال و شیوه اعمال آنها نیز ارائه گردیده است. برای حل مسئله از روش عددی تفاضل محدود استفاده شده است. در ادامه با حل مسئله و دستیابی به نتایج مد نظر، جابجایی ها و تنش ها برای مواد ایزوتروپیک، مواد هدفمند یک جهته در راستاهای ضخامت و شعاعی و همچنین مواد هدفمند دو جهته ارائه و با نتایج نرم افزار آباکوس و همچنین با نتایج مراجع معتبر صحه گذاری شده است.

تحلیل ناپایداری و ارتعاشات فانوسی های مورد استفاده در صنایع هوا فضا
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  محمد حسن حاج باقری فروشانی   امیر رضا شاهانی

در این پروژه تنش ، ناپایداری و ارتعاشات فانوسی ها مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا به بررسی انواع فانوسی ها و کاربرد های مختلف آنها در صنایع پرداخته شده است. در ادامه استاندارد های مرتبط با این قطعه معرفی شده و روابط مورد نیاز ارائه شده توسط استاندارد ها بیان گردیده است. سپس روابط تحلیلی موجود و پژوهش های مرتبط با موضوع، مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه نیز مطالعه ای پیرامون روش های ساخت و تست این اتصالات صورت گرفته است. در ادامه با استفاده از تحلیل المان محدود تنش ها، کمانش و ارتعاشات آزاد در فانوسی ها، مورد بررسی قرار گرفته است. در همه موارد فانوسی های چند لایه نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. در زمینه تحلیل کمانش، پس از انجام تحلیل اجزاء محدود خطی کمانش، تحلیل غیر خطی با اعمال نقص های اولیه بر مدل فانوسی انجام شده است. نتایج تحلیل اجزاء محدود در هر مرحله با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه شده و صحت و دقت نتایج مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده روابط استانداردها برای طراحی به صورت محتاطانه می باشد.

محاسبه تجربی عمر خستگی پیچ های دارای پیش بار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  ایمان شاکری   امیر رضا شاهانی

اتصالات پیچی نقش مهمی در صنعت ایفا می کنند و نگرانی عمده ی مهندسان تخمین عمر اینگونه اتصالات است. در حقیقت، فلسفه ی طراحی در دهه ی اخیر تغییر کرده و تمرکز تحقیقات به جای تحلیل مقاومت استاتیکی روی عمر خستگی قرار گرفته است. عمر خستگی اتصالات پیچی به عوامل زیادی همچون قطر پیچ، گام دندانه پیچ، گشتاور بستن و ... بستگی دارد. با این وجود، اطلاعات کم آزمایشگاهی موجود است که در آن رفتار پیچ را به تنهایی بررسی کند. بررسی رفتار خستگی پیچ و مهره به خاطر پیچیدگی در توزیع تنش مشکل است. تحقیقات متعددی در مورد اثر جنبه های مختلف پیچ بر عمر خستگـی آن انجام شده است، ولی با بررسـی آن ها مشاهـده می شود که بیشتر نتایج مطالعات مختلف با هم تفاوت دارند. برخی از این ناسازگاری ها ممکن است بخاطر روش های تولید باشد که تأثیر زیادی روی عمر پیچ می گذارند. هدف از انجام این پروژه، محاسبه ی عمر پیچ m12 کلاس 8/8 از دیدگاه کلاسیک با انجام آزمایش خستگی می باشد. همچنین در این آزمایش اثر پیش باری که به خاطر سفت کردن مهره در پیچ به وجود می آید، روی عمر پیچ بررسی می شود. لذا این آزمایش ها در پنج سطح پیش بار مختلف انجام و نتایج آن ها با یکدیگر مقایسه شده است تا به تأثیر پیش بار بر عمر خستگی پی برده شود. سپس مدل سازی آزمایش به کمک نرم افزار آباکوس انجام می شود و به کمک ثوابت تجربی که از آزمایش خستگی پیچ بدست آمده است، عمر پیچ در یک مسئله ی کاربردی تخمین زده می شود.