نام پژوهشگر: مجید معاونیان

مدلسازی و کنترل فازی سیستم تهویه مطبوع تک منطقه ای و بررسی تأثیر کنترلر در شناسایی عیب
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1388
  پوریا نعیمی امینی   مجید معاونیان

وجود عیوب در سیستمهای تهویه مطبوع نقش مهمی در کاهش سطح آسایش ساکنان ساختمان در یک مقیاس و کاهش کیفیت زندگی در زمین در مقیاس بزرگتر ایفا می کند. هدف این پژوهش توسعه روش عیب یابی مدل محور (fdi) برای یک سیستم تهویه مطبوع تک منطقه ای می باشد. به این منظور ابتدا از طریق مدلسازی زیرسیستمهای تهویه مطبوع با استفاده از ترکیب معادلات تعادل انرژی، تعادل جرمی، مشخصات سیال و هندسه تجهیزات به منظور تولید روابط فیزیکی بین تمام متغیرهای درگیر، ایجاد می شود. سپس روشهای شبیه ساز کامپیوتری بکار گرفته شده است تا مشخصات عملکرد سیستم در محدوده تغییرات متغیرهای ورودی تعیین شود. همچنین به بررسی اثرات عیوب مختلف در سیستم بدون اثر کنترلر پرداخته شده است. در ادامه با استفاده از منطق فازی کنترلری ارائه شده است که علاوه بر قابلیت کنترل سیستم در شرایط متفاوت این قابلیت را نیز داشته باشد که با بروز عیب در سیستم، ورودی ها را به نحوی تغییر دهد که شرایط مطلوب خروجی تأمین شود. همچنین قابلیت تطبیق پذیری از طریق یک کنترلر دولایه بدست آمده است. در انتها نیز به بررسی اثرات متقابل کنترلر و الگوریتم عیب یابی پرداخته شده است. با توجه به این مسأله که کنترلر به نحوی عمل می کند که در جهت پوشش عیب می باشد الگوریتم عیب یابی طوری طراحی شده است که قابلیت بالایی در تشخیص عیوب سیستم دارا می باشد. در این روش fdi شرایط واقعی و شرایط ایده آل عملکرد سیستم با یکدیگر مقایسه می شوند، سپس با استفاده از روش بردار کمکی این باقیمانده ها بررسی شده و تصمیم گیری می شود که سیستم در شرایط عادی کار کرده و یا عیبی در آن رخ داده است.

استفاده از آنالیز ارتعاشات و آنالیز گرمایی در عیب یابی ماشین آلات دوار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1389
  محمد شادکامی   مجید معاونیان

به دلیل ارزش بالایی که ماشین های دوار دارند، تکنیک های پایش وضعیت دارای اهمیت بسیار هستند. عیب یابی بر پایه ارتعاشات مانند تشخیص نامیزانی، خمیدگی شفت، عدم هم محوری و غیره، بر اساس درک کیفی داده های اندازه گیری شده کاملاً گسترش پیدا کرده و دارای کاربردهای عملی متنوعی می باشد. ابزار دیگر پایش وضعیت، پایش گرمایی (ir) است که یک روش قوی برای آزمایش های غیر مخرب و تکنیک های پایش می باشد و دارای کاربردهای بسیار وسیعی در زمینه های نظامی، صنعتی، مهندسی و پزشکی می باشد. این روش در مواردی استفاده می شود که به وسیله طیف دمایی سطوح بتوان عیبی و یا خاصیت ویژه ای از مواد زیر سطح را تشخیص داد. دو عیب شایع در صنعت، نامیزانی و عدم هم محوری هستند که به دلایلی نظیر عدم دقت در پروسه ساخت و مونتاژ، اعوجاج حاصل از توزیع ناهمگون دما و عدم تقارن در بارهای اعمالی به وجود می آیند. تاکنون استفاده از پایش گرمایی برای عیب یابی دستگاه های دوار بسیار نادر بوده است. لازم به ذکر است که تشخیص بعضی از عیوب از جمله عدم هم محوری با استفاده صرف از آنالیز ارتعاشات با اطمینان کامل میسر نیست. در این تحقیق به تحلیل گرمایی و آنالیز ارتعاشی داده-هایی پرداخته شده است که از انجام آزمایش هایی بر روی یک مدل صنعتی بدست آمده اند. نتایج این تحلیل ها نشان داد که اولاً از پایش گرمایی نیز می توان در تشخیص عیوب ماشین آلات دوار به عنوان ابزار مکمل استفاده نمود و ثانیاً با بهره گیری توأماً از هر دو روش می توان به درجه بالایی از قطعیت در تشخیص عیب عدم هم محوری دست یافت. آزمایشات برای دو عیب اصلی ماشین آلات یعنی نامیزانی و عدم هم محوری در دو دور کارکرد مختلف انجام شده است. همچنین مدلسازی دستگاه مورد بررسی با نرم افزار cosmos انجام شده و طیف ارتعاشی حاصله با طیف تجربی مقایسه شده است. در این مطالعه همچنین تاثیرات افزایش دما بر دامنه ارتعاشات نیز مورد بررسی قرار گرفته است. مبحث نظری به کمک اصول ارتعاشات مطرح شده، و سپس آزمایش هایی بر روی دستگاه مورد مطالعه در دو دور کارکرد مخنلف صورت پذیرفته اند. داده های ارتعاشاتی و طیف های حرارتی مربوطه نیز تهیه شده اند. سپس با استفاده از نمودار ویسکوزیته-دما، ویسکوزیته حالات مربوطه استخراج شده و به کمک آن ها به بررسی طیف های ارتعاشی پرداخته شده است. نتایج حاصله نشان دادند که در استفاده از آنالیز ارتعاشات، تغییرات قابل توجه دمائی محیط نیز باید در نظر گرفته شوند.

آسیب یابی تیر یک سرگیردار به کمک محاسبات نرم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1389
  حسین یاراحمدی   مجید معاونیان

سازه های مهندسی در طول عمر خود در معرض آسیب و از کار افتادگی هستند. شناسایی آسیب یکی از عوامل کلیدی به منظور ایمن نگهداشتن سازه ها و همچنین صرفه جویی اقتصادی است. وظیفه یک سیستم آسیب یاب در گام نخست شناسایی وجود آسیب و در گام بعدی یافتن مکان و میزان آسیب در سازه است. در این تحقیق از محاسبات نرم برای شناسایی آسیب استفاده شده است. در گام نخست به منظور مدل سازی سازه، مدل المان محدود تیر یک سر گیر دار جهت محاسبه پنج فرکانس طبیعی اول آن ساخته شده است. به علاوه، آسیب در سازه با استفاده از کاهش سختی در المان های تیر مدل شده است. در گام بعدی، شناسایی آسیب در سازه از اختلاف فرکانسی بین حالت سالم و معیوب در سازه به عنوان شاخص آسیب استفاده شده است. در ابتدا، برای یافتن مکان آسیب از منطق فازی استفاده شده و با استفاده از الگوریتم ژنتیک توابع عضویت بهینه شده است. سپس با استفاده از میزان انحراف فرکانس های طبیعی و همچنین مکان آسیب، میزان آسیب شناسایی شده است. مرحله یافتن مکان آسیب با شبکه های عصبی پس انتشار نیز انجام شده است. سیستم آسیب یاب قادر به یافتن مکان و میزان آسیب هایی که در یک قسمت یا دو قسمت تیر رخ می باشد. توانایی یافتن عیوب دوگانه همزمان از مزایای روش ارائه شده نسبت به روش های مشابه است. برتری دیگر این تحقیق مقایسه نتایج شبکه های عصبی و منطق فازی برای یک مثال واحد است. به علاوه، برای بررسی میزان مقاومت آسیب یاب در برابر عدم قطعیت های مدل سازی و داده ها، داده های فرکانسی همراه نویز به سیستم آسیب یاب اعمال شده است که نتایج از توانایی بالای آسیب یاب در برابر عدم قطعیت ها حکایت دارد.

پایش وضعیت و عیب یابی سیستم رانش یک نوع شناور دریایی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از تحلیل سیگنال های ارتعاشی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  سعید ضامن   مجید معاونیان

سیستم رانش یکی از مهمترین بخش های یک شناور دریایی است که وظیفه تأمین و انتقال نیروی پیشرانش را بر عهده دارد. نظر به اینکه سیستم رانش شناورهای دریایی شرایط عملکردی دشوار و بحرانی دارند، هر گونه نقص و از کار افتادگی ناگهانی در حین سرویس دهی، خطرات و خسارات جبران ناپذیری به همراه داشته و امنیت دریانوردی را تهدید می کند. لذا پیاده سازی یک برنامه نگهداری و تعمیرات پیش بینانه با رویکرد عیب یابی بر اساس پایش وضعیت، در اینگونه سیستم ها، حداقل هنگامی که در مدار کارکرد نیستند، ضرورت دارد. از آنجا که عیب یابی بر اساس پایش وضعیت از ابزارهای اصلی و اساسی نگهداری و تعمیرات پیش بینانه است، در این پژوهش، سیستم رانش یک شناور دریایی سطح رو در شرایط آزمایشگاهی، از دیدگاه عیب یابی بر اساس پایش وضعیت سیگنال های ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفته است. در اجرای عملی این آزمایش، شتاب سنج به عنوان حسگر ارتعاشی و دستگاه تحلیلگر ارتعاشی با قابلیت بالا، جهت داده برداری و ثبت داده های ارتعاشی مورد استفاده قرار گرفته است. روند اجرای آزمایشات به گونه ای پایه ریزی شده است که ابتدا عیوب رایجی نظیر نابالانسی، لقی مکانیکی و نقصان رولبرینگ به سیستم اعمال شده و سپس با استفاده از روش پایش وضعیت ارتعاشی مبتنی بر تحلیل سیگنال، عیب یابی صورت پذیرفته است. برای بررسی نتایج آزمایش ها علاوه بر نرم افزار تحلیلگر دستگاه ارتعاش سنج (آنالایزر)، به جهت تحلیل عمیق و گسترده تر نتایج، از امکانات برنامه نویسی و پردازش سیگنال نرم افزار متلب نیز استفاده شده است. قبل از فرایند تحلیل به منظور حذف نتایج ناشی از سیگنال های ناخواسته و نامناسب، در راستای اهداف عیب یابی تکرارپذیری آزمایشات مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل نمودارهای فرکانسی نشان می دهد که علارغم قابلیت شناسایی و تفکیک کیفی برخی عیوب، توانایی کافی جهت عیب یابی اینگونه سیستم های واقعی که از سیگنال های ارتعاشی پیچیده ای برخوردارند را نداشته لذا از یک روش تحلیل کمی مبتنی بر مقایسه پارامترهای مختلف سیگنال ارتعاشی به منظور عیب یابی سیستم رانش استفاده شده است. این روش قابلیت بسیار خوبی در شناسایی و تفکیک عیوب سیستم ها با سیگنال های پیچیده و تکرارپذیری نامناسب داده برداری را داشته و نتایج عیب یابی سیستم رانش با استفاده از این روش موفقیت آمیز بوده است.

طراحی وعیب یابی مدار ماشین پرس میخ پرچ الکترونیوماتیکی توسط سیستم های هوشمند(شبکه عصبی فازی)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  سید حسن عباسپور   مجید معاونیان

ایمنی و قابلیت اعتماد دو خصلت مورد انتظار از تمامی سیستم های ساخته شده دست انسان می باشد، ردیابی و تشخیص زود هنگام عیوب می تواند از توقف و اختلال سیستم و حتی خسارات جبران ناپذیر جانی، مالی جلوگیری نماید. از اوایل دهه 1970، مسئله ردیابی و تشخیص عیب در فرایندهای صنعتی مورد توجه واقع شده است و تاکنون تعداد زیادی از روشهای مبتنی بر دانش و همچنین داده استفاده شده اند. تحقیقات اولیه مبتنی بر مدلهای تحلیلی بوده است. در این روشها با استفاده از ابزارهای ریاضی، مدل فرایند شبیه سازی و بر پایه آن، کار ردیابی و تشخیص عیب انجام می شود.. به طور کلی در طراحی سیستم های fdi مشکل اساسی نیاز به حساسیت بالای سیستم در برابر عیب و همچنین مقاومت بالای آن در برابر عدم قطعیت ها می باشد، به همین دلیل، تحقیقات برای استفاده از سیستم های هوشمند از جمله شبکه های عصبی ومنطق فازی یا مدل کیفی شکل گرفت. در این پژوهش ضمن معرفی کامل سیستم مورد مطالعه، طراحی مدار آن توسط نرم افزار automation studio انجام و شرایط نگهداری و تعیین خرابی های سیستم بیان شده است. در حال حاضر روشهای مبتنی بر مفاهیم محاسبات نرم، روش قدرتمندی در طراحی سیستم های fdi بوده ودر این پژوهش از این موضوع استفاده شده است. در ادامه عیب یابی بر روی یک سیستم پرس میخ پرچ الکترونیوماتیکی صنعتی با استفاده از نرم افزار matlab (شبکه عصبی- فازی) ، یک راه عملی ساده و دقیق برای شناسایی عیوب فرایند های صنعتی، با استفاده از مدل آنها ارائه شده است. ورودی شبکه عصبی- فازی، ویژگیهای استخراج شده از طراحی مدار سیستم پرس میخ پرچ الکترونیوماتیکی بوده و خروجی آن، موقعیت و اندازه عیب است. نتایج نشان دهنده دقت قابل قبول سیستم عیب یابی طراحی شده و خطای اندک آن است.

مدلسازی دینامیکی وکنترل چند متغیره توربین بادی با محورافقی به منظور پایدار سازی توان خروجی و کاهش بارگذاری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  سعید ابوالقاسمی   مجید معاونیان

امروزه با توجه به محدود بودن ذخایر مورد استفاده برای تولید انرژی، مانند سوخت های فسیلی و نفت و گاز ونیز تاثیرات نا مطلوبی که استفاده از این سوخت ها به دلیل انتشار گازهای گلخانه ای بر روی محیط زیست دارند، استفاده از انرژی های نو در قالب انرژی های تجدید پذیر اهمیتی دو چندان یافته است. در این میان استفاده از انرژی باد به دلیل دارا بودن ویژگیهای مطلوب به عنوان یک منبع تولید انرژی پایدار و قابل اطمینان، درجایگاه ویژه ای قرار دارد. در این پایان نامه هدف مدلسازی و کنترل یک توربین بادی با محور افقی می باشد. به منظور مدلسازی رفتار توربین، از روش فضای حالت استفاده شده است که در این روش، رفتار دینامیکی سیستم بر اساس تعداد مشخصی متغیر حالت بیان می شود. تعداد این متغیرهای حالت وابسته به درجات آزادی سیستم می باشد. پس از آن، از فیدبک متغیرهای حالت سیستم به منظور کنترل خروجی مورد نظر، استفاده شده است. در یک توربین بادی وظایف اصلی کنترلر، بهینه سازی توان خروجی توربین با استفاده از تنظیم سرعت دوران روتور و همچنین کاهش بارگذاری بر روی قسمت های مختلف توربین، از جمله تنش های خمشی پره ها در محل اتصال به هاب می باشد. به منظور کنترل یک توربین می توان از ورودی گشتاور ژنراتور و یا ورودی زاویه شیب پره ها به عنوان ورودی های کنترل استفاده نمود. استفاده از یک ورودی کنترل به تنهایی، در بسیاری از موارد نمی تواند منجر به عملکرد مطلوب سیستم شود و گاهی اوقات ممکن است باعث تحریک مدهای ارتعاشی پره ها، سیستم انتقال قدرت و یا برج شده و بنابراین منجر به ناپایداری سیستم شود. به منظور رفع مشکلات بیان شده، از یک کنترل کننده با دو ورودی کنترل(ورودی گشتاور ژنراتور و زاویه شیب پره ها)، استفاده شده است. این کنترلر بر اساس یک مدل پنج درجه آزادی که دربردارنده مدهای ارتعاشی سیستم انتقال قدرت، پره ها و برج می باشد، طراحی شده است. در پایان نتایج مربوط به استفاده از این کنترلر ارائه شده است. مشاهده می شود که استفاده از دو ورودی کنترل به صورت همزمان، باعث بهبود عملکرد سیستم در مقایسه با حالت تک ورودی می شود.

بررسی و مقایسه ی روشهای مختلف نشت یابی بر پایه ی پایش محاسباتی در خطوط لوله، انتخاب یک روش از میان آنها و تصدیق عملکرد آن بوسیله ی مقایسه با روش شاهد umb
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  آرش خرم   مجید معاونیان

یکی از مسایلی که در بهره برداری از خطوط لوله از اهمیت زیادی برخوردار می باشد، نشت یابی است. چراکه ایجاد نشت در یک لوله می تواند عواقب مختلف مالی، جانی و زیست محیطی داشته باشد. به طور قطع در حال حاضر در کشور اقداماتی برای نشت یابی انجام می شود. اما تقریبا تمامی آنها یا به صورت مقطعی انجام می شوند و یا اینکه برای پایش بر خط، نیاز به استقرار تجهیزات متفاوت از تجهیزات عمومی خطوط لوله و با هزینه های قابل توجه است. بنابراین منطقی به نظر می رسد که از متدهایی استفاده شود که تجهیزات معمول نصب شده بر روی خط (مثل فشار سنجها و دبی سنجها در دو انتهای خط) در بستر یک سیستم جمع آوری داده، ورودی آنها را فراهم کنند. روشهایی که این ویژگی را دارا می باشند طبق تعریف استاندارد api 1130، "روشهای پایش محاسباتی خطوط لوله" (computational pipeline monitoring systems) و یا "روشهای نرم افزاری" نامیده می شوند. در این پایان نامه روشهای مختلف نشت یابی نرم افزاری را بررسی می کنیم. بعلاوه دو روش از این روشها را با هدف بومی سازی دانش آن، طراحی تفصیلی کرده و بکمک داده های ایجاد شده از یک مدل هیدرولیک گذرا (که آن نیز به صورت جداگانه ایجاد شده است) مورد ارزیابی قرار می دهیم. دو روش نشت یابی با کمک بالانس جرمی با محاسبه انباشتگی (cmb) و بدون محاسبه ی انباشتگی (umb) برای این منظور انتخاب شده اند. نتایج شبیه سازی عملکرد این دو روش نشان از پیشرفت قابل ملاحظه در زمان تشخیص نشت نسبت به وضعیت فعلی تشخیص نشت در کشور دارد.

طراحی و پیاده سازی یک سیستم عیب یاب مبتنی بر روش های بازشناسی الگو برای یک عملگر نیوماتیکی مورد استفاده در مکانیزم جابه جایی قطعات صنعتی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  محمد سعادتی   مجید معاونیان

اتکا به روش های تجربی و نیروی کار ماهر برای عیب یابی سیستم ها و مکانیزم های صنعتی، سال ها رواج داشته و امروزه هم در صنایع پایین دست و غیرپیشرفته شاهد آن هستیم. با افزایش جمعیت، رشد نیازهای جوامع انسانی و پیدایش تولید- کننده گان بی شمار و از طرفی افزایش رقابت در بازار جهانی، مکانیزم ها و روش های تولید، روز به روز پیچیده تر و پیشرفته تر می شوند. لذا عیب یابی در سیستم های صنعتی به روش های تجربی گذشته مقرون به صرفه نبوده و حتی در برخی موارد غیرممکن می باشد. با توجه به پیشرفت روزافزون دنیای صنعت، روش های نرم افزاری جهت عیب یابی خودکار مکانیزم ها ضروری به نظر می رسند، تا علاوه بر صرفه جویی در هزینه و کاهش زمان، وابستگی به نیروی کار ماهر نیز کاهش یافته و بتوان مبحث مهم عیب یابی را همچون مباحث تعمیرات و نگهداری، مکانیزه و مستندسازی نمود. در این پژوهش، در یک کار آزمایشگاهی یک عملگر نیوماتیکی مشابه سازی می شود. این عملگر در مکانیزم جابه جایی قطعات مشخص به عنوان عامل جابه جایی و نگهدارنده عمل می کند. عیوب متداول موجود درعملگر مذکور شامل موارد ذیل می باشد که هر کدام بر سرعت و شتاب حرکت و نیز نیروی اعمال شده از عملگر به قطعه اثر می گذارد. 1- خرابی پیستون عملگر. 2- خرابی اورینگ های انتهای سیلندر. 3- ایجاد رسوب در مسیر هوای ورودی به عملگر. 4- انسداد در مسیر هوای خروجی از عملگر. 5- نشتی در مسیر هوای ورودی به عملگر. 6- خراش در جداره داخلی سیلندر. 7- خراب شدن فنر داخل سیلندر. 8- ایجاد مانع در مسیر حرکت عملگر ناشی از تغیر در موقعیت صحیح نصب عملگر یا وجود اصطکاک در مسیر حرکت عملگر. 9- لقی در محل اتصال پیستون به شفت. به علت دقت بالای مورد نیاز در عملیات جابه جایی و ماشین کاری قطعات صنعتی، ضرورت دارد که سرعت و نیروی عملگر مذکور، حساب شده و در رنج مشخصی عمل نماید تا دقت مورد نیاز تأمین گردد. در یک کار آزمایشگاهی ابتدا سرعت و نیروی مکانیزم در حالت سالم و ایده ال توسط سنسور اندازه گیری و ثبت خواهد شد و سپس عیوب فوق مکرراً به عملگر اعمال شده و خروجی های مکانیزم اندازه گیری و ثبت می گردد. از میان داده های جمع آوری شده، ویژگی های متعدد و مناسب که بیانگر تمایز بین داده ها باشند، انتخاب می شوند. این ویژگی ها، مشخصه های روش بازشناسی الگو جهت تشخیص عیب می باشند. در نهایت داده های منتخب توسط روش های غیرکلاسیک بازشناسی الگو، مانند شبکه های عصبی و سیستم های فازی مورد تحلیل و ارزیابی قرار می گیرند و توان و کارایی روش های مذکور در عیب یابی عملگر نیوماتیکی سنجش شده و نتیجه حاصل ارائه می شود.

وضعیت سنجی توربین گازی sulzer gas turbine type3 d4 و امکان طراحی سیستم عیب یابی برای آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  علی سالارمرادی   مجید معاونیان

امروزه نگهداشت نرخ تولید نفت و گاز در مناطق عملیاتی به خصوص میادین مشترک، اولویت اول وزارت نفت می باشد. برای جلوگیری از توقف های ناخواسته در تولید و به دنبال آن اجتناب از ضررهای اقتصادی ناشی از کاهش تولید، عیب یابی و پایش تجهیزات دوار به منظور آگاهی از سلامت کارکرد سیستم و همچنین پیش بینی رخداد مشکلات احتمالی در آینده، امری حیاتی جلوه می نماید. مهم ترین این تجهیزات، توربین ها هستند که وظیفه ی اصلی تولید انرژی برق را بر عهده دارند. پژوهش پیش رو به دنبال تحقیق در پارامترهای فرآیندی سیستم در مواقع وقوع عیب در سیستم تامین هوا و همچنین سیستم تامین سوخت می باشد، زیرا این دو عیب نقشی اساسی در بروز پدیده ی موج زدن دارند. در همین راستا در گام نخست به بررسی اجمالی توربین های گاز، معرفی و شناسایی توربین گازی مستقر در نیروگاه پارسیان جزیره ی لاوان و توضیح عیوب شاخص و مهم آن ها می پردازیم. سپس ابزار دقیق دستگاه و عملکرد سنسورهای موجود در آن و سیستم کنترل آنالوگ و دیجیتال را به تفصیل مورد بررسی قرار می دهیم. در گام بعدی به تشریح روند آزمایش ایجاد عیوب مهم مربوط به پره های راهنمای هوای ورودی (igv) و سیستم سوخت رسانی محفظه ی احتراق پرداخته، نتایج حالت معیوب را با حالت سالم دستگاه مقایسه می نماییم. در ادامه، به کمک روش آنالیز اجزای اصلی (pca) ، به شناسایی پارامترهای اصلی و تأثیرگذار سیستم پرداخته، با استفاده از آن حالات معیوب و سالم از یکدیگر تفکیک می گردند. در نهایت کلیه ی نتایج حاصله را بررسی و به نتیجه گیری خواهیم پرداخت.

تحلیل رفتار بیو نانو ساختار پریفولدین 1?،با اعمال نیروهای مکانیکی خارجی و قیود حرکتی و پیشنهاد آن بعنوان المان فیزیکی در ساخت بیو نانو رباتها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  محمد عسکریان   مجید معاونیان

نانو تکنولوژی بهترین توصیف از فعالیت هایی است که در سطح اتم ها و مولکول ها در دنیای واقعی انجام می شود.یک نانو متر یک بیلیونیوم یک متر است که معادل حدودا ً80000/1 ضخامت موی انسان می باشد.لازمه دست یابی به اثرات ارزشمند در نانو تکنولوژی مکانیزه کردن فرآیند های مولکولی می باشد.مهندسی فرآیند های تولیدات مولکولی نیاز به انجام و کنترل، توسط تجهیزات رباتیک دارد که با عنوان نانو رباتیک شناخته می شوند.نانو ربات اصولاً ماشین قابل کنترلی در مقیاس نانو متر است که از اجزاء نانو مقیاس ساخته می شود.شاخه ای از نانو رباتها که از المانهای بیو لوژیکی ساخته می شوند بیو نانو ربات نامیده می شوند.شاخه بیو نانو رباتیک مطالعات اساسی در زمینه طراحی،ساخت،برنامه ریزی و کنترل ربا ت های نانو مقیاس را در بر می گیرد. بررسی و تحلیل رفتار مواد در مقیاس اتمی با ابزار قدرتمند شبیه سازی دینامیک مولکولی کلاسیک انجام می شود.در حال حاضر ابزار اجرائی این روش در تعدادی بسته های نرم افزاری وابسته تهیه شده است.بیو نانو ربات با اجزاء کاملاًمصنوعیهنوز در دنیا ساخته نشده است و همه تلاشها در این زمینه به شناسایی المان های اولیه مورد استفاده در ساخت انها معطوف است. در این پژوهش ما با انتخاب یک المان پروتئینی به نام پریفولدین بتا یک، قابلیت آن برای استفاده در بیو نانو ربات ها بعنوان المان اولیه را بررسی می کنیم. برای رسیدن به هدف مذکور، به المان مذکور نیروی مکانیکی خارجی اعمال می کنیم.با توجه به اعمال محدودیت حرکتی برای شاخه ای از اتم های پروتئین از دینامیک مولکولی هدایت شده، استفاده می شود. مدلسازی در نرم افزار گرومکسانجام شده است. واژه های کلیدی:عملگر پری فولدین بتا یک، دینامیک مولکولی کلاسیک،شبیه سازی دینامیک مولکولی هدایت شده،نرم افزار گرومکس

عیب یابی و تشخیص عیب در یستم های تهویه مطبوع
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  وحید عامل منیریان   مجید معاونیان

وجود عیب در سیستم های تهویه مطبوع نقش مهمی در کاهش راندمان انرژی و تنزل کیفیت هوای محیط داخل ساختمان دارد. هدف این پژوهش عیب یابی و تشخیص عیوب در این سیستم ها در محیط صنعتی می باشد. دو مراکز انتخاب شده در شهر مشهد که دارای تاسیسات تهویه مطبوع پیشرفته می باشند، حرم مطهر و بیمارستان رضوی هستند. در اولین مورد، داده های سیستم تبرید جذبی در تاسیسات حرم مطهر رضوی در زمان وقوع عیب از چیلرجذبی دو اثره، دریافت و تاثیر عیوب رخ داده در این سیستم، بر روی سیگنال های چیلر بررسی شد. روش آماری pca برای عیب یابی و از سه روش 1. تحلیل محدوده ی تغییرات نرمال هر متغیر (به علت سادگی کاربرد). 2. شبکه ی عصبی mlp (به علت توانایی و دقت بالا در تشخیص عیب های نرم) 3. تحلیل مشخصات آماری نمودار تغییر هر متغیر (به دلیل نیاز به کمترین تعداد متغیر) به منظور تشخیص عیب سیستم استفاده شد. دومین مورد، یک واحد هواساز در بیمارستان رضوی مشهد که به سیستم مدیریت ساختمان bms متصل است بود. پنج عیب به صورت مصنوعی بر روی سیستم ایجاد گردید و سپس با استفاده از روش pca و نیز تحلیل محدوده ی تغییرات نرمال و تحلیل مشخصات آماری تغییر هر متغیر، عیب یابی و تشخیص عیب این سیستم انجام شد. در انتها روش های عیب یابی و تشخیص عیب ذکر شده مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که استفاده از هر کدام از این روش ها درعیب یابی و تشخیص عیب سیستم های تهویه مطبوع، به نحوی موثر و قابل قبول می باشد.

طراحی، ساخت و کنترل ربات اسکرا
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  ُسلمان علیمردانی   مجید معاونیان

در این پایان نامه ربات اسکرا طراحی، ساخته و کنترل شده است. هدف اصلی، طراحی یک ربات صنعتی بوده که از لحاظ سرعت و دقت قابل مقایسه با بهترین محصولات تولید شده توسط کمپانی های معتبر باشد. طراحی ربات بر مبنای دو مسیر تست انجام شده است. این دو مسیر سخت ترین شرایط کاری ربات را در بر می گیرد. سینماتیک و دینامیک ربات تشریح شده و صحت آن با نتایج شبیه سازی عددی بررسی شده است. کنترل ربات به روشهای pid و smc انجام شده و نتایج پیاده سازی عملی دو کنترلر مقایسه شده است. دو مسیر تست به صورت عملی طی شده و نتایج آن تشریح شده است. ماکزیمم سرعت خطی در صفحه افقی کسب شده است. تکرارپذیری ربات به صورت عملی آزمایش شده و تکرارپذیری بدست آمده است.

وضعیت سنجی و عیب یابی سیستم دینامیکی خودرو از طریق آنالیز داده های شبیه سازی شده توسط نرم افزار carsim و تحلیل با نرم افزار matlab به دوروش کدنویسی و طراحی شبکه عصبی مصنوعی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  حمید قهرمان   مجید معاونیان

استفاده از خودرو در جوامع امروزی، هر روزه در حال افزایش است. خودرو، مهم ترین ماشینی است که به طور مستقیم با امنیت و سلامت انسان در ارتباط است. به علاوه با پیشرفت روز افزون فن آوری، بیش از پیش زیبایی و آسایش خودروها مورد توجه قرار می گیرد. و این امر موجب پیچیدگی هر چه بیش تر سامانه های کنترلی و عیب یابی در خودروها گشته است. از اینرو عیب یابی در خودروها همواره بعنوان مسئله ای مهم و حائز اهمیت در صنعت خودروسازی مطرح می گردد. از جمله مسائل مهم در تشخیص و شناسایی عیوب خودرو، حجم تجهیزات کنترلی و تصمیم گیری و سهولت کاربرد آن هاست. این موضوع بخصوص در وضعیت سنجی کارگاهی اهمیت خود را بیش تر نشان می دهد. در این پژوهش با بررسی پارامتر های موثر در 8 عیوب ، سعی بر شبیه سازی آنها در نرم افزار carsim و بررسی میزان تاثیر عیوب مختلف در خروجی های دریافتی از حس گرهای مختلف این نرم افزار و آنالیز آنها به کمک نرم افزارmatlab گردیده است. این مقایسه امکان تشخیص انواع عیوب ،از جمله عیوب ترکیبی، از خروجی حس-گرهای مختلف را فراهم می آورد. فرآیند وضعیت سنجی به کمک نرم افزار matlab و به دو روش رقابتی متفاوت (کد نویسی اختصاصی و طراحی شبکه عصبی مصنوعی) انجام شده است. همچنین سنجش میزان تأثیر عیوب در خروجی حس گرهای مختلف، موجب ایجاد الگویی برای بهینه سازی فرآیند تشخیص گردیده است.و در انتها به بررسی محدوده کارآیی برنامه و محدوده آستانه خطا در برابر خطاهای بیرونی پرداخته شد.

شناسایی وضعیت سوزن شکسته در ماشین های گردباف صنعتی با استفاده از شبکه عصبی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  محسن پژوهیانی   مجید معاونیان

هدف از تحقیق حاضر شناسایی عیب شکستگی سوزن و تعداد آن ها در ماشین گردباف نساجی با استفاده از سیگنال های نوسانی جریان حرکتی نخ است. سیگنال های نوسانی جریان تغذیه نخ توسط سامانه ثبت نوسانات، برای کلیه حالت ها ذخیره و آغشتگی نویز آن با بهره گیری از تکنیک موجک حذف گردید و به کمک روش های مشاهده چشمی و بردار مولفه های اصلی، همچنین استفاده از جزئیات به دست آمده از آنالیز موجک، استخراج ویژگی های مورد نیاز شبکه عصبی در تفکیک سیگنال ها به چهار دسته سالم، یک، دو و چهار سوزن شکسته صورت پذیرفته و محک خورد. بررسی نتایج این پژوهش نشان می دهد که دقت تشخیص شکستگی و تعداد سوزن های شکسته در این روش با دقت بسیار بالا انجام می شود و اعمال راهکارهای بکار گرفته شده برای تسریع شناسایی عیب و کاهش حجم عملیات، ضمن کسب موفقیت قابل توجه در تضعیف دقت نقش چندانی ندارند.

مدل سازی و وضعیت سنجی موتور اشتعال جرقه ای با استفاده از معادلات قیاسی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  حسین حیدری فرد   مجید معاونیان

گسترش استفاده از اتومبیل ضرورت پژوهش درزمینه هایی که منجر به بهبود شرایط عملکردی موتور می گردد را ایجاب می کند. شبیه سازی و مدل سازی نرم افزاری دینامیک موتور می تواند در این امر مفید باشد. مدل سازی یک موتور احتراق داخلی فرآیندی پیچیده است که در بر گیرنده مباحث مربوط به دینامیک هوا و سوخت، پدیده های شیمیایی و ترمودینامیکی احتراق می باشد. مدل سازی های صورت گرفته از مدل های ساده موتور در شرایط پایا تا مدل های پیشرفته دینامیکی را دربر گرفته است. اگر چه مدل مورد نظر در این پژوهش بر اساس برخی فرضیات ساده کننده می باشد، اما می تواند بیانگر اطلاعات مناسبی در مورد متغیر های اصلی موتور و قابلیت پیش بینی برخی از آن ها منجمله سرعت موتور و فشار مانیفولد باشد. در این پژوهش برای وضعیت سنجی و عیب یابی موتور اشتعال جرقه ای از مدل دینامیک موتور استفاده شده است. این امر با استفاده از روش تولید باقیمانده بر اساس معادلات سازگاری صورت گرفته است. با بیان معادلات سیستم در فضای حالت و تولید باقیمانده ها به صورتی که قابلیت شناسایی و تفکیک عیوب را داشته باشند، شاخصه های مناسب تولید و همچنین قابلیت این روش در تعیین عیوب ترکیبی مورد بررسی قرار می گیرد.

پیش بینی و افزایش دقت مدل سازی تغییر شکل گرم نانو مواد مرکب آلومینیوم آلومینا با استفاده از نقشه فرآیندی و شبکه عصبی مصنوعی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  مرتضی بلادر   علی اکبر اکبری

به منظور بهینه سازی پارامترهای تغییر شکل و کنترل ریزساختار در فرآیند شکل دهی گرم نانو مواد مرکب آلومینیوم آلومینا در این پژوهش نمونه هایی استوانه ای شکل از آلیاژ ذکرشده با درصدهای مختلفی از نانو ذرات آلومینا (1، 3 و 5 درصد)، با رعایت استاندارد انجمن مواد و آزمون آمریکا آماده سازی و تحت آزمون فشار گرم قرارگرفت. جهت بررسی پارامترهای موثر بر تغییر شکل این مواد، دماهای آزمون 300، 350، 400 و 450 درجه سانتی گراد و نرخ کرنش های 0003/0، 003/0، 03/0و 3/0 بر ثانیه انتخاب گردیدند. با استفاده از نتایج 48 آزمایش، نمودارهای تنش کرنش، و سپس به منظور بهینه سازی پارامترها در فرآیند تغییر شکل گرم، توسط انطباق منحنی اسپیلاین، نقشه های فرایندی در کرنش های مختلف ترسیم شدند. همچنین برای مدل سازی رفتار تغییر شکل گرم (نقشه های فرآیندی) این نانو مواد مرکب از مدل شبکه عصبی با 4 پارامتر ورودی و یک پارامتر خروجی استفاده شد. نتایج مدل سازی و آزمایش ها با یکدیگر مقایسه و از تلفیق دو روش (شبکه عصبی مصنوعی و اسپیلاین) مدل بهینه نقشه فرآیندی بر اساس مناطق مشترک آن ها انتخاب گردید.

اطلس سه بعدی-مهندسی cataglyphis nodus با هدف تهیه الگوی ربات مورچه سان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  دانیال فروهر   مجید معاونیان

ضرورت بهینه سازی در طراحی های مهندسی موجب می شود تحقیقات در شاخه مهندسی به سمت الهام گرفتم گرفتن از طبیعت حرکت کند.این تحقیق مسیری در جهت طراحی با الگو گرفتن از اسکلت و ساختار بدن مورچه. مورچه با استفاده از شیوه های برش بافتی، برش می خورد، پس از عکس برداری در محیط نرم افزار مهندسی solidworks روی هم گذاری و مدل سازی انجام می شود.

مدل سازی دینامیک غیرخطی چند عیب متداول در چرخ دنده ساده بر مبنای پارامتر سختی درگیری متغیر با زمان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  سید روح الله موسوی دوغ آبادی   مجید معاونیان

روش محاسبه سختی درگیری متغیر بازمان در حالت سالم با استفاده از روش انرژی پتانسیل، مورد بررسی قرارگرفته و سپس، همان سختی درگیری با حضور این چند عیب در دندانه پینیون به دست آورده شده که با نمونه سالم قابل تفکیک و مقایسه است.