پروژه رشته میکانیک با موضوع ترمزها

نوع فایل: word

قابل ویرایش 245 صفحه

مقدمه:

امروزه در صنعت اتومبیل سازی حفظ ایمنی سرنشینان خودرو فوق العاده مورد توجه قرار گرفته است . با توجه به اینکه سیستم ترمز مهمترین بخش ایمنی خودرو محسوب می گردد ، در چند ساله اخیر پیشرفتهای زیادی در این زمینه انجام گرفته است . جدیدترین این پیشرفتها پیدایش سیستم ترمز ضد قفل ABS می باشد . در این پروژه هدف آن است که این نسل از ترمزها مورد بررسی قرار گیرد تا ان شاءالله زمینه ای برای ورود این تکنولوژی به ایران فراهم شود . این ترمزها به سبب پیچیدگی مکانیزمشان هنوز مورد توجه طراحان داخلی قرار نگرفته است که یکی از دلایل آن عدم اطلاعات کافی و عدم آشنائی با این سیستم می باشد . امید است این پروژه مقدمه ای برای قدمهای بعدی در راه ساخت و طراحی این تکنولوژی در ایران باشد .

در این پروژه ابتدا تاریخچه ای از پیدایش ترمزها ارائه خواهد شد . در فصل دوم به بررسی سیستم ترمز معمولی شامل کاسه ای و دیسکی و سایر اجزای جانبی آن می پردازیمدر فصل سوم سیستم ترمز پنوماتیکی مورد بررسی قرار می گیرد و سپس در فصل چهارم و سیستم ترمز ضد قفل ABS و سپس مقایسه ای بین فصول دوم و سوم خواهیم داشت تا برتریها و معایب هرکدام نسبت به یکدیگر مشخص شود و در فصول بعدی مطالب مربوط به طراحی و محاسبه نیروهای لازم آورده خواهد شد . نخست تاریخچه ای از پیدایش ترمزهای اولیه تا کنون بیان می کنیم اولین موتور احتراقی در سال 1885 بوسیله بنز ساخته شد . توقف این اتومبیل بوسیله یک لقمه ترمز بر روی محور دنده هرزگرد انجام می گرفت . بعدها که اتومبیل تکمیل شد و سرعت آن افزایش یافت و از لحاظ وزن سنگین تر شد ، ترمزهای مخصوصی برای آن طرح ریزی شد .

تا سال 1900 ترمز دستی شامل ترمز ساده ای که مستقیماً با سطح لاستیکهای توپر اصطکاک پیدا می کرد استفاده می شد. اما از این سال به بعد ترمزی ابداع شد که توسط پدال عمل می کرد و عبارت از یک نوار فلزی بود که در خارج بر روی چرخ دندانه دار محور محرک عقب نصب شده بود و بصورت استوانه ای آن را احاطه می کرد .

در همین سال لنکستر(Lanchester) ترمز و کلاچ را در یک مجموعه مخروطی شکل متشکل کرد و در اولین ماشین ساخت انگلستان بکار گرفت .

در سال 1905 ، انتقال حرکت بوسیله چرخ دنده و محور جای انتقال حرکت توسط زنجیر یا تسمه را گرفت و عمومیت پیدا کرد و بیشتر اتومبیلها با پدالی که انتقال حرکت را به ترمز تأمین می کرد مجهز شده بودند .

در سال 1910 میلادی ترمزهای بیشتر ماشینهای امریکائی روی چرخهای عقب تأثیر می کرد . در این سالها بسیاری از عوامل مربوط به ترمز، مانند اهمیت چسبندگی لاستیک به جاده اثرات چرخ قفل شده و غیره بخوبی شناخته شده بود و این مطلب محقق شده بود که جهت اعمال ترمز صحیح هر چهار چرخ بایستی ترمز شود ، و کوشش و اثر ترمز با نسبتی متناسب بین چرخ جلو و چرخ عقب سهیم باشد . با ترمز شدن چهارچرخ است که بدون خطر لیز خوردن ماشین ، فاصله توقف به نصف تقلیل می یابد . سالها طول کشید تا موضوع ترمز چهارچرخ مورد قبول عموم قرار گرفت . شکل عمده این بود که آرایشی برای ترمز ترتیب داده شود که با تشکیلات و اتصالات فرمان و چرخهای جلو و بطور کلی با تشکیلات سیستم فرمان و هدایت ماشین تداخل پیدا نکند .

در فاصله دو جنگ جهانی اول و دوم ، احتیاج به ترمز تا حدودی بیشتر احساس شد . چون سرعت ماشین ها رو به افزایش رفت همچنین بر تراکم ترافیک نیز افزوده شد

فهرست مطالب:

فصل اول

مقدمه و تاریخچه ترمز

اصول سیستم ترمزهای هیدرولیکی

ترمزهای اتومبیل

2ـ1ـ کاربرد و انواع ترمزها

2ـ2ـ ترمزهای مکانیکی

2-3 اصول هیدرولیک

2-4کاربرد ترمز هیدرولیکی

2-5 سیستم ترمز دوبل

2-6 سیلندر اصلی

2-7 سیلندر چرخها

2-8 عمل خود انرژی زائی(Self- energizing Action)

2-9 حرکت بازگشتی Return strock:

2-10 چراغ اخطار (Warning Light)

2-11 ترمزهائی که خودشان تنظیم می شوند ( نوع کاسه ای)

2-12 ترمزهای دیسکی

1ـ کالیپر ثابتFixed caliper

2ـ کالیپر شناور :Floating caliper)(

3ـ کالیپر لغزشی :(sliding caliper)

2ـ14ـ سوپاپ اندازه گیری

2ـ15 سوپاپ تناسبProportioning Valve

2ـ16ـ سوپاپ ترکیبی

2-17ـ ترمز دستی برای ترمزهای دیسکی عقب

2-18ـ سیال ترمز : (Brake Fluid)

2ـ19ـ خطوط ترمز : (Brake Lines

1ـ نوع کامل Integral

2ـ نوع افزاینده Multiplier

3ـ نوع کمکی : (Assist)

2ـ21ـ بوستر کمکی ترمز

2ـ22 ـ تشریح ترمزهای پر قدرت نوع « کامل

2ـ32ـ ترمز پر قدرت دو دیافراگمه بندیکس

2ـ24ـ ترمز پر قدرت نوع افزاینده

2ـ25ـ ترمز پر قدرت نوع کمکی

فصل سوم

اصول سیستم ترمز پنوماتیکی

3-1- اجزای مورد نیاز جهت تولید هوای فشرده

3-1- اجزای مورد نیاز جهت تولید هوای فشرده

1ـ کمپرسور باد

3-3- تنظیم کمپرسور

3 ـ 4ـ تنظیم از طریق کاهش سرعت

3 ـ 5 ـ خنک کردن کمپرسور

3 ـ 6 ـ بزرگی مخزن هوای فشرده کمپرسور

3 ـ 7 ـ پخش هوای فشرده به سیلندر پیستون ترمز

3 ـ 8 ـ آماده کردن هوای فشرده

3 ـ 9 ـ رطوبت گیری هوای فشرده

3-10- فیلترهای هوای ترمز بادی

3-11- شیر تنظیم فشار

3-12- مقدار عبور جریان برای واحدهای مراقبت

3-13- سیلندر پنیوماتیکی

3-14- سیلندر یک کاره

3-15- ساختمان سیلندر و پیستون

3-16- محاسبه نیروهای سیلندر پیستون

3-17- نکات عملی

محاسبه طول کورس پیستون سیلندر پنیوماتیک

فصل چهارم »

« سیستم ترمز ضد قفل ABS

4ـ1ـ ویژگی های ABS

4ـ2ـ نیروهای دینامیکی در چرخ ترمز شده

4ـ3ـ مفهوم کنترل

توضیح

4ـ4ـ چرخه کنترلABS

4ـ4ـ1ـ سیستم کنترل شده

4ـ4ـ2ـ متغیرهای کنترل شده

4-4-2-1- متغیرهای کنترل شده برای چرخهای غیر متحرک (non-driven wheel)

4-4-2-2- متغیرهای کنترل شده برای چرخهای متحرک(driven- wheel)

4ـ5ـ سیکلهای کنترل واقعی

4ـ5ـ1ـ چرخه کنترل ترمزی روی سطح با کشش بالا ( ضریب نیروی ترمز بالا)

4ـ5ـ2ـ چرخه کنترل ترمزی روی سطح جاده لغزنده ( ضریب نیروی ترمزی پائین)

4ـ5ـ3ـ چرخه کنترل ترمزی با تأخیر در گشتاور انحرافی

4ـ5ـ3ـ1ـ GMA1 ( سیستم تأخیری در گشتاور انحراف

4ـ5ـ3ـ2ـ GMA2

4ـ5ـ4ـ چرخه کنترل برای (ALL wheel Dirven ) AWD

4ـ5ـ5ـ سیستمهائی که همه چرخها متحرک هستند (ADW)

الف : اولین سیستم

ب : دومین سیستم

ج : سومین سیستم

4ـ6ـ عملکرد ABS

4ـ6ـ1ـ ترمز کنترل شده

4ـ6ـ2ـ تأخیر در گشتاور پیچشی جانبی

4ـ7ـ مدلهای سیستم ABS

4ـ7ـ1ـ مدل ABS 2S

حالت اول (بدون انرژی

حالت دوم (انرژی با استفاده از 50% از حداکثر جریان)

حالت سوم (انرژی با حداکثر جریان)

4-7ـ مدل ABS 5.0

4ـ8ـ چرخه فرآیند کنترل (Closed – Loop control process)

4ـ9ـ کارکردهای کنترلی(monitoring Functions)

4ـ10ـ تشخیص عیب

4ـ11ـ مدل ABS5 . 3

4ـ12ـ مدل سیستم ABS 2E ( بوش)

4ـ13ـ اجزای سیستم ترمز ضد قفل ABS

4ـ13 ـ1 ـ سنسورهای سرعت چرخ (Wheel speed sensor)

4ـ13ـ1ـ1ـ سنسور سرعت چرخDF2

4ـ13ـ1ـ2ـ سنسور سرعت چرخ DF3

4-13-2ـ واحد کنترل الکترونیکیElectronic control unit

4ـ13ـ2ـ1ـ واحد کنترل برای ABS 2S

الف ـ مدار ورودی : (Input circuit)

ب : کنترل کننده دیجیتالی : (Digital controller)

ج : مدارات خروجی : (Output circuits)

Driver stage مرحله گرداننده ( راننده ) ( تقویت کننده های خروجی )

د:ثابت کننده ولتاژ،حافظه مخصوص عیب(Voltage stabilizer,fault memory)

4ـ13ـ2ـ2ـ واحد کنترل الکترونیکی برای ABS5.0

4-13-3- تعدیل کننده فشار هیدرولیکی

4ـ13ـ3ـ1ـ تعدیل کننده فشار هیدرولیکی برای ABS 2S

ب: انباره یا مخزن

ج : شیر سلونوئیدی 3/3

مراحل کارکرد

الف : مرحله مسدود کردن فشار :( Pressure build up phase)

ج: مرحله کاهش فشار : (Pressure – reduction phase)

ب : مرحله نگهداری فشار : (pressure – holding phase)

4ـ13ـ3ـ2ـ تعدیل کننده فشار هیدرولیکی برای ABS5.0

الف : پمپ برگشت

ب: مخزنها و محفظه های ضربه گیر(accumulators and damper chambers)

ج : شیرهای سلونوئیدی 2/2 : (Selonid Valve 2/2 )

4ـ13ـ3ـ3ـ واحد هیدرولیکی برای ABS / ABD5

4ـ11ـ2ـ مدارات الکتریکی : ( Electrical Circuits )

« فصل پنجم»

«طراحی سیستم های ترمز»

5-1-تحلیل نیروی ترمزهای دیسکی

5-2-نیروی ترمز و نیروی وارد بر محور

5-3-در سیستم ترمز دیسکی

5-4- محاسبات ترمزهای دیسکی بر اساس نیروی استاتیک

5-5 ترمزهای کاسه ای (shoe brake)

5-6-ترمزهای بدون سرو

5-7-اجزاء مکانیکی ترمز کاسه ای

5-8-کفشک ترمز

5-9- تقسیم بندی ترمزها کاسه ای از لحاظ مکانیزم عمل کننده

5-10-سیستم ترمز سیمپلکس : (simplex brake)

5-11سیستم ترمز دوپلکس

5-12-سیستم ترمز دوپلکس دوبل

5-13-سیستم ترمز سرو و بدون سرو

5-14-سیستم سرو دوبل

5-15-محاسبه شتاب ترمز گیری

1ـ در ترمزیک کفشکی

5-16-تحلیل استاتیکی اجزای ترمز کاسه ای

5-17- ترمزهای لنتی (shoe brakes)

B ـ ترمز دولنتی (double shoe brakes)

B ـ ترمز دولنتی (double shoe brakes)

5-18-طرح دستگاه ترمز دو لنتی

4ـ کنترل عمر صنعتی لنت ترمز

5ـ محاسبه و تعیین هوا دهنده ترمز

7ـ تعیین فنر برای ترمز

5-19- دستگاه ترمز هیدرولیکی مضاعف

5-20-هواگیری ترمز

5-21-روغن ترمز

5-22ـ طراحی سیستم ترمز هیدرولیک

5ـ2 طراحی سیستم ترمز هیدرولیک پرقدرت ( مجهز به بوستر خلأئی)

2ـالف) مزیت مکانیکی بوستر

5-24ـ طراحی بوستر با استفاده از دیاگرام

2ـ بدست آوردن نسبت بوستر

3ـ بدست آوردن قطر و خلاء نسبی در بوستر

5-25ـ طراحی حجم مخزن ذخیره روغن پمپ اصلی

1ـ روغن مورد نیاز کفشک و لقمه های ترمز

2ـ انبساط خطوط ارتباطی روغن

3ـ انبساط در لوله های لاستیکی

4ـ تلفات پمپ اصلی

5ـ تلفات در اثر تغییر شکل کاسه چرخ و محفظه سیستم ترمز دیسکی

6ـ تراکم در لنت لقمه ای و کفشک ترمز

6ـ تراکم در لنت لقمه ای و کفشک ترمز

8ـ تلفات حجم در سوپاپها

9ـ تلفات حجم در سیستم بوستر

10ـ تلفات حجم در اثر وجود بخارات گازی یا هوا در سیستم ترمز

محاسبه کورس پدال

8ـ هوای باقیمانده در سیتم ترمز

نتیجه

فصل ششم

نتیجه گیری و مقایسه بین

سیستم های ترمز و عیب یابی

7-1ـ کلیات

2ـ3ـ چگونگی انجام آزمایش

الف : بر روی یخ (On the ice )

ب: برروی برف فشرده شده On Hard – pack snow

عبور از مسیر خیس و مرطوب

توقف در مسیر خشک

جمع بندی

7-3ـ نتیجه گیری نهائی

7ـ3ـ1ـ معایب سیستم ترمز معمولی

7ـ3ـ2ـ مزایای سیستم ترمز ضد قفل ABS

7-4-مقایسه ترمزهای دیسکی و کاسه‌ای

الف)مزایا

ب) معایب

مراجع

فهرست اشکال

شکل 3-1 ترمز بادی با اجزاء آن

شکل 3-2 دیاگرام نمودار تولیدی کمپرسورها

شکل 4-7 : منحنی ایده آل ،

شکل 4-8ضریب نیروی

شکل 4-18- تعدیل فشار ترمز

شکل 4-20 سیستم هیدرولیکی ABSS.O

شکل 21-2 : سیستم هیدرولیکی ABS 2E برای مدارات ترمز مورب

شکل (4-23) : سنسور سرعت چرخ

شکل (4-22) : سنسورهای سرعت

شکل 35-2 : دیاگرام مدار AB 2S

منابع و مأخذ:

1-تکنولوژی پیشرفته خودروها ، مولف : مهندس محمدی بوساری .

2-جزوه ترمزهای ABS مولف مهندسی شاهدایی .

3-تکنیک اتومبیل ، مهندس ضیائی .

”Automobile Brakes and Braking systems” . by

p.new comb and R.T.spurr .Automotive chassise and body by M.c.graw hill chapter 14 .Bosch Driving - safety systems 1998 .Automotive Hand book bosch 1996 .Brake Design and safety ,SAE 1995 .Shigley “Mechanical Engineering Design” .SAE Inc “Breke Design and Safety” 1992

پروژه طراحی بدنه ایرشیب ها وزیر دریای ها

نوع فایل: word

قابل ویرایش 110 صفحه

مقدمه:

در طراحی بدنه ایرشیپ‌ها و زیر دریائی‌ها نکات زیادی مورد توجه قرار می‌گیرد که مهمترین آنها قدرت جلوبرندگی است که به مقدار زیادی بستگی به درگ اصطکاکی روی بدنهایرشیپ دارد و 3/2 درگ کل را شامل می‌شود. کاهش کوچکی در این درگ باعث صرفه جویی قابل توجهی در سوخت می‌شود و یا می‌تواند باعث افزایش ظرفیت حمل و ابعاد ایرشیپ شود.

اولین بهینه سازی عددی شکل، توسطپارسنز انجام شده است. روش محاسبه در قالب یک پنل کدمی‌باشدکه با یکروش لایه مرزی کوپل شده است. زدان یک توزیع محوری از چشمه و چاه را برای نشان دادن میدان جریان اطراف یک جسم معرفیمی‌کند. قدرت (شدت) به صورت خطی رویهر المان طول توزیع می‌شود.

در روند محاسباتی آیرودینامیکی ابتدا یک بدنه دوار با ماکزیمم قطر ثابت و نسبت فایننسثابت تعریف می‌شود.پروفیل بدنه و توزیع سرعتجریان غیر لزج توسط روشهای غیر مستقیم حل جریان پتانسیل بدست می‌آید. پروفیل این بدنه بایدبه گونه‌ای باشد که در جریان یکنواخت موازی بامحور بدنه، لایه مرزی دچار جدایش نشود. با این قید، درگ توسط تغییر در شکل پروفیل بدنه کاهش می‌یابد. محدودیت در عدم جدایش لایه مرزی باعث حذف درگفشاری می‌شود و درگ کلی منحصر به نیروهای ویسکوز در لایه مرزی می‌شود. لایه مرزی به سه ناحیه آرام گذراو درهم تقسیم

می‌شود. برای محاسبه لایه مرزی آرام ازمتد توویتس استفاده شده کهبر اساس رابطۀ مومنتوم می‌باشد. ناحیه گذرا در محاسبات به صورتیک نقطه در نظر گرفته می‌شود که در آن ضریب شکل به طور ناگهانی از آخرین مقدار در ناحیه آرام به اولین مقداردر ناحیه درهم تغییر می‌کند. از آنجا که محل گذر به عواملی مانند: زبری سطحی، سر و صدا، لرزش و غیره بستگی دارد که کنترل آنها مشکل است در بیشتر تحقیقات این ناحیه را بهصورت دلخواه بین سه تا ده درصد طول بدنه در نظر می‌گیرند.

محاسبات لایه مرزی مغشوش بر اساس یک روش ساده انتگرالی معادله مومنتوم بنا شده است، که توسط شینبروکو سامنربرای جریان با تقارن محوری بدست آمده است. از آنجا که لایه مرزی مجاز به جدایش نیست درگ از نقصان مومنتوم در انتهای لایه مرزیمحاسبه می‌شود.

حل این مسأله در ساخت اژدرها، زیر دریائی‌ها و ایرشیپ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بعضی از این گونه‌ها پروفیل بدنه را به صورت یک یا دو چند جمله‌ای از درجات مختلف نشان می‌دهند و شامل پارامترهایی مانند شعاع در دماغه و انتهای دم محل نسبی قطر ماکزیمم و شعاع طولی در آن نقطه و شیب دم هستند. بوسیله تغییر در بعضی یا همه این پارامترها در شکلهای مختلف درگ کاهش یافته است. دیگران سعی کرده‌اند که مستقیمااز کپی پروفیل بدنه ماهی‌های پرسرعت و پرندگان این کار را دنبال کنند. نتیجه تمام این تلاشها منجر به طبقه بندیبدنه هایی با درگ پایین شده است و گرچه از نظر شکل متفاوت هستند ولی ضریب درگهایی خیلی شبیه به هم دارند

فهرست مطالب:

فهرست علائم

فهرست جداول

فهرست اشکال

فصل اول

مقدمه و مطالعات پیشین

مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

مدل آیرودینامیکی

فصل دوم

معادلات حاکم و روش حل عددی

2-1 مقدمه

2-2 محاسبات لایه مرزی

2-2-1 محاسبات لایه مرزی آرام

2-2-2محاسبات ناحیه گذرا

3-2-2محاسبات لایه مرزی درهم

4-2-2 روش محاسبه درگ

5-2-2معیار جدایش

فصل سوم

الگوریتم و برنامه به همراه ورودی و خروجی های برنامه

3-1 روند محاسبه درگ

3-2 الگوریتم محاسبات لایه مرزی آرام

3-3 الگوریتم محاسبات ناحیه گذرا

3-4 الگوریتم محاسبات لایه مرزی درهم و ضریب درگ

3-5 برنامه کامپیوتری به زبان فرترن

3-6 ورودی و خروجی های برنامه برای پروفیل های بدنه شماره 1 تا 7

3-6-1 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

3-6-2 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

3-6-3 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

3-6-4 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

3-6-5 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

3-6-6 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

3-6-7ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

3-6-8 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

3-6-9ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

3-6-10خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

3-6-11 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 6

3-6-12 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 7

3-6-13 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 6و7

فصل چهارم

ارائه نتایج و بحث و مقایسه

4-1 مقدمه

4-2 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 1

4-3 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 2

4-4 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 3

4-5 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 4

4-6 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 5

4-7 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 6و7

4-8 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 1

4-9 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 2

4-10 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 3

4-11 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 4

4-12 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 5

4-13 مقایسه ضریب درگ

فصل پنجم

نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 نتیجه گیری

5-2 پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده

فهرست مراجع

پیوست"الف"

فهرست جداول:

جدول 3-1 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

جدول 3-2 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

جدول 3-3 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

جدول 3-4 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

جدول 3-5 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

جدول 3-6 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

جدول 3-7 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

جدول 3-8 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

جدول 3-9 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

جدول 3-10 خروجی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

جدول 3-11 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 6

جدول 3-12 ورودی‌های برنامه برای پروفیل بدنه شماره 7

جدول 4-1 ضریب درگ برای پروفیل‌های بدنه یک تا پنج

فهرست اشکال:

شکل 1-1 پروفیلهای بدنه با کمترین درگ

شکل 1-2 مدل آیرودینامیکی

شکل 1-3 توزیع المانهای سینگولاریتی محوری و شدت در21 نقطه طول بدنه

شکل 3-1 پروفیل بدنه شماره 1

شکل 3-2 پروفیل بدنه شماره 2

شکل 3-3 پروفیل بدنه شماره 3

شکل 3-4 پروفیل بدنه شماره 4

شکل 3-5 پروفیل بدنه شماره 5

شکل 3-6 پروفیل بدنه شماره 6

شکل 3-7 پروفیل بدنه شماره7

شکل4-1 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهمبرای پروفیل شماره 1

شکل4-2 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 1

شکل4-3 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 1

شکل4-4 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 1

شکل4-5 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 1

شکل4-6 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 1

شکل4-7 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهمبرای پروفیل شماره 2

شکل4-8 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 2

شکل4-9 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 2

شکل4-10 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 2

شکل4-11 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 2

شکل4-12 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 2

شکل4-13 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهمبرای پروفیل شماره 3

شکل4-14 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 3

شکل4-15 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 3

شکل4-16 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 3

شکل4-17 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 3

شکل4-18 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 3

شکل4-19 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهمبرای پروفیل شماره 4

شکل4-20 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 4

شکل4-21 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 4

شکل4-22 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 4

شکل4-23 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 4

شکل4-24 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره4

شکل4-25 منحنی تغییرات ضخامت ممنتوم بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهمبرای پروفیل شماره 5

شکل4-26 منحنی تغییرات ضریب شکل بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 5

شکل4-27 منحنی تغییرات ضخامت جابجایی بدون بعد بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 5

شکل4-28 منحنی تغییرات ضخامت لایه مرزی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 5

شکل4-29 منحنی تغییرات ضریب اصطکاک سطحی بر حسب طول ایرشیپ درناحیه درهم برای پروفیل شماره 5

شکل4-30 منحنی تغییرات عدد رینولدز(که براساس ضخامت مومنتوم تعریف شده) بر حسب طول ایرشیپ برای پروفیل شماره 5

شکل 4-31 نتایج بدست آمده توسط لوتز و واگنر برای ضریب درگ به روش اپلر

منابع و مأخذ:

مراجع انگلیسی

1- Vahid Nejati and Kazuo Matsuuchi, Aerodynamics Design and Genetic Algorithms for Optimization of Airship Bodies, JSME, No. 02-4140, (2002).

2- Parsons, J.S. and Goodson R.E, Shaping of Axisymmetric Bodies for Minimum Drag in Incomperessible Flow J. Hydronautics, Vol. 8, No. 3 (1974).

3- Zedan, M. F., Potential Flow Around AxisymMetric Bodies, Direct and Inverse Problem, Ph.D. Dissertation, University of Houston, (1979).

4- Pinebrook, W. E., Drag Minimization on a Body of Revolution, Dissertation in the University of Houston, (1982).

5- Young, A. D., the Calculation of Total and Skin Friction Drags of Bodies of Revolution at Zero Iincidence ARC R & M, No. 1874 (1939).

6- Rechenberg, I., Evolution Strategie: Optimize-rung Technischer Systeme Nach Prinzipien der Biologischen Evolution, (1973), Frommann-holz-boog verlag, Stuttgart.

7- Holland, J., Adaptation in Natural and Artificial System, (1975), University of Michigan Press annarbor.

8- Cebeci, T. and Bradshaw, P., Momentum Transfer in Boundary Layers, McGraw- Hill, (1977).

9- Nash, J.F., Turbulent Boundary Layer Behavior and the Auxiliary Equation, ARC CP 835, London (1965).

10- Shanebrook, J.R. and Sumner, W.J., Entrainment Theory for Axisymmetric Turbulent Incompressible Boundary Layer, J. Hydronautics, Vol. 4, No. 4 (1970).

11- Standen N.M., A Concept of Mass Entrainment Applied to Compressible Turbulent Boundary Layers in Adverse Pressure Gradients, Proceedings on the 4th Congress of ICAS, pp. 1101-1125 (1965).

12- Schlichting, H., Boundary Layer Theory, McGraw –Hill Book Co., N.Y. (1968).

13- Lutz, Th.and Wagner, S., Drag Reduction and shape Optimization Air ship Bodies, J. Aircraft, vol.35, No3.(1998) , pp. 345 –

13- Mathews, John, H, Numerical methods for methmatics science and engineering (1943).

14- Smith, I. M, Programming in Fortran 90 for engineers and scientists (1995).

پروژه تکنیک جوشکاری از منظر میکانیک

نوع فایل: word

قابل ویرایش 95 صفحه

مقدمه:

عملیات آماده سازی درز لوله یکی از مراحل اساسی جوشکاری لوله بوده چرا که کیفیت جوش در ارتباط نزدیکی با نحوه آماده سازی لوله می باشد. در بعضی موارد، آماده سازی اشتباه اتصال میتواند منجر به بروز معایب و شکست در قطعه گردد. جوشکار لوله می بایستی اطلاعات مهارت کافی جهت آماده سازی لوله داشته باشد که این خود اولین گام در جهت حصول به جوش با کیفیت قابل قبول می باشد.

عملیات ذکر شده از 4 مرحله تشکیل شده است:

1- آماده سازی لبه ها

2- تمیز نمودن سطوح اتصال درز جوش

3- جفت کردن لوله ها

4- خال جوش زدن لوله ها

هر کدام از این مراحل به طور جداگانه مورد بحث قرار خواهند گرفت ولی ابتدا خلاصه ای در مورد نحوه جوشکاری لوله آورده خواهد شد. تکه هایی از لوله با طول کوتاهیا به عنوان دیگر نیپل جهت صرفه جویی در لوله برای تمرین مورد استفاده قرار می گیرد. البته باید توجه نمود که طول لوله اگر خیلی کوتاه باشد سرعت سرد شدن جوش به حدی تحت تأثیر قرار گرفته که جوش شرایط کافی را جهت جوشطول های بلند از لوله مهیا نمی نماید. بنابراین معمولاً در طول 7اینچ برای هر کدام از دو لوله ای که مورد جوشکاری قرار می گیرند توصیه میگردد. تجربه نشان داده است که طول ذکر شده در سرعت سرد شدن جوشتأثیری باقی نمی گذارد. همانطور که قبلاً نیز ذکر شد دو روش مختلفبرای جوشکاری لوله مورد استفاده قرار می گیرند. برای لوله هایی با ضخامت کم، روش سرازیر و برای لوله های با ضخامت بالا ، روش سربالا استفاده می شود. به جز چند مورد جزئی از قبیل اندازه اتصال و جوشکاری خال جوش ها، روش آ‌ماده سازی لوله برای هر دو روش یکسان می باشد.

فهرست مطالب:

فصل اول

عملیات آماده سازی درز جوش در لولهها

عملیات تمیز نمودن سطوح اتصال:

جفت نمودن لوله ها:

انجام دادن خال جوش ها:

متوقف نمودن جوشکاری

فصل دوم

پاس ریشه

اصول کلی برای جوشکاری پاس ریشه به روش سربالا

سوراخ کلید ( KEYHOLE )

شروع به پاس ریشه

جوشکاری سربالای پاس ریشه

قطع نمودن و شروع مجدد

جوشکاری نیمه دوم لوله

روش اتصال نهایی (Iiein)

بازرسی جوش

جفت نمودن بد، درز جوش با فاصله زیاد

آماده سازی بد و درز جوش بیش از اندازه بسته

آماده سازی بد، درز جوش باز و بسته در نقاط مختلف لوله

آماده سازی بد و پیشانی پخ خیلی نازک بوده

جوشکاری پاس ریشه با الکترودهای کم هیدروژن

خلاصه ای از جوشکاریپاس ریشه

فصل سوم

جوشکاری پاس ریشه با روش تیگ( GTAW )

روش تیگ ( GTAW )

گاز محافظ

ترج مخصوص جوش‌ آرگون ( GTAW )

الکترودها

آماده سازی درز اتصال

روش جوشکاری پاس ریشه

برقراری اتصال ( Iie- in )

پاس دوم

فصل چهارم

پاس های پر کن و پاس رو

لایه های چند تایی

آماده سازی برای پاس ریشه

تنظیم شدت جریان

زاویه الکترود

جوشکاری پاسهای میانی ( پاسهای پر کن )

توقف و شروع مجدد

اتصال نهایی

پاس رو

الکترودهای کم هیدروژن

فصل پنجم

جوشکاریلوله های با ضخامت دیواره کم

روش سربالا

روش سرازیر

روش افقی ( 2G )

جوشکاری لوله در محیط آزاد

آماده سازی درز جوش

انجام خال جوش ها

پاس ریشه

توقف و شروع مجدد

اتصال نهایی

آماده سازی برای پاس دوم

پاس دو ( HOT PASS )

پاس رو

جفت نمودن نامناسب لوله

موقعیت 45 درجه ( 6G )

فصل ششم

جوشکاری افقی لوله ( حالت G2 )

آماده سازی لوله

جوشکاری پاس ریشه به روش G2

توقف و شروع مجدد

به وجود آوردن اتصال ( Iie in )

جفت نمودن اشتباه

انجام پاس ریشه با الکترودهای کم هیدروژن

پاس دوم

پاس سوم و چهارم

پاس های پنجم ، ششم و هفتم ( پاس های رو )

پروژه رشته مکانیک با موضوع اصول کار با لیزر

نوع فایل: word

قابل ویرایش 148 صفحه

مقدمه:

از اعجاز‌آمیز‌ترین موهبت‌های طبیعت است که برای مصارف گوناگون سودمند است. پلینی، تاریخ طبیعی، جلد 22. ص 49 (قرن اول میلادی)

برداشت از نوشته‌های پلینی بزرگ

لیزر در دوران تمدن یونان ـ روم

در دوران تمدن یونان ـ روم (تقریباً از قرن ششم پیش‌ از میلاد تا قرن دوم میلاد) لیزر بخوبی شناخته شده و مشهور بود. گیاهی خودرو بود (احتمالاً از رده گیاهان چتری) که در ناحیه وسیعی در اطراف سیرن (لیبی امروز) می‌رویید. گاهی هم «لیزر پیتیوم» نامیده می‌شد و به علت خواص اعجاز‌گرش آن را هدیه‌ای از جانب خداوند می‌دانستند. این گیاه برای درمان بسیاری از بیماری‌ها از ذات‌الریه گرفته تا بسیاری از بیماری‌های واگیر‌دار به کار می‌رفت. پادزهر مؤثری بود برای مارزدگی،‌ عقرب زدگی و نیش پیکان‌های زهر‌آلود دشمن از طعم لذیزش به عنوان چاشنی عالی در بهترین آشپزی‌ها استفاده می‌شد. این گیاه آنچنان پرارزش بود که منبع اصلی سعادت سیرنیها به حساب می‌آمد و به یونان و روم صادر می‌شد. در مدت استیلامی رومی‌ها تنها خراجی که سیرینها به روم می‌دادند این گیاه بودکه همراه با شمشهای طلا در خزانه‌ها نگهداری می‌شد. شاید بهترین گواه‌ ارزش لیزر در آن روزگار نقش بر جام مشهور آرکسیلائو (که اکنون در موزه سیرن است.) باشد که باربران را در حال بار کردن لیزر در کشتی تحت سرپرستی شاه آرکسیلائو نشان می‌دهد، هم یونانی‌‌ها و هم رومی‌ها بسیار کوشیدند که بتوانند لیزر را در نقاط مختلف «آپولیا» و «آیونا» (در قسمت جنوبی ایتالیا) به کشت بنشانند. نتیجه آن شد که لیزر بیشتر و بیشتر کمیاب شد و به نظر می‌رسد که در حوالی قرن دوم میلادی کاملاً از میان رفت. از آن زمان تا به حال علی‌رغم کوشش‌های بسیار کسی موفق نشد که لیزر را در صحرا‌های جنوبی سیرن پیدا کند و بدین ترتیب لیزر به صورت گنجینه گمشده تمدن یونان-روم درآمد.

از زمان ابداع نخستین لیزر توسط maiman در 1960 ، کاربرد های متنوع لیزر در شاخه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. جراحی لیزری قطعا ار مهمترین این کارها و یکی از برجسته ترین تحولات در پزشکی قرن حاضر به شمار می آید. در واقع می توان گفت که انواع گوناگون لیزر ها به عنوان ابزار بی رقیبی در پزشکی نوین مطرح گردیده اند . دو دهه پیش کاربرد های بالینی لیزر فقط به شاخه چشم پزشکی محمدود می شد و از جمله جالب ترین جراحی های لیزری که امروزه نیز به طور گسترده ای متداول است به کار گیری لیزر یونی ارگون در درمان جدا شدگی شبکیه چشم می باشد. اما در حال حاضر به جرت می توان گفت که لیزر به تمامی شاخه های پزشکی رسوخ کرده و گسترش چشم گیری داشته است. این امر به دلیل گوناگونی سیستم های لیزری موجود ، تنوع پارامتر های فیزیکی و نیز اشتیاق شدید برخی گروه ها پژوهشی بوده است که بدین ترتیب تقریبا تمامی شاخه های جراحی در به کار گیری لیزر ها حمت گمارده اند . البته در برخی موارد به ویژه در شاخه ی موسوم بر انگیزش بیولوژیک ، پژوهشگران سمت گیری مناسبی را اتخاذ نکرده بودند و با سعی فراوان به چاپ مقالات بیشتر اهتمام می ورزیدند و تولید کنندگان برخی از سیستم های لیزری نیز به منظور سود بیشتر به تبلیغ محصولات خود می پرداختند اما سر انجام در یافتند که برخی از این سیستم ها دارای کارایی مناسب نیستند اما از سوی دیگر بسیاری از روش های لیزری که با یاری دانشمندان توسعه یافته است در عمل نیز ثمر بخش بوده اند .

فهرست مطالب:

مکانیسم های از بین بردن موهای زائد بوسیله لیزر

فهرست کاربرد های لیزر در بیماریهای پوست و جراحی پلاستیک

لیزر آرگون

لیزر بخارمس

لیزر یاقوت

لیزر Nd:yag هماهنگ دوم ( Nm532)

لیزر رنگینه ای پالسی (NM600-585-577 )

5-1- طرح های فیزیکی-روانی نقشه های اذراکی از احساس درد و حرارت بوسیله موضعی کردن لیزرco2 بر روی پوست

5-1-1- مقدمه

5-1-2- نتایج

1 آستانه ، انواعمحرکها و سرعت آشکارسازی

2 دقت تمرکز

3 نمایش کالبدی نواحی تحریک شده

5-1-3- بحث و گفتگو

5-1-4- روشهای تجربی

4-1- افراد

4-2- ابزاری برای کاربرد محرک و مقیاس سازی فیزیکی - روانی

4-3- عملکرد آستانه های حسی

4-4- امر تمرکز

4-5- آمار و ارقام

5-2- شبیه سازی FE تولید شده توسط انتشار امواج صوتی سطحی در پوست

5-2-1- مقدمه

5-2-2روش ها:

1 مدل سازی نورلیزر در پوست

5-2-2- تحلیل المان محدود:

5-2-3- شبیه سازی درونی

1تحلیل حرارتی2تحلیل های مکانیکی

5-2-4- نتایج

5-3-1مقدمه

5-3-2- روش ها

5-3-3- نتیجه

لیزر گاز کربنیک

لیزر nd :yag

لیزر هلیوم

لیزر آرگون

لیزر دیوید

لیزر ND: YAG موج پیوسته تماسی

لیزر ND:YAG سوئیچ Q ( غیر گرمایی)

لیزر Nd:YAG پالسی (گرمایی)

لیزر هلیوم

لیزر رنگینه ای

لیزر Nd:YAGهماهنگ دوم ( nm 532)

لیزر کریپتون سرخ در nm 647

لیزر کریپتون سبز- زرد ( nm 568 و 530و 521 )

لیزر گاز کربنیک

لیزر Nd:YAGپالسی (برای بافت نرم)

لیزر Nd:YAG پالسی ( برای بافت سخت )

لیزر گاز کربنیک

لیزر Nd:YAG

لیزر Nd:YAGهماهنگ دوم ( nm 532 )

لیزر گاز کربنیک

لیزر Nd:YAG

لیزر آرگون

لیزر پالسی رنگینه ای ( nm 504 )

لیزر الکساندرایت

لیزر Nd:YAG هماهنگ دوم

لیزر گاز کربنیک

لیزر آرگون

لیزر Nd:YAG هماهنگ دوم ( nm532 )

لیزر CW Nd:YAG

لیزر هلیوم

لیزر Nd:YAG پیوسته

 لیزر هلیوم

لیزر اگزایمر

لیزر تالیوم

لیزر آرگون

لیزر Nd:YAG پالسی

لیزر هلیوم

لیرز Nd:YAG هماهنگ دوم ( nm532 )

لیزر آرگون

لیزر Nd:YAG

لیزر هولمیوم یاگ

- نای

- حلق و بنی

- گوش

جراحی سر و گردن

لیزر آرگون

لیزر Nd:YAG هماهنگ دوم ( nm532 )

لیزر Nd:YAG پ=یوسته

لیزر هلیوم

ایمنی لیزر

مقدمه

خطرات لیزر

خطرات ناشی از تابش لیزر

آسیب چشمی

آسیب پوستی

آسیب شیمیایی

خطرات الکتریکی

سایر خطرات احتمالی

خطرات چشمی

خطرات پوستی

خطرات مربوط به لیزر های پرتوان

استانداردهای ایمنی لیزر طبقه بندی خطرات آن

فهرست اشکال:

شکل1ـ 1برهم کنش های تابش با ترازهای انرژی اتمی

شکل 1-3 تغییرات جزئی dF در شار فوتون F برای موج تخت الکترومغناطیسی

شکل (3-2) - مدلسازی برهمکنش حرارتی لیزر- بافت

شکل (٤-3) - هندسه بافتهای با ساختار استوانه ای

شکل 2 – منحنیهای تمرکز و روابط بین فضایفیزیکی و ادراکی

فهرست جداول:

جدول(١-3) - اثرات حرارتی تشعشع لیزر

جدول مکانیسمهای از بین بردن موهای زائد بوسیله سیستمهای نوری

پروژه مکانیک با موضوع صندلی چرخ دار الکتریکی

نوع فایل: word

قابل ویرایش 162 صفحه

چکیده:

صندلی چرخدار الکتریکی وسیله مناسبی برای کمک به افرادی است که از ناتواناییهای حاد حرکتی رنج می برند و به آنها تا حد زیادی استقلال می دهد. در این پروژه یک صندلی چرخدار با نیروی رانش الکتریکی که کاربر توسط جوی استیک آنرا هدایت می کند، ساخته شد. با بررسی های مختلف خواهیم دید که موتور مناسب برای این منظور، موتور DC مغناطیس دائم است که به منظور استفاده در صندلی چرخدار الکتریکی طراحی شده است. منبع انرژی دو عدد باتری سرب- اسید 12 V, 60 Ah انتخاب شد و مدار تحریک موتور برشگر PWM می باشد که در آن عمل برشگری توسط ماسفت انجام می گیرد. برای کنترل سیستم ابتدا پایداری دینامیک ثابت آنرا با استفاده از ماتریسهای تبدیل دوران، در حالت کلی بررسی کرده و سپس یک مدار خطی از مجموعه را در نظر گرفتن پارامترهای شخص راننده ارائه کردیم. با وجود همه ساده سازیهای ممکن خواهیم دید که مدل به دست آمده از پیچیدگی زیادی برخوردار است و برای کنترل حلقه بسته آن باید از روشهای پیشرفته کنترل وفقی مبتنی بر شبکه های عصبی و منطق فازی استفاده کرد. در صورت عدم استفاده از کنترل حلقه، بسته، هدایت صندلی در محیطهایی با موانع زیاد، با دشواری همراه خواهد بود.

مقدمه:

معلولیت دگرگونیهایی از نظر آناتومی و فیزیولوژی در بدن فرد ایجاد می کند که در یک مقطع شخص بیمار محسوب می شود ولی بعد از درمان، علی رعم داشتن ضایعه، باید تا حد امکان زندگی طبیعی داشته باشد. وسایل کمکی در این بین نقش مهمی دارند. از جمله این وسایل کمکی، صندلی چرخدار است که در صورت استفاده و تجویز درست، وسیله مناسبی برای دادن کمکهای حرکتی به افراد معلولیت دار بوده و به آنها در انجام امور شخص تا حد زیادی استقلال می دهد. صندلی چرخدار دارای انواع و اقسام مختلفی است که بسته به نوع و میزان معلولیت فرد و شرایط دیگر تجویز می شود. [1]. صندلی هایچرخدار در یک سیستم تقسیم بندی به دو گروه که در یکی نیروی محرکه توسط انسان و در دیگری از طریق یک موتور سوختی یا الکتریکی تأمین می گردد. هدف در این پروژه طراحی و ساخت صندلی چرخدار الکتریکی می باشد. صندلی چرخدار الکتریکی نخستین بار در اوایل قرن بیستم اختراع شد [2]. اما به دلیل مشکلاتی که وجود داشت مصرف عمومی پیدا نکرد. در دهه 1940 استفاده از باتری اتومبیل و موتورهای استارتر، امکان ساخت صندلیهای ساده تری را فراهم کرد. البته سیستم های اولیه فقط با یک سرعت حرکت می کردند. کمی بعد با استفاده از روشهای مکانیکی مثل کلاچ، امکان کنترل سرعت برای صندلیها ایجاد شد. از دهه 1960 به بعد استفاده از ترانزیستور دو قطبیدو طراحی کنترل کننده های سرعت ایمنی صندلیها بسیار بالا رفت. در حال حاضر از ماسفت قدرت برای کنترل سرعت موتورهای DC در صندلی چرخدار الکتریکی استفاده می شود. علی رغم سابقه زیاد صندلی چرخدار الکتریکی در دنیا، این وسیله تاکنون در ایران ساخته نشده است. هدف پروژه آغاز گاهی در این مسیر می باشد. البته وسیله ای که ساخته شد در ظاهر یک صندلی چرخدار الکتریکی نیست ولی با توجه به مطالعات و بررسی های انجام شده، می توان در زمانی کوتاه روشهای به کار رفته در این پروژه را برای ساخت صندلی چرخدار الکتریکی عملی به کار برد. در فصل دوم توضیحاتی کلی در مورد صندلی چرخدار و مشخصات آن از نظر ابعاد، استحکام و غیره آورده شده است. در تجویز صندلی چرخدار نکات متعددی باید در نظر گرفته شود که وزن، ابعاد صندلی و چرخها از آن جمله است. صندلی چرخدار از چند جزء اصلی تشکیل شده است که شامل سیستم نگهدارنده بدن، سیستم رانش، چرخها و اسکلت بدنه می باشد [14]. در این فصل در مورد مشخصات صندلیهای چرخدار الکتریکی و نکاتی که در طراحی آنها باید مد نظر قرار داد، توضیح داده شده است. از جمله این نکات مهم حداکثر سرعت، شیب مسیر، نحوه اتصال موتور و باتریها به صندلی و منبع تغذیه است. صندلی چرخدار الکتریکی را می توان با روشهای دستی و در صورتی که ممکن نباشد با روشهای غیر دستی کنترل نمود. از روشهای کنترل غیر دستی می توان کنترل چانه کنترل زبان لبها یا دندان، کنترل بر اساس دمیدن و مکیدن کنترل صوتی نام برد.

فصل سوم در مورد انتخاب ادوات مورد نیاز می باشد. خود صندلی چرخدار مهمترین قسمت است. به دلایل مختلف به جای صندلی چرخدار استاندارد مدلی از آن ساخته شد. این مدل شامل یک صفحه فلزی است که در زیر آن چهار چرخ نصب شده است. دو چرخ عقب آن نقش انتقال نیرو و هدایت کننده را دارند و دو چرخ جلو هرزگرد هستند. جزئیات مربوط به انتخاب قسمتهای مکانیکی شامل بلبرینگ . چرخها و نحوه انتقال نیرو از موتور به چرخها و غیره کاملاً توضیح داده شده است. بعد از قسمتهای مکانیکی، نوبت به انتخاب موتور الکلتریکی می رسد. در این زمینه بررسی های متعددی انجام گرفت و در نهایت موتور DC خاص صندلی چرخدار برای این منظور انتخاب گردید. این موتور در حجم کم توان بالایی دارد و در طراحی آن حجم و وزن از مهمترین پارامترها بوده اند. جعبه دندهنصب شده بر روی موتور سرعت آن را تا حد مورد نیاز کاهش داده و به حدود 500 دور در دقیقه رسانیده است. با محاسبه توان مورد نیاز برای حرکت صندلی با سرعت m/s3 و وزن Kg150 خواهیم دید که توان یک موتور به این منظور کافی نبوده و ناچاریم که از دو موتور استفاده کنیم که علاوه بر داشتن توان کافی، مزایای دیگری نیز خواهد داشت. موتور یک مبدل انرژی الکتریکی به مکانیکی است ؛ بنابراین باید منبع انرژی الکتریکی همراه موتور باشد. با این توضیح مشخص است که باید از باتری به این عنوان استفاده کنیم. در این فصل، باتریهای قابل شارژ مجدد مانند نیکل- کادمیوم و سرب- اسید بررسی کنیم. در این فصل باتریهای قابل شارژ مجدد آنها و همچنین محافظتهای مورد نیاز، توضیح داده شده است. قسمت بعدی مدار تحریک است که با کنترل کاربر، انرژی را از باتری گرفته و به موتور منقل می کند. از آنجا که موتور از نوع DC بود و منبع تغذیه نیز DC است. بنابراین مدار تحریک از نوع DC/DCخواهد بود.مبدلDC/DC اصطلاحاً برشگرنامیده می شود. برشگرها با قطع و وصل ولتاژ DC ثابت بر روی بار، متوسط ولتاژ دو سر بار را تغییر می دهند که این عمل باید توسط یک عنصر قدرت انجام گیرد. به این منظور المانهای مختلف بررسی شدند و در نهایت از ماسف قدرت استفاده کردیم. در ادامه انواع مختلف برشگرها بررسی شده و نوع مناسب انتخاب گردیده است. خاصیت مهمی که بعضی از انواع برشگرها دارند این است که وقتی بار ‌آنها موتور DC است هنگام کاهش سرعت و یا توقف کامل می تواند انرژی جنبی ذخیره شده موتور را به منبع DC بازگردانند. به این خاصیت بازیابی انرژی گفته می شود.این عمل باعث افزایش راندمان، مجموعه می گردد. با بررسی این موضوع خواهیم دید که به دلایل مختلف، میزان انرژی تحویل شده به منبع در مقابل پیچیدگی مدار، ناچیز است. بنابراین از انجام این کار صرف نظر خواهد شد. با در نظر گرفتن این فرض که کاربر فردی نیمه فلج و یا کاملاً مفلوج است، برای هدایت صندلی از جوی استیکاستفاده کردیم. جوی استیک ازدو مقاومت متغیر تشکیل شده است که مقدار مقاومت یکی از آنها با حرکت جوی استیک در راستای جلو و عقب، از صفر تا حداکثر تغییر می کند و مقاومت دیگر همین عمل را در جهت چپ و راست انجام می دهد. در فص چهارم در مورد تعریف چگونگی حرکت صندلی چرخدار با توجه به حرکت جوی استیک، توضیحاتی آورده شده است.

فصل چهارم در مورد کنترل صندلی چرخدار الکتریکی می باشد. در ابتدا پروتکل حرکت صندلی بر اساس حرکت جوی استیک بیان شده و سپس روابطی که با استفاده از آن می توان سرعت خطی و سرعت زاویه ای صندلی را بر حسب دور موتورها بدست آورد، معرفی شده اند. در ادامه دینامیک ثابت صندلی چرخدار الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است و حداکثر سرعت خطی صندلی چرخدار برای آنکه پایداری آن حول محور x (راستای حرکت) حفظ شود، بدست آمده است. این بررسی در حالت کلی است و با استفاده از ماتریسهای دوران، شیب مسیر در جهت های مختلف را در نظر می گیرد. در ادامه این فصل، با کوچک فرض کردن تغییرات، یک مدل خطی از سیستم صندلی چرخدار الکتریکی با در نظر گرفتن هدایت انسان، ارائه می کنیم. در این سیستم خطی، ورودی، مسیر دلخواه شخص و خروجی، نوسانات مجموعه حول محور x (راستای حرکت) می باشد. همانطور که خواهیم دید این سیستم پیچیدگی زیادی خواهد داشت؛ بنابراین در صندلیهای پیشرفته جدید، کنترل کننده های وفقیکه با استفاده از شبکه های عصلی و منطق فازی طراحی می شوند، کاربرد فراوان دارند. در پایان فصل در مورد سازگاری الکترومغناطیسی و استانداردهای مربوط به صندلی چرخدار الکتریکی در این زمینه، توضیحاتی آورده شده است.

در فصل پنجم طراحی قسمتهای مختلف توضیح داده شده است. طراحی مدار برشگر PWM و بخش مهمی از این فصل را تشکیل می دهد. مدار برشگر شامل مولد سیگنال PWM و اعمال ‌آن به ماسفتها می باشد. انتخاب فرکانس برشگری بسیار مهم است چرا که پایین بودن فرکانس، باعث افزایش تلفات در موتور می شود. با استخراج پارامترهای موتور توسط آزمایشهای مختلف و سپس مدل کردن موتور توسط Pspice فرکانس برشگری با دقت مناسب، 25 Hz انتخاب شده است. ماسفت اگرچه در حالت پایدار جریانی از گیت نمی کشد، ولی در هنگام روشن و خاموش شدن سریع، جریان قابل ملاحظه ای باید به گیت تزریق و یا از آن کشیده شود. نحوه طراحی مداری برای تأمین این جریانهای لحظه ای، توضیح داده شده است. مجموعه مدار تحریک را می توان به صورت آنالوگ یا دیجیتال و یا ترکیبی از آنالوگ و دیجیتال پیاده سازی نمود. در قسمت برشگر PWM به علت بالا بودن فرکانس برشگری و در مقابل پایین بودن سرعت میکروکنترلرهای معمولی استفاده از مدار آنالوگ مناسب تر است؛ ولی تشخصی فرمان جوی استیک و تصمیم درمورد سرعت و جهت حرکت هر یک از موتورها را می توان توسط مدارهای آنالوگ و یا دیجیتال طراحی نمود که هر یک از این دو مدار مزایا و معایبی دارند که توضیج دادهخواهند شد. برای تولید سیگنال PWM از تراشهTL 949 استفاده شده است. این تراشه در ساخت منابع تغذیه سوئیچنگ کاربرد فراوان دارد. فرکانس سیگنال PWM با یک خازن یک مقاومت تعیین شده و سیکل وظیفهبا یک سطح DC تعیین می شود. در مدار دیجیتال میکروکنترولر 8951 که از خانواده 8031 استاستفاده کردیم. مزیت 8951 در این است که دارای EEPROM داخلی است و نوشتن و پاک کردن برنامه به سادگی مکان پذیر است و نیازی به اشعه ماورای بنفش دارد. در ادامه در مورد نشان دادن وضعیت شارژ باتری توضیح داده ایم. در انتها مقایسه ای بین مدار دیجیتال و آنالوگ انجام شده است.

فهرست مطالب:

فصل اول- مقدمه

فصل دوم- بررسی صندلی چرخدار

مقدمه

1-2- اجزاء صندلی چرخدار

1-1-2- سیستم رانش

3-1-2- چرخها

4-1-2- اسکلت بندی

2-2- انواع صندلی چرخدار

3-2- ابعاد استاندارد صندلی چرخدار

4-2-پارامترهای مهم در انتخاب صندلی چرخدار

5-2-نکات مهم در انتخاب صندلی چرخدار

6-2-مشخصات صندلی چرخدار الکتریکی

1-6-2-روشهای هدایت صندلی چرخدار الکتریکی

2-6-2-روشهای هدایت صندلی چرخدار الکتریکی

7-2-موارد استفاده از صندلی چرخدار

8-2-موارد عدم استفاده از صندلی چرخدار

خلاصه

فصل سوم- انتخاب ادوات مورد نیاز

مقدمه

1-3-صندلی چرخدار

2-3- موتور الکتریکی

1-2-3-باتریک نیکل- کادمیوم

2-3-3- باتری سرب- اسید

4-3- مدار کنترل سرعت

5-3- انتخاب المال سوئیچ

6-3- انتخاب وسیله هدایت

خلاصه

فصل چهارم- طراحی کنترل کننده

مقدمه

1-4- پروتکل هدایت صندلی بر اساس حرکت صندلی چرخدار

2-4- رابطه بین سرعت خط

3-4- بررسی دینامیک ثابت صندلی چرخدار

4-4- بررسی کنترل حلقه بسته

4-5- روشهای کنترل صندلی چرخدار الکتریکی

1-5-4- کنترل کننده های قابل تنظیم

2-5-4- کنترل با سنسورها یا همکار

3-5-4- کنترل تحمل پذیر خطا

6-4- سازگاری الکترومغناطیسی

فصل پنچم

مقدمه

روشهای ساخت مدار

1-5-پیاده سازی به روش آنالوگ

1-1-5- کنترل کننده PWM

2-1-5- محاسبه جریان گیت ماسفت

3-1-5- انتخاب فرکانس برشگری

4-1-5- استخراج پارامترهای موتور ANCN7152

5-1-5- ساختن ولتاژ منفی از ولتاژ مثبت

2-5- پیاده سازی به روش دیجیتال

1-2-5- روشهای سنجش شارژ باتری

2-2-5- ساخت منبع تغذیه منفی

خلاصه

فصل ششم- نتایج آزمایشات

فصل هفتم- نتیجه گیری و پیشنهاداتی برای ادامه کار

مراجع

ضمیمه (1)- نرم افزار هدایت صندلی چرخدار

ضمیمه (2)- برنامه ثبت و تحلیل داده ها برای تعیین

ضمیمه (3)- گاتالوگ موتور ANCN7152

ضمیمه (4)- گاتالوگهای 8951 و TL494

 فهرست اشکال:

شکل (2-1): نمودار ابعاد اساسی صندلی چرخدار

شکل (1-3): تصاویر تقربی صندلی چرخدار از زوایای مختلف

شکل (2-3): نمای چرخ عقب و متعلقات آن

شکل (3-3) نیروهای وارد شده به محور چرخ

شکل (4-3): نیروهای وارد شده به صندلی چرخدار در سطح شیبدار

شکل (5-3): برشگر کاهنده با بار اهمی

شکل (6-3): تقسیم بندی برشگرها

شکل (7-3): برشگر کلاس B

شکل (8-3): برشگر کلاس C

شکل (9-3): برشگر کلاس D

شکل (10-3): برشگر کلاس E

شکل (11-3): کنترل دو جهته دور موتور DC با رله SPDT

شکل (12-3): نمای مداری GTO

شکل (13-3): نمای مداری ماسفت کانال N

شکل (14-3): نمای مداری IGBT

شکل (1-4): چرخهای صندلی عقب صندلی چرخدار

شکل (2-4): نیروهای وارد شده به مرکز جرم

شکل (3-4): دستگاه مختصات صندلی چرخدار

شکل (4-4): دیاگرام بلوکی سیستم صندلی چرخدار الکتریکی با کنترل انسان

شکل (5-4): سینماتیک صندلی چرخدار

شکل (6-4): دیاگرام بلوکی دیاگرام بلوکی کامل شده شکل (4-4)

شکل (1-5): جمع کننده و تفریق کننده آنالوگ

شکل (2-5): پیاده سازی تابع قدر مطلق با پل دیودی

شکل (3-5): یکسوساز نیم موج ایده آل

شکل (4-5): یکسوساز تمام موج ایده آل

شکل (5-5): نحوه تضعیف سیگنال خروجی جمع کننده

شکل (6-5): نحوه تضعیف سیگنال خروجی تفریق کننده

شکل (7-5): نحوه بافر کردن خروجی جوی استیک

شکل (8-5): تراشه TL494

شکل (9-5): جریانهای کشیده شده توسط گیت هنگام روشن شدن

شکل (10-5): روشن شدن ماسفت با مقاومت

شکل (11-5): روشن شدن ماسفت با مقاومت ترانزیستور

شکل (12-5): مدار تحریک ماسفت

شکل (13-5): ولتاژ و جریان سوئیچ در حال روشن شدن

شکل (14-5): روشن پاسخ پله برای استخراج

شکل (15-5): اعمال ولتاژ پله به موتور

شکل (16-5): پاسخ پله به موتور

شکل (17-5): مدار معادل الکتریکی برایموتور DC

شکل (18-5): پاسخ فرکانس جریان آرمیچر و سرعت موتور

شکل (19-5): تنظیم دوره کار توسط TL494

شکل (20-5): ساخت منبع تغذیه منفی

شکل (21-5): شکل موجهای رگولاتور باک- بوست

شکل‌ (22-5): تنظیم فرکانس و دوره کار توسط IC 555

شکل (23-5): نمای شماتیک مدار دیجیتال

شکل (24-5): نمودار گردشی برنامه نرم افزاری

شکل (25-5): تبدیل ولتاژ به جریان

شکل (26-5):ساخت منبع تغذیه منفی در مدار دیجیتال

فهرست جداول:

جدول (1-2): ابعاد استاندارد صندلی چرخدار

جدول (3-1): مقایسه خواص المانهای قدرت

منابع و مأخذ:

[1] Rory A. Cooper , “Stability of a wheelchair Controlled by a Human Pilot” , IEEE Trasactions on Rehabiliation Engineering, Vol. 1, No. 4, December 1993, pp. 195-205

[2] Rory A. Cooper, “Intelligent Control of Power Wheecharis” , IEEE Engineering In Medicine and Biology, Jul /August 1995, pp. 423- 431

[3] Bimal K. Bose, “Power Electronics- A Tecnology Review”, Proceedings of the IEEE, Vol. 80, No. 8, August 1992, pp. 1303- 1334

[4] Muhammad H. Rashid, power Electronics, Circuits, Devices and Applications. En glewood Cliffs, NJ: Printice Hall, 1993

[5] E. W. Ott, Noise Reduction Techniques In Electronic systems, New York: Wiley, 1976

[6] Abrahim I. Pressman, Switching Power Supply Design, Mc Graw – Hill Inc. , 1992

[7] James H. Aylor, Alfred Thieme and Barry W. Johnson, “A Battery State of Charge Indicator For electric Wheelchairs”, IEEE Transactions on Industria Electronics, Vol. 39. 5, October 1992

[8] C.C.Chan, “An Overview Of Electric Vehicle Technology” , Procedings of the IEEE, Vol. 81, No. 9, September 1993, pp. 1236- 1247

[9] Daniel A. Genneau, Electric Vehicles, New York, N. Y. : Glenco, 1984

[10] Austin Hughes, Electric Motors And Drives , Oxforx, Boston : newves, 1993

[11] مهرداد عابدی، محمد تقی نبوی، ماشینهای الکتریکی؛ تحلیل، بهره برداری و کنترل ، چاپ اول 1372 صفحه 219-212

[12] محمد حیرانی اصفهانی، کنترل میکروپروسسوری دورموتور DC به منظور کاربرد در سیستمهای حمل و نقل، پایان نامه کارشناسی ارشد، داشنکده برق، داشنگاه صنعتی شریف، 1370

[13] فریدون اکبری، بررسی اثرات رانش ویلچر بر مفصل شانه، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، شهریور 1370

[14] علی رضا کشاورز، بررسی عوامل موثر بر رانش ویلچر، پایان نامه کارشناسی ارشد، داشنگاه تربیت مدرس، 1370

[15] بهنام رضایی، مروری بر تکنولوژی باتریها، سمینار کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، 1373