در این مقاله پاسخ های دینامیکی یک خودروی مفصلی حامل سیال، شامل یک تانکر استوانه ای با سطح مقطع دایره ای در مانورهای حالت مانا و گذرا بررسی شده است. ابتدا یک مدل دینامیکی غیرخطی 16 درجه آزادی خودروی مفصلی توسعه داده شد و سپس با استفاده از نرم افزار تراک سیم در مانور استاندارد صحه گذاری گردید. همچنین، اندرکنش دینامیکی بین سیال و خودرو با استفاده از مدل سازی سیال درون مخزن به وسیله روش تابع پتانسیل و یک مدل دینامیکی 16 درجه آزادی خودروی مفصلی مورد مطالعه قرار گرفته است. در روش تابع پتانسیل، گرادیان سطح آزاد سیال تحت زاویه رول و شتاب جانبی مرکز جرم واحد شبه تریلر، با فرض جریان سیال غیرویسکوز و با محاسبه گرادیان فشار تعیین می گردد. نتایج شبیه سازی، اندرکنش بین سیال و دینامیک خودرو را نشان می دهند. همچنین، بررسی های بیشتر در این پژوهش نشان می دهد که پایداری واژگونی خودروی مفصلی حامل سیال، به شدت تحت تاثیر تلاطم سیال درون مخزن قرار گرفته و آستانه پایداری واژگونی کمتری برای این نوع خودرو نسبت به خودروی مفصلی با بار صلب، مخصوصا در مانور تعویض خط مشاهده گردید.

سازه های در تماس با سیال به عنوان شاخه ای از زمینه اندرکنش سازه-سیال (FSI) ، از جمله مدل های فیزیکی هستند که به علت داشتن دینامیک بسیار غنی توانسته اند خود را به عنوان یک نمونه جدید از سیستم های دینامیکی مطرح نمایند و مورد توجه فراوان دانشمندان قرار گیرد. در این مقاله ، رفتار دینامیکی دو لوله صلب مستقیم مفصلی حامل سیال مطالعه شده است. سرعت سیال در لوله ها هارمونیک می باشد. با استفاده از معادلات لاگرانژ، سیستم دارای دو معادله دیفرانسیل کوپله با ضرایب متغیر می باشد. بررسی دقت و صحت روش مقیاس زمانی چند گانه توسط روش عددی رانگ-کوتا مرتبه چهارم و تحقیقات مشابه انجام شده است که نتایج نشان می دهد که از دقت قابل قبولی برخوردار است. برای مطالعه رفتار دینامیکی، از نمودار های پاسخ زمانی و صفحه فاز استفاده شده است بدین منظور تاثیر پارامتر های موثر از قبیل سرعت اولیه سیال ، نسبت جرم سیال بر مجموع جرم سیال و جرم لوله و فرکانس سرعت سیال در نمودار های پاسخ زمانی و صفحه فاز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، با افزایش"u" _"0" و و کاهش ، آشفتگی و بی نظمی دینامیکی سیستم افزایش یافته و سیستم به سمت ناپایدار شدن کشیده می شود.

در خودروی مفصلی تاکنون در مرجعی اهمیت تنظیم و یا محدود نمودن زاویه لغزش جانبی به عنوان مهمترین کمیته حرکتی مورد بررسی قرار نگرفته است. حال آن که رفتار دینامیکی مناسب آن ها از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این پژوهش بر مبنای یک مدل صفحه ای از خودروی مفصلی و با اتخاذ یک روش مناسب اهمیت این کمیت مورد بررسی قرار می گیرد. در این مقاله پس از آشنایی با پژوهش های پیشین، به تشریح مدل خودروی مفصلی می پردازیم. مدل انتخابی، یک مدل 14 درجه آزادی صحه گذاری شده از خودروی مفصلی است که دینامیک سویی خودرو را شبیه سازی می نماید. در مبحث تحلیل پایداری از روش صفحه فاز مبتنی بر مدل غیر خطی سه درجه آزادی خودروی مفصلی که درجات آزادی اصلی در حرکت صفحه ای را در بر می گیرد، استفاده می شود. در این بخش با ثابت در نظر گرفتن سرعت طولی خودرو به عنوان شرط بحرانی، به رسم صفحه فاز کشنده با دو متغیر زاویه لغزش جانبی و سرعت چرخشی خودروی مفصلی پرداخته و نواحی پایدار و ناپایدار را از یکدیگر تفکیک می نماییم. سیستم های فازی تخمین گر بر اساس مدل فازی تاگاکی سوگینو پایه ریزی شده اند و با توجه به نتایج حاصل از صفحه فاز یک محدوده پایدار برای حرکت خودروی مفصلی را ارایه می دهند. در نهایت با طراحی دو سیستم کنترلی پی-دی بر مبنای محدوده پایدار، جهت کنترل زاویه مفصل و زاویه لغزش جانبی، کاربرد صفحه فاز در بررسی پایداری را پررنگ تر جلوه می دهیم. در انتها تحلیل نتایج و تست روش بر مبنای مدل کامل خودرو ارایه می گردد.

هدف اصلی این پژوهش ارایه یک الگوریتم هدایت عرضی برای خودروهای مفصلی در شرایط ترافیکی واقعی است. مسیرهای مجاز تعویض خط دوگانه براساس سینماتیک خودروی مفصلی با لحاظ عدم برخورد با خودروی دیگر، استخراج شده است. به منظور تعیین مسیر مطلوب، دینامیک خودروی مفصلی و به طور ویژه تایر آن، باید مدنظر قرار گیرد تا بهترین مسیر قابل پیمایش مشخص شود. ابتدا یک مدل دینامیکی شانزده درجه آزادی غیرخطی خودروی مفصلی توسعه یافت. سپس مدل توسعه یافته با استفاده از نرم افزار تراک سیم در یک مانور استاندارد صحه گذاری گردید. همچنین برای طراحی سیستم کنترلی یک مدل دینامیکی سه درجه آزادی خودروی مفصلی شامل درجات آزادی سرعت زاویه ای چرخشی و سرعت جانبی واحد کشنده و زاویه مفصل بین واحد کشنده و واحد شبه تریلر بکار گرفته شد. دینامیک تایر نیز براساس مدل غیرخطی داگف شبیه سازی شده است. در انتها، هدایت عرضی خودروی مفصلی به منظور رهگیری مسیر تعویض خط با روش کنترل غیرخطی مودلغزشی انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان از مناسب بودن روش کنترل غیرخطی مودلغزش در رهگیری مسیر تعویض خط خودروهای مفصلی دارد.

امروزه استفاده از خودروهای طویل مفصلی رو به افزایش است. از دلایل اصلی گرایش به این نوع خودروها می توان به استفاده از واحد های کشنده کمتر برای حمل دو یا چند تریلر اشاره نمود. به عبارت دیگر برای حمل مقدار بار یکسان، به جای استفاده از چند کشنده شبه تریلر، می توان از تعداد کمتری خودروی طویل مفصلی استفاده نمود. کاهش مصرف سوخت، تولید آلودگی و گاز های گلخانه ای کمتر و همچنین بکارگیری نیروی انسانی کمتر جهت هدایت خودرو برای حمل بار یکسان به نسبت خودروی مفصلی معمولی از دیگر مزایای استفاده از خودروهای طویل مفصلی می باشد. مشکل عمده این خودرو ها مانورپذیری ضعیف در سرعت پایین و عملکرد جانبی نامناسب در سرعت بالا می باشد، که موجب تصادف ها و خسارت های جانی و مالی می شود. بنابراین برای ارتقا ایمنی آن ها به یک سیستم کنترلی نیاز است، که عملکرد خودروهای طویل را بهبود بخشد و از ناپایداری آن ها جلوگیری نماید. در این پژوهش پس از استخراج و صحه گذاری مدل دینامیکی، از یک متد کنترلی جدید مبتنی بر ترکیب کنترل کننده های فعال حذف کننده اختلالات و مد لغزشی بازگشتی، به منظور تنظیم دینامیک سمتی خودروی طویل مفصلی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان گر برتری این متد جدید نسبت به کنترل کننده های بهینه خطی و مد لغزشی می باشد.

این پژوهش یک کنترل فرمان فعال به منظور هدایت یک خودروی مفصلی سنگین در هنگام انجام مانور تعویض خط هوشمند با سرعت بالا و با هدف اجتناب از برخورد با موانع را ارایه می دهد. برای این منظور، پس از ایجاد یک مدل ساده شده از خودروی مفصلی در نرم افزار متلب، به طراحی سه کنترل کننده مدل پیش بین (MPC)، بهینه خطی انتگرالی (LQI) و همچنین PID دو درجه آزادی برای سیستم فرمان محور جلوی واحد کشنده پرداخته شده است. در این راستا، قیود مرتبط با پایداری جانبی خودرو با استفاده از زوایای لغزش دو واحد کشنده و نیم-تریلر و همچنین زاویه مفصل مرجع برای مسیر حرکت خودرو تعریف شده و پایداری آن در هنگام حرکت بر روی جاده های خشک و لغزنده بررسی شده است. سپس عملکرد سیستم های کنترلی ارایه شده برای دو سناریوی متفاوت، یعنی یک، وجود یک مانع در مسیر در جاده خشک و دیگری همان شرایط در جاده لغزنده، با شبیه سازی همزمان توسط دو نرم افزار متلب و تراک سیم مطالعه گردیده است. در ادامه جهت بهینه سازی ضرایب کنترل کننده ها، آزمون های مختلفی در نرم افزار تراک سیم تعریف و اجرا شده و با استفاده از یک روش هوشمند ضرایب بهینه بدست آمده است. در پایان، با مقایسه عملکرد سه سیستم کنترل کننده، و نقاط ضعف و قوت آن ها مورد بحث قرار گرفت. نتیجه این مقایسه نشان دهنده برتری کنترل کننده مدل پیش بین برای این منظور می باشد.

در مقاله حاضر تاثیر ترک بر رفتار ارتعاشی و سرعت بحرانی سیال در لوله های جدار ضخیم ترک دار مورد بررسی قرار گرفته است. ترک در لوله به صورت کاهش سفتی موضعی مدل شده است که دو قسمت سالم را در محل ترک به یکدیگر متصل می سازد. روش انرژی پاریس در محاسبه انعطاف پذیری باریکه ترک دار برای محاسبه انعطاف پذیری موضعی در لوله ترک دار تعمیم داده شده است. ضمن صحه سنجی مدل ارائه شده با نتایج تجربی موجود در ادبیات فن، از مدل مزبور در تحلیل ارتعاشی لوله جدار ضخیم ترک دار حامل سیال استفاده شده است. برای حل معادله حاکم بر سیستم، روش تحلیلی جدیدی ارائه و با اعمال شرایط مرزی و بین مرزی، معادله فرکانسی استخراج شده است. نتایج نشان می دهد که جریان سیال باعث افت فرکانس های طبیعی لوله ترک دار حامل سیال می شود و در سرعت بحرانی سیال، فرکانس طبیعی اول برابر صفر شده و سیستم ناپایدار می شود. همچنین وجود ترک باعث کاهش سرعت بحرانی و فرکانس های طبیعی لوله ترک دار می شود. صحت مدل ارائه شده با استفاده از نتایج تجربی موجود در ادبیات فن به اثبات رسیده است.

در این مطالعه ارتعاشات غیرخطی لوله های حامل سیال از جنس مواد مرکب چند لایه تقویت شده با صفحات گرافن با تکیه گاه ساده در دو انتها و بر اساس مدل تیر اویلر-برنولی به صورت تحلیلی مورد تحقیق قرار گرفته است. لایه های تشکیل دهنده دیواره لوله به صورت ترکیبی از مواد پلیمری و صفحات گرافن در نظر گرفته شده و میزان تقویت کنندگی صفحات گرافن به صورت لایه ای در جهت ضخامت دیواره لوله تغییر می کند. چهار الگوی مختلف توزیع صفحات تقویت کننده گرافن در راستای ضخامت لوله، تغییر شکل های بزرگ و میدان کرنش غیرخطی ون-کارمن در نظر گرفته شده است. معادلات غیرخطی حاکم به کمک اصل هامیلتون استخراج، با روش گالرکین به معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و با روش تحلیلی آنالیز هوموتوپی حل می گردد. تغییرات اولین فرکانس طبیعی غیرخطی سیستم بر حسب تغییرات دامنه اولیه، سرعت سیال عبوری، چگالی سیال عبوری و طول لوله و همچنین پاسخ زمانی ارتعاشات غیرخطی سیستم برای الگوهای مختلف توزیع صفحات گرافن شامل V، X، O و U ارائه و مورد تحلیل قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد اولین فرکانس طبیعی غیرخطی سیستم برای تمامی الگوهای توزیع صفحات گرافن با افزایش سرعت سیال، چگالی سیال و همچنین طول لوله، کاهش یافته اما با افزایش دامنه اولیه سیستم افزایش می یابد و همچنین الگوی توزیع V طی تغییر پارامترهای مورد بررسی بیشترین فرکانس غیرخطی را نسبت به سه الگوی توزیع دیگر دارا می باشد.

در این مقاله، با استفاده از روش تحلیل هموتوپی، یک حل تحلیلی برای ارتعاشات آزاد غیرخطی میکرولوله های متخلخل مدرج تابعی حامل جریان سیال ارائه شده است. معادلات حرکت بر اساس تئوری تیر اویلر-برنولی، تئوری تنش کوپل اصلاح شده و با در نظر گرفتن غیرخطی هندسی نوشته شده اند. فرض می شود که میکرولوله متخلخل بوده و توزیع تخلخل در آن به سه صورت توزیع یکنواخت، توزیع غیریکنواخت متقارن، و توزیع غیریکنواخت نامتقارن باشد. برای بدست آوردن معادلات حاکم بر حرکت، از اصل همیلتون بهره گرفته شده است. همچنین از روش گالرکین برای تبدیل معادلات پاره ای به معادلات دیفرانسیل معمولی استفاده شده است. درنهایت، با درنظر گرفتن شرایط مرزی تکیه گاه ساده ثابت و استفاده از روش تحلیل هموتوپی، به حل تحلیلی معادلات حاکمه پرداخته شده است. پاسخ بدست آمده از این روش با روش عددی رانگه-کوتا راستی آزمایی شده است که نشان می دهد روش تحلیل هموتوپی با در نظر گرفتن دو جمله از سری تیلور، دقت مناسبی دارد. نتایج نشان دادند که از بین طرح های توزیع تخلخل پیشنهادی در میکرولوله، طرح توزیع غیریکنواخت نامتقارن مناسب ترین است، زیرا میکرولوله در سرعت سیال بالاتری ناپایدار می شود.

در این پژوهش براساس تئوری الاستیسیته غیرمحلی، تحلیل استاتیکی و دینامیکی یک نانولوله همگن الاستیک حامل سیال با شرایط مرزی دو سر گیردار بررسی شده است. نانولوله تحت تحریک الکترواستاتیک و میدان مغناطیس و با در نظر گرفتن اثرات لایه سطحی، نیروی مکانیکی و حرارتی است. جابجایی عرضی نانولوله شامل دو بخش جابجایی استاتیکی و دینامیکی است. در این بررسی، تغییر مکان استاتیکی با استفاده از روش عددی مانده وزن دار و ناپایداری و فرکانس ارتعاشی با به کارگیری روش مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته تحلیل شده است. با اعمال ولتاژ بالاتر از مقدار بحرانی (که ولتاژ پولین نامیده می شود)، ممکن است نانولوله در معرض ناپایداری قرار گیرد. در این بررسی تاثیر پارامتر های مختلف مانند سرعت سیال، پارامتر مقیاس طول، میدان مغناطیس، ولتاژ الکترواستاتیک، اثرات لایه سطحی و بارگذاری حرارتی بر تغییر مکان استاتیکی، فرکانس طبیعی و ولتاژ پولین نانولوله حامل سیال مطالعه شده است. نهایتا صحت نتایج حاصله با مقایسه آن ها با نتایج حاصل از روش های عددی در پژوهش های قبلی مورد بررسی قرار گرفته و مطابقت خوبی بین کار حاضر و مطالعات پیشین دیده شده است. نتایج نشان می دهد که پارامتر مقیاس طول، پارامتر تاثیرگذاری در ولتاژ پولین سیستم است و افزایش آن منجر به کاهش ولتاژ پولین می شود. همچنین مشخص می-گردد که افزایش ولتاژ باعث کاهش فرکانس طبیعی سیستم و افزایش جابجایی استاتیکی می شود.