دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Numerical and Experimental Investigation of the variables influencing the thermal relaxation welded aluminum sheetبررسی عددی و تجربی متغیرهای تأثیرگذار در تنش زدایی حرارتی ورق آلومینیومی جوشکاری شده11015902410.22034/joae.2022.316106.1071FAحسین قره باغیدانشجوی دکتری هوافضا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران،ایرانرضا سرخوشدانشکده هوافضا دانشگاه علوم وفنون هوایی شهید ستاری تهران ایرانJournal Article20211121Welding is very important in the aerospace industry and is widely used in aerospace structures. One of the problems that most industries are facing is created residual stress by the welding process. Residual stresses in the surrounding areas of welding can cause cracks and crack growth so identifying and evaluating residual stresses in the welded structures is necessary. There are different methods for determining residual stress. In this paper, laboratory and numerical methods were presented for determining the residual stress. Then, the welding process of two aluminum sheets of 6061-T6 alloy has been done and the residual stresses have been obtained by drilling method. Welding is done in two passes and by spot welding, the first, the end and the middle of the weld line are connected to prevent the sheets from moving. Also, the welding process of the two aluminum sheets was simulated in 3D in the ABAQUS finite element software and the residual stresses were extracted. All conditions in the finite element analysis are similar to the welding conditions in the laboratory. Results show high accuracy in the modeling of finite element processes in the welding process. Finally, in the finite element method, thermal stress is modeled and optimal parameters are extracted for the above operations.جوشکاری قطعات آلومینیومی در اتصالات سازههای هوافضایی کاربرد فراوانی دارد و از اهمیت بسیاری برخوردار است. از مشکلاتی که اغلب صنایع کشور با آن مواجهاند تنش پسماند ناشی از فرآیند جوشکاری است. تنش پسماند در نواحی اطراف جوش میتواند باعث کاهش عمر کاری قطعات شود به همین علت شناخت، بررسی و کاهش آن در سازههای جوشکاری شده ضروری میباشد. روشهای مختلفی برای اندازهگیری و کاهش تنشهای پسماند وجود دارد. در این مقاله به معرفی انواع روشهای تعیین و کاهش تنش پسماند پرداخته شده است. سپس به کمک فرآیند جوش آرگون دو ورق آلومینیومی از جنس آلیاژ 6061-T6 به یکدیگر متصل شده و تنشهای پسماند حاصله به روش سوراخ کاری به دست آمده است. همچنین فرآیند جوشکاری دو ورق آلومینیومی مذکور به صورت سهبعدی در نرمافزار اجزاء محدود آباکوس شبیهسازی شده و تنشهای پسماند استخراج شده است. تمامی شرایط در تحلیل اجزای محدود مشابه شرایط جوشکاری در آزمایشگاه در نظر گرفته شده است، نتایج حاکی از دقت بالا در مدلسازی اجزای محدود فرآیند جوشکاری دارد. در نهایت به روش اجزای محدود، تنشگیری حرارتی مدلسازی شده و پارامترهای بهینه برای انجام عملیات فوق استخراج شده است.https://www.joae.ir/article_159024_2a70c202d2205f8e7341dc5a94ee371b.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Far-field noise prediction for different geometries with Hybrid methodپیشبینی عددی نویز دوردست برای هندسه های مختلف با استفاده از روش هیبریدی112615903110.22034/joae.2022.323635.1081FAمیلاد ذبیحی نژاددانشجو دکترا،مکانیک،دانشگاه یزد،یزدعلی اکبر دهقانپروفسور، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایرانمحمد فرمانیدانشجو دکترا، مکانیک، دانشگاه یزدJournal Article20220108In this study, to investigating the efficiency of the Curle and the compact form of the acoustic analogy in the far-field noise prediction, the flow around a square, a circular and an elliptic cross-sectional geometry at Reynolds numbers of 46000 and 69000 are simulated in the open-source software, OpenFOAM. The large eddy simulation approach has been used to simulate the incompressible flow around the geometries. To predict the far-field sound pressure levels with the Curle acoustic analogy, the data of the surface pressure fluctuations has been used, which were saved during the simulations through the probe utility of OpenFOAM, while with the compact form of the Curle acoustic analogy, the fluctuations of the lift coefficient have been used. To validate the numerical approach in the study, in the first part of the results, the average aerodynamic coefficients (lift, drag coefficients), mean pressure coefficient, Strouhal number and the formation of the coherent structures of the flow through Q-criterion are investigated.In the second part of the results of the present study, the far-field sound pressure level due to the interaction of the flow with the geometries were investigated. To validate the results in this section, the far-field sound pressure level of the geometry with square cross-section has been investigated and the proper precision of the approach has been evaluated. Finally, the results of the study have shown that the geometry with the square cross-section produces the maximum and the geometry with the elliptical cross-section produces the minimum far-field sound pressure level.در این مقاله با هدف بررسی آنالوژی صوتی کرل و فرم فشرده کرل در پیشبینی نویز دوردست، جریان اطراف هندسههایی با سطح مقطع مربعی،دایرهای و بیضی با اعداد رینولدز 46000 و 69000، در نرمافزار متنباز اوپنفوم شبیهسازی شده است. برای حل جریان تراکمناپذیر از روش رهیافت شبیهسازی گردابههای بزرگ استفاده شده است. بهمنظور پیشبینی مقادیر تراز فشار صوت در دوردست با استفاده از آنالوژی صوتی کرل، دادهبرداری مقادیر نوسانات فشار بر روی سطح با استفاده از ابزار کاوشگر انجام شده در حالیکه در فرم فشرده کرل از نوسانات ضریب نیروی برآ استفاده شده است. در بخش اول نتایج این مطالعه، به منظور ارزیابی و اعتبارسنجی روش عددی بهکاررفته، متوسط ضرایب آیرودینامیکی ( ضرایب پسا و برا )، متوسط ضریب فشار، عدد استروهال و فرم و روند توسعه ساختارهای همدوس جریان با استفاده از معیار کیو مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین مشخص گردید که نوسانات نیروهای برآ، پسا، و تلاطم جریان از عوامل تاثیرگذار بر تراز فشار صوت میباشند. در بخش دوم نتایج از پژوهش حاضر، سطح صدای تولید شده ناشی از برخورد سیال به هندسه بررسی شده است که به منظور اعتبارسنجی، از نتایج مربوط به تراز فشار صوت دوردست هندسه با سطح مقطع مربعی استفاده شده و کارایی روش حل عددی مناسب ارزیابی شده است. درنهایت نتایج این مطالعه نشان داد که هندسه با سطح مقطع مربعی بیشترین و هندسه با سطح مقطع بیضوی کمترین تراز فشار صوت دوردست را ایجاد میکنند.https://www.joae.ir/article_159031_a25cf92d67cbde25b029d1b309fc62aa.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Experimental study of sandwich panel strength with hourglass and square cell core under buckling loadمطالعه تجربی استحکام پنل ساندویچی با هسته سلولی از نوع ساعت شنی و مربعی تحت بار کمانش273615903210.22034/joae.2022.326636.1086FAملیحه آورزمانیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانامین فرخ آبادیدانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس تهران ایرانمحمد سجاد گازردانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانJournal Article20220126In this paper, the strength analysis of composite sandwich structures under buckling load as well as composite polyurethane foam core in composite sandwich structures has been studied experimentally. For better performance of the shell and core in the sandwich structure as well as to increase their strength against buckling compressive load, a reinforcer with new geometry of hourglass and square with foam and without foam has been used. Having a negative Poisson's ratio and greater flexural stiffness as well as maximum load bearing capacity is the reason for using hourglass geometry. The new VARTM method has been used to create better and more uniform quality samples. The results of this study show that corrugated sandwich structures with hourglass filled with polyurethane foam withstand more load against buckling load and also have good efficiency in energy absorption. In a foamless composite sandwich structure, the core is distorted (separation of the shell from the core), and local buckling occurs due to the empty core. While in the sandwich structure with foam, due to the presence of foam in the core, the distortion of the structure is prevented. Also, despite its light weight, foam is able to withstand the compressive load due to local buckling. As a result, the structure has only suffered general buckling.در این مقاله، تحلیل استحکام سازه ساندویچی مرکبی تحت بارگذاری کمانش و همچنین هستهی ترکیبی از جنس فوم پلی اورتان در سازههای ساندویچی مرکبی به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای عملکرد بهتر پوسته و هسته در سازه ساندویچی و همچنین بالا بردن استحکام آنها در برابر بار فشاری کمانش، از تقویتکننده با هندسه جدید ساعت شنی و مربعی با فوم و بدون فوم استفاده شده است. داشتن ضریب پواسون منفی و سفتی خمشی بیشتر و همچنین قابلیت تحمل بار بیشینه دلیل استفاده از هندسه ساعت شنی می باشد. به منظور ایجاد نمونههایی با کیفیت بهتر و یکنواختتر از روش جدید کیسه خلأ (VARTM) استفاده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد سازههای ساندویچی موجدار با هسته ساعت شنی پر شده با فوم پلیاورتان در مقابل بارگذاری کمانشی بار بیشتری را تحمل میکنند و همچنین کارایی خوبی در جذب انرژی دارند. در سازهی ساندویچی مرکبی بدون فوم به دلیل خالی بودن هسته موجدار، هسته دچار اعوجاج شده (جدایش پوسته از هسته)، و کمانش محلی رخ میدهد. در حالیکه در سازه ساندویچی با فوم به دلیل وجود فوم در هسته، از اعوجاج سازه جلوگیری شده است. همچنین فوم با وجود داشتن وزن سبک قادر به تحمل بار فشاری ناشی از کمانش محلی میباشد. در نتیجه سازه تنها دچار کمانش کلی گردیده است.https://www.joae.ir/article_159032_eb9c375684cf435d77654ceb657429ef.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Performance optimization of helicopter main rotor in maneuver using inverse simulationبهینهسازی عملکرد روتور اصلی بالگرد در مانورعرضی با استفاده از شبیهسازی معکوس375115903310.22034/joae.2022.316515.1076FAحمید رضا جعفری بوانلومجتمع دانشگاهی هوافضا- دانشجوی دکتری- دانشگاه صنعتی مالک اشتر
موسسه آموزشی و تحقیقاتی صنایع دفاعیفرید شاهمیریمجتمع دانشگاهی هوافضا- عضو هیات علمی- دانشگاه صنعتی مالک اشتر- تهران- ایرانیوسف عباسیمجتمع دانشگاهی هوافضا- عضو هیات علمی- دانشگاه صنعتی مالک اشتر- تهران- ایرانJournal Article20211125An investigation has been conducted to determine the optimum blade planform required to minimize the rotor power, maximize the lift-to-drag ratio, and maximize roll attitude quickness of the helicopter using numerical optimization techniques. The optimization process is based on response surface method, I-optimal design expriment, and helicopter inverse simulation program (HISP), developing mathematical model of performance, and Turning a multi-objective optimization problem into a one-objective problem using Desirability approach that the optimal numerical solution will eventually be calculated. The effects of helicopter weight and blade planform parameters (i.e., root chord, taper ratio, the taper starting point on the blade, and blade twist) on the performance and handling quality of the helicopter are therefore investigated. Responses of helicopter were obtained through a HISP developed for rotors with quasi-steady aerodynamic formulations. The resulting system provides a systematic evaluation to examine the rotor blade design variables and their interactions, thus reducing the time and cost of designing rotor blades. The results also confirm that the optimum tapered blade lowers the power required by about 7% and enhances the lift-to-drag ratio and roll attitude quickness up to 10% and 36% with a satisfactory improvement relative to the helicopter with rectangular planform a NACA 0012 cross-section in slalom maneuver, which is a good improvement for rotor blade design.در این مقاله نتایج طراحی روتور اصلی بهینه با هدف دستیابی به توان مورد نیاز کمینه، نسبت برآ به پسای و چالاکی بیشینه با استفاده از تکنیک بهینهسازی عددی برای بالگرد با یک روتور اصلی در مانور مارپیچ ارائه میشود. فرآیند بهینهسازی اساساً مبتنی بر روش پاسخ سطح، طراحی آزمایش به روش بهینه I، شبیهسازی معکوس بالگرد، توسعه مدل ریاضی عملکرد، تبدیل مساله بهینهسازی چند هدفه به مساله تک هدفه با استفاده از تابع مطلوبیت و نهایتاً یافتن حل عددی بهینه است. تاثیر پارامترهای طراحی شامل وزن بالگرد و مشخصات هندسی پرههای روتور اصلی (وتر پره، نسبت باریکشوندگی پره، نقطه شروع باریکشوندگی روی پره و پیچش پره) بر کارآیی و خوشدستی بالگرد مورد بررسی قرار میگیرد. پاسخهای سیستم از طریق شبیهسازی معکوس شش درجه آزادی (غیرخطی) با مدل آیرودینامیک شبه دائم روتور اصلی استخراج میشود. بدیهی است با فرایند مطرح در این تحقیق، تحلیل و بررسی دقیق پارامترهای طراحی روتور اصلی و اثرات متقابل آنها بر پاسخهای عملکردی بالگردها امکانپذیر شده و این موجب کاهش زمان و هزینه طراحی پرههای مدرن برای روتور اصلی میشود. نتایج حاصل نشان میدهد که پره بهینه با مشخصات هندسی مشخص، توان مورد نیاز بالگرد در مانور مارپیچ را در حدود 7 درصد کاهش داده و نسبت برآ به پسا و تندی رول بالگرد را به ترتیب 10 و 36 درصد نسبت به بالگرد با پره مستطیلی با ایرفویل ناکا 0012 افزایش میدهد که این نشانگر بهبود قابلملاحظه در طراحی پرههای روتور اصلی محسوب میشود.https://www.joae.ir/article_159033_1c15e69ba2814e2e7a63c2e51f648781.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Investigation of the porosity influence on the free vibration behavior of functionally graded sandwich structuresبررسی اثر تخلخل بر روی رفتار ارتعاشات آزاد سازه هدفمند ساندویچی526615903410.22034/joae.2022.337725.1095FAمصطفی لیوانیسازه، دانشکده هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایرانمحمد حسین حبیبیدانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایرانمحمد مسکینیمربی، دانشکده هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایرانJournal Article20220416In this study, the effect of FG porous on the free vibration behavior of sandwich plate with piezoelectric face sheets and FG core is studied. A new hyperbolic shear deformation function is presented in this paper. The properties of the FG core varied along the thickness according to power law. The properties of the FG material change with the power distribution as a function of the changes in properties along the thickness. The structure of porous materials has cavities and pores. Therefore, in this research, a linear porous model and two types of nonlinear porous models are considered for the property change function. The governing differential equations are derived using the Hamilton principle. The obtained equations were solved using the Navier method for simple boundary conditions. The effects of important geometric and mechanical parameters including thickness to length ratio, length to width ratio, ratio of FG core thickness to piezoelectric face sheets and the effect of electrical potential on the natural frequency response of porous FG sandwich and piezoelectric face sheets have been investigated. To verification, the analytical results obtained in this study are compared with the results presented in the literature, and in this comparison, a good agreement was obtained, which shows the correctness theory, deriving and solving equations.در این پژوهش اثر متخلخل بودن ماده هدفمند بر روی رفتار ارتعاشات آزاد صفحه ساندویچی با رویههای پیزوالکتریک و هسته هدفمند مورد مطالعه قرار میگیرد. یک تابع تغییرشکل برشی هایپربولیک جدید در این پژوهش ارائه شده است. خواص مواد هدفمند با توزیع توان تابع تغییرات خواص در راستای ضخامت تغییر میکند. ساختار مواد متخلخل دارای حفره و منفذ هستند. از این رو در این پژوهش، یک مدل متخلخل خطی و دو مدل متخلخل غیرخطی در نظر گرفته شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. معادلات بدست آمده با استفاده از روش ناویر برای شرایط مرزی ساده حل گردید. اثرات پارامترهای مهم هندسی و مکانیکی شامل نسبت ضخامت به طول، نسبت طول به عرض، نسبت ضخامت هسته هدفمند به لایه پیزوالکتریک و اثر پتانسیل الکتریکی بر روی پاسخ فرکانس طبیعی ورق ساندویچی با هسته هدفمند متخلخل و رویههای پیزوالکتریک بررسی شده است. جهت اعتبارسنجی، نتایج تحلیلی به دست آمده در این پژوهش با نتایج ارائه شده در مقالات مقایسه شده است و در این مقایسه تطابق خوبی حاصل گردید که نشان از صحیح بودن تئوری جدید، روند استخراج و حل معادلات است.https://www.joae.ir/article_159034_daa66527fda3d0886af0a717f5c297eb.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Improving a Satellite Attitude Control Using Fractional-Order Controller in the Presence of Environmental Disturbancesبهبود کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از کنترل کننده مرتبه کسری در حضور اغتشاشات محیطی677715903810.22034/joae.2022.320999.1080FAسیده الهه خاتون آبادی کلالیدانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، ایران.وحید بهلوریگروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفهای، تهران، ایرانامیر رضا کوثریدانشگاه تهرانJournal Article20211223In this paper, attitude control of a rigid satellite in the presence of external perturbations and considering the parametric uncertainties with the fractional order controller is investigated. To control the attitude of the satellite, a reaction wheel actuator with a first-order dynamic model is used and uncertainty is considered in the parameters of the satellite’s moment of inertia, the actuator model and external perturbations. For comparative purposes, in addition to the fractional order controller, the integer order controller is also used. Numerical solution is performed by Euler method and Granwald-Letinkov definition is used to solve the fractional order integral and derivative. The coefficients of the integer order and fractional order controllers were extracted by the particle swarm optimization method with the performance criterion of mean of absolute value of error. Fractional order controllers have more degree of freedom than integer order controllers due to their more design parameters. Therefore, according to the results, the appropriate performance of fractional order controllers can be seen in overshoot, settling time and against of perturbations and uncertainty in the satellite attitude control.در این مقاله کنترل وضعیت یک ماهواره صلب در حضور اغتشاشات خارجی و با در نظر گرفتن عدمقطعیتهای پارامتری با کنترل کننده مرتبه کسری مورد بررسی قرار گرفته است. برای کنترل وضعیت ماهواره از عملگر چرخ عکسالعملی با مدل دینامیکی مرتبه اول استفاده شده و نامعینی در پارامترهای ممان اینرسی ماهواره، مدل عملگر و اغتشاشات خارجی لحاظ شده است. به منظور مقایسه منصفانه، علاوه بر کنترل کننده مرتبه کسری از کنترل کننده مرتبه صحیح بهازای شرایط یکسان استفاده شده است. حل عددی معادلات حالت با روش اویلر انجام شده و برای حل انتگرال و مشتق مرتبه کسری از تعریف گرانوالد-لتینکوف استفاده شده است. ضرایب کنترل کنندههای مرتبه صحیح و مرتبه کسری توسط روش بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO) با معیار عملکرد میانگین مطلق خطای نشانهروی مانور وضعیت بدست آمده است. معیار عملکرد بر حسب انحراف معیار عدم قطعیتهای مذکور مطالعه شده و مقادیر فراجهش پاسخ زمانی و زمان نشست نیز در مواجهه با اغتشاشات و عدم قطعیت بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد، کنترل کنندههای مرتبه کسری با داشتن درجه آزادی بیشتر نسبت به کنترل کننده مرتبه صحیح، قابلیت افزایش دقت نشانهروی در مواجهه با نامعینیها را دارند.https://www.joae.ir/article_159038_9ba5d9b9bed8629aebbf7ec669294b86.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016A Model for Detecting Targets and Classifying Pulses of 6-Antenna Radar Systems with Neural Networks Optimized by Genetic Algorithmمدلی برای تشخیص اهداف و دستهبندی پالسهای سیستم رادار 6 آنتنی با شبکههای عصبی بهینهسازی شده با الگوریتم ژنتیک789315903910.22034/joae.2022.341959.1099FAالناز نصیرزادهدانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانسیاوش بیاتدانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانشاهرخ قائم مقامیدانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانJournal Article20220511In this research, a model for detecting targets and classifying the pulses received by the 6-antenna radar system using artificial neural networks optimized by genetic algorithm is presented. The proposed model consists of two main parts: clustering and classification. In the clustering process, the different pulses received by each of the radar antennas are clustered in such a way that the pulses of each target are placed in the cluster of the same target, and finally the results of clustering with different algorithms are evaluated by Dunn index. In the classification process, using the neural network, the target angle is predicted, the characteristics of which are received by the antennas, and the weights and biases of the neural network are optimized by a genetic algorithm. To adjust the parameters, Taguchi method has been used to select the best values of the parameters and the neural network has been trained with these values, and as a result, the accuracy of predicting the received pulse angle has increased to 98.55%.در این تحقیق مدلی برای تشخیص اهداف و دسته بندی پالسهای دریافتی توسط سیستم رادار 6 آنتی با استفاده شبکههای عصبی مصنوعی بهینه سازی شده توسط الگوریتم ژنتیک ارائه شده است. مدل پیشنهادی از دو بخش کلی خوشهبندی و دستهبندی تشکیل شده است. در فرآیند خوشهبندی، پالسهای مختلفی که توسط هر یک از آنتنهای رادار دریافت میشوند به نحوی خوشهبندی میگردند که پالسهای مربوط به هر هدف در خوشه مربوط به همان هدف قرار میگیرند و در انتها نتایج حاصل از خوشهبندی با الگوریتمهای مختلف، توسط شاخص دان مورد ارزیابی قرار گرفتهاند. در فرآیند دستهبندی نیز به کمک شبکه عصبی به پیشبینی زاویه هدفی که ویژگیهای آن توسط آنتنها دریافت شده، پرداخته شده است که وزنها و بایاسهای شبکه عصبی توسط الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شدهاند. برای تنظیم پارامترها نیز از روش تاگوچی استفاده شده است که به کمک آن بهترین مقادیر پارامترها انتخاب شده و شبکه عصبی با کمک این مقادیر آموزش داده شده است و در پی آن دقت پیشبینی زاویه پالس دریافتی تا 55%/98 افزایش پیدا کرده است.https://www.joae.ir/article_159039_ea15119852cf115a4a2a997918eef5d7.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Increasing the accuracy of satellite orbit estimation using magnetic field models and Kalman filter expandedافزایش دقت در تخمین مدار ماهواره با استفاده از مدلهای میدان مغناطیسی و فیلتر کالمن گسترشیافته9412415904010.22034/joae.2022.339711.1098FAهادی لطفیدانشکده پرواز- دانشگاه هوایی شهید ستاری- تهران- ایرانمحمد علی امیری آتشگاهدانشکده علوم و فنون نوین- دانشگاه تهران- تهران- ایرانمحمود واصلی خبازدانشگاه هوایی-دانشکده پرواز- تهران- ایرانمصطفی مرادیدانشگاه هوایی شهید ستاری0009-0006-5977-8249Journal Article20220427The use of accurate and reliable navigation systems for determine the exact position and attitude of aerospace equipment is of great importance. Magnetometer is one of these types of sensors which is a low cost and reliable tool for determining exact position. The purpose of this study is based on use a magnetic field sensor to determine the position and estimate the orbit of a typical satellite. By using magnetometer measurements and an independent algorithm, the position of the device is first estimated. This is done by reading magnetometers and using models of the Earth's magnetic field. The use of the above technique is associated with errors that have been reduced by using the extended Kalman filter. The filter used overcomes the initial errors and provides the desired accuracy approximation for determining exact position of device. The results for a circular orbit will indicate the high accuracy of these estimates for low-altitude orbiting satellites.استفاده از سیستم های ناوبری دقیق و قابل اطمینان جهت تعیین دقیق موقعیت و وضعیت وسایل هوافضایی از اهمیت بالایی برخوردار است. مغناطیس سنج یکی از این نوع حسگرها است که ابزاری کمهزینه و قابلاطمینان محسوب می شود. هدف این تحقیق، استفاده از حسگر میدان مغناطیسی جهت تعیین موقعیت و تخمین مدار یک ماهواره نوعی می باشد. با استفاده از اندازه گیری های مغناطیس سنج و الگوریتم مستقل در ابتدا موقعیت وسیله تخمین زده می شود. این عمل بهوسیله قرائت مغناطیس سنج ها و استفاده از مدلهای میدان مغناطیسی زمین انجام می گردد. استفاده از تکنیک فوق با خطاهایی همراه میباشد که برای کاستن از آن از فیلتر کالمن گسترشیافته استفاده گردیده است. فیلتر بهکار رفته بر خطاهای اولیه غلبه کرده و نزدیک شدن نتایج بهدقت دلخواه را فراهم می آورد. نتایج حاصله برای یک مدار دایروی، دلالت بر دقت و درستی این تخمین ها برای ماهواره های در حال گردش به دور زمین در ارتفاع پایین خواهد داشت.https://www.joae.ir/article_159040_c88e1d920722f8c7664f6ad55725916d.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Experimental investigation of glass/hemp hybrid composite plates under low-velocity impact loadingبررسی تجربی صفحات کامپوزیتی هیبرید شیشه/کناف تحت بارگذاری ضربه سرعت پایین12513615904110.22034/joae.2022.332393.1087FAجابر میرزاییدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.حسین تقی پوردانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ولایت، ایرانشهر، ایران.0000-0002-6019-7461Journal Article20220303Today, the use of composite materials has become widespread. Composite parts are subjected to different loading rates under mechanical loads and therefore must have sufficient strength against such various loads. In this paper, the behavior of hybrid composite with layers of glass and kenaf fibers under impact loading is investigated and analyzed. The effect of a number of layers on energy absorption, initial peak force as well as damage area was discussed. In the following, the results of experimental tests are compared with the numerical method by ABAQUS/EXPLCIT software, and the results show that the two methods are in good agreement and close to each other. The results showed that increasing the number of layers from 5 to 13 layers increases the initial strength and peak force by 85%. Also, by studying the specific energy absorption (SEA), it was found that increasing the number of layers at the optimal point increases the SEA so that increasing the number of layers from 5 to 9 layers causes a decrease of 3% and then increasing the number of layers up to 13 layers Increases SEA by 26%. It was observed that the energy absorption improved by 51% with the proper arrangement of layers of glass fibers and kenaf. At the end of the study, the failure mode of composites showed that the main mechanism of energy absorption in the back surface of composite plates is the debonding of layers with matrix fracture and fiber breakage.امروزه، کاربرد مواد کامپوزیتی به طور وسیعی گسترش یافته است. قطعات کامپوزیتی تحت بارهای ضربه ای، همراه با نرخهای مختلف بارگذاری قرار دارند و لذا باید استحکام کافی درمقابل این گونه بارگذاریها را داشته باشند. در این مقاله رفتار کامپوزیت هیبریدی با لایه های الیاف شیشه و کناف تحت بارگزاری ضربهای نفوذی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. تاثیر تعداد لایهها بر میزان جذب انرژی، نیروی بیشینه اولیه و همچنین ناحیه تخریب بحث شده است. در ادامه نتایج آزمونهای تجربی با روش عددی توسط نرم افزار اباکوس مورد مقایسه قرار گرفته که نتایج نشان از تطابق خوب دو روش با یکدیگر دارند. در پایان تاثیر چیدمان لایه ها و ترتیب قرارگیری الیاف شیشه و کناف بر جذب انرژی و نیروی نفوذی بررسی شده است. نتایج نشان داد افزایش تعداد لایه ها از 5 تا 13 لایه میزان استحکام و مقاومت اولیه را تا 85 درصد افزایش میدهد. همچنین با مطالعه میزان جذب انرژی ویژه (SEA)، مشخص شد افزایش تعداد لایه ها در نقطه ای بهینه باعث افزایش SEA میشود به طوریکه افزایش تعداد لایه ها از 5 به 9 لایه باعث کاهش 3 درصدی میشود و در ادامه با افزایش تعداد لایه ها تا 13 لایه SEA را 26 درصد افزایش میدهد. مشاهده شد با آرایش مناسب لایه های الیاف شیشه و کناف جذب انرژی 51 درصد بهبود پیدا کرد. در پایان مطالعه سطح شکست کامپوزیت ها نشان داد مکانیزم اصلی جذب انرژی در سطح پشتی صفحات کامپوزیتی جدایش لایه ها به همراه شکست ماتریس و پارگی الیاف میباشد.https://www.joae.ir/article_159041_4b9a3bc0e194fe4cbf100f621cf18bcd.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Experimental study of tensile and impact mechanical properties in polymer-based hybrid nanocomposites by response surface methodologyبررسی تجربی خواص مکانیکی کشش و ضربه در نانوکامپوزیتهای هیبریدی پایه پلیمری به روش رویه پاسخ13715115904210.22034/joae.2022.338348.1097FAابراهیم نوری نیارکیمهندسی مکانیک، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی ، شوشتر، ایرانمحمدرضا عیسوند زیباییاستادیار و عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اندیمشک0000-0003-3289-198Xمیثم نوری نیارکیمهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایرانJournal Article20220419In this study, the mechanical properties of polymeric hybrid nanocomposites based polypropylene (PP) and ethylene-propylene dine monomer (EPDM) reinforced with graphene nanosheets, a nano clay, and glass fiber by response surface methodology is investigated. Compounds include 0, 1, and 2 wt% graphene nanosheets, 0, 3, and 6 wt% nano clay 0, 10, and 20 wt% glass fibers, and 0, 5, and 10 wt% EPDM which were prepared by an internal mixer. Samples for mechanical testing were made by a hot press machine. The tensile tests were performed to determine the tensile strength and tensile modulus and the impact test was performed to assess the impact strength of the compounds. SEM images were also used to observe how the nanoparticles and glass fibers dispersed in the polymer. It was observed that graphene and clay nanoparticles had well dispersion at low wt% but aggregation was observed at high wt% of them. Graphene nanosheets at low wt% increased impact strength, tensile strength, and tensile modulus by 23% 46%, and 16%, respectively. However, high weight percentages, it has reduced them. With addition of nanoclay at low wt% has increased the tensile strength by 21% and reduced it at high wt% and reduced impact strength and tensile modulus. With the addition of glass, fibers has increased the impact strength and tensile modulus by 18% and 24% and the tensile strength is increased at low wt% and reduced at high wt%. The addition of EPDM increased the impact strength by 57% while reducing the tensile properties.در این تحقیق، خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهای هیبریدی با زمینه پلیمری پلیپروپیلن و اتیلنپروپیلندیانمونومر تقویت شده با نانوصفحاتگرافن، نانوخاکرس و الیاف شیشه به روش رویه پاسخ بررسی شده است. ترکیبات شامل 0، 1 و 2 درصد وزنی نانوصفحاتگرافن0، 3 و 6 درصد وزنی نانوخاکرس 0، 10 و20 درصد وزنی الیاف شیشه 0، 5 و 10 درصد وزنی اتیلنپروپیلندیانمونومر میباشند که توسط یک مخلوطکن داخلی و یک دستگاه پرس داغ تهیه شدند. آزمون کشش برای تعیین استحکام کششی و مدول کششی و آزمون ضربه برای تعیین استحکام ضربۀ ترکیبات انجام شدند. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی جهت مشاهدۀ نحوۀ پراکندگی ذرات نانو و الیاف شیشه در زمینۀ پلیمری استفاده شدند. نتایج نشان می دهد که نانو صفحاتگرافن و نانو خاک رس در درصدهای بالا دچار کلوخگی شدهاند. حضور نانوصفحاتگرافن در درصدهای وزنی پایین استحکام ضربه، استحکام کششی و مدول کششی را به ترتیب 23، 46 و 16 درصد افزایش داده است.افزودن نانورس در درصدهای وزنی پایین باعث افزایش 21% استحکام کششی و در درصدهای وزنی بالا باعث کاهش خواص مکانیکی شده است. افزودن الیاف شیشه باعث افزایش 18% و 24% استحکام ضربه و مدول کششی شده و استحکام کششی را ابتدا افزایش و سپس کاهش داده است. نتایج نشان می دهد که افزودن اتیلنپروپیلندیانمونومر استحکام ضربه را 57% افزایش داده در صورتیکه بر روی خواص کششی ماده تأثیر کاهشی داشته است.https://www.joae.ir/article_159042_45289513c0560f52c6dde51469c911aa.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Effect of small scale on nonlinear vibrations of viscoelastic circular microplate rested on nonlinear viscoelastic foundationاثر مقیاس کوچک بر ارتعاشات غیرخطی میکرو ورق دایرهای ویسکوالاستیک واقع بر بستر غیرخطی ویسکوالاستیک15216615904410.22034/joae.2022.344528.1100FAمهدی معیریدانشجوی دکتری، گروه مکانیک، دانشکده فنی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایرانبابک دارابیعضو هیأت علمی گروه مکانیک، دانشکده فنی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایراناحمد حسینی سیانکیعضو هیأت علمی، گروه مکانیک، دانشکده فنی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایرانآرمن آدامیانعضو هیأت علمی، گروه مکانیک، دانشکده فنی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایرانJournal Article20220528In this paper, the nonlinear free vibrations of viscoelastic solid and annular circular microplates are investigated. These microplates are rested on a viscoelastic symmetrical and asymmetric nonlinear foundations. The small scale effect is considered using the modified coupling stress theory. The nonlinear equations of the microplates is obtained using Hamilton's principle and first order shear deformation theory (FSDT). The finite element method (FEM) and Newton iteration algorithm are used to obtain the nonlinear natural frequency. The obtained results are compared with the results of the researchers and a good agreement is observed between them. Then, the effects of various parameters such as length scale parameter, outer radius to thickness ratio, maximum deflection to thickness ratio, softening and hardening nonlinear foundation, symmetric and asymmetric nonlinear foundation, different boundary conditions, structure and foundation damping were investigated. The results show that free and clamped boundary conditions have the highest and lowest nonlinear frequencies of solid and hollow circular microplates, respectively. Also, symmetric and asymmetric nonlinear viscoelastic foundations have a significant effect on the nonlinear nonlinear frequency and the nonlinear frequency of the hollow circular microplate changes to higher values for each amplitude ratio in the presence of a hardened asymmetric foundation.در این مقاله، ارتعاشات آزاد غیرخطی میکرو ورق دایرهای توپر و توخالی ویسکوالاستیک بررسی میشود. این میکرو ورق بر روی بستر متقارن و نامتقارن ویسکوالاستیک غیرخطی قرارگرفته است. اثر مقیاس کوچک با استفاده از تئوری تنش کوپل اصلاحشده لحاظ میشود. معادلات غیرخطی میکرو ورق با اصل همیلتون بر اساس نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول (FSDT) بهدستآمده است. برای به دست آوردن فرکانس طبیعی غیرخطی از روش اجزای محدود (FEM) و الگوریتم تکرار نیوتن استفادهشده است. نتایج بهدستآمده با نتایج محققان مقایسه شده است و تطابق خوبی بین آنها مشاهده است. سپس اثرات پارامترهای مختلف مانند پارامتر مقیاس طول، نسبت شعاع بیرونی به ضخامت، حداکثر انحراف به ضخامت، بستر غیرخطی نرم و سخت شونده، بسترهای غیرخطی متقارن و نامتقارن، شرایط مرزی مختلف، میرایی سازه و بستر بررسی شد. نتایج نشان میدهد که شرایط مرزی آزاد و گیردار به ترتیب دارای بالاترین و کمترین فرکانس غیرخطی میکرو ورق دایرهای توپر و توخالی هستند. همچنین، بسترهای ویسکوالاستیک غیرخطی متقارن و نامتقارن بر فرکانس غیرخطی تأثیر معناداری دارند و فرکانس غیرخطی میکرو ورق دایرهای توخالی در حضور بستر نامتقارن سخت شونده به مقادیر بالاتر برای هر نسبت دامنه به ضخامت تغییر میکند.https://www.joae.ir/article_159044_18a25a9121e4a01c3cab65ff39788f26.pdfدانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران
مدیر مسئول:
دکتر اکبر چراغی
سردبیر:
دکتر فرهاد جاویدراد
دبیر تخصصی و مدیر اجرایی:
دکتر وحید خلفی
کارشناس نشریه:
امیراحسان زمانیان
مهندس نیما منصور لکورج
ویراستار انگلیسی:
دکتر روح اله ملکینشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی1735944924220221016Control design of an aerial refueling system using a combination of machine vision and GPS taking into account the vortex flow effects of the refueling aircraftطراحی کنترل سامانه سوختگیری هوایی با استفاده از ترکیب بینایی ماشین و GPS با در نظر گرفتن اثرات جریان گردابی هواپیمای سوختدهنده16718515904610.22034/joae.2022.324717.1083FAهوشیار کیهانی فردانشجوی دکتری / دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضارضا زردشتیعضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضاجاماسب پیرکندیعضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضاکرامت ملک زاده فردعضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا0000-0002-4725-6949Journal Article20220115The purpose of aerial refueling is to solve the problem of limiting the amount of fuel carried, a technique to increase range and endurance. In this paper, the control design of an air refueling system using a combination of machine vision and GPS with iterated uncented Kalman filter is, taking into account the vortex effects of the tanker aircraft and atmospheric turbulence. Since the docking phase between two aircraft is very sensitive, challenging and has a direct effect on the success of the aerial refueling process, a control is designed to guide the probe to the moving drogue and then hold the probe at that stage until the air refueling process is complete. For this purpose, first, the receiver aircraft is modeled in the presence of atmospheric turbulence effects and the vortex of the tanker aircraft. Then an LQR control system between probe and drogue based on the combination of machine vision and GPS for aerial refueling was proposed. An iterated uncented Kalman filter method for data integration is also proposed to obtain the exact relative position between the receiver aircraft and the drogue. After software implementation and simulation, good performance is obtained with the LQR control rule for connecting the receiving aircraft to the refueling aircraft. The simulation results show that the proposed control scheme can achieve exactly the relative position and realize a safe and successful connection between the two flying devices.هدف از سوخترسانی در پرواز، حل مشکل محدودیت مقدار سوخت حملشده، تکنیکی برای افزایش برد و مداومت پروازی طولانی میباشد. در این مقاله، طراحی کنترل کننده سیستم سوختگیری هوایی با استفاده از ترکیب بینایی ماشین و GPS به همراه فیلتر کالمن بیاثر تکراری با لحاظ کردن اثرات جریان گردابی هواپیمای سوختدهنده و توربولانس اتمسفر مورد تحقیق قرار گرفته است. از آنجایی که مرحله اتصال بین دو وسیله پرنده، بسیار حساس، چالشبرانگیز و در موفقیتآمیز بودن فرایند سوخترسانی هوایی تأثیر مستقیمی دارد، طراحی کنترلی به منظور هدایت میله سوخترسانی به دراگوی متحرک و سپس نگهداشتن میله سوخترسان در آن مرحله تا کاملشدن فرایند سوختگیری هوایی صورت پذیرفته است. برای این منظور، ابتدا مدلسازی هواپیمای گیرنده سوخت درحضور اثرات توربولانس اتمسفر و جریان گردابی هواپیمای سوختدهنده، انجام شده است. سپس یک سیستم کنترلی LQR بین پراب و دراگو بر اساس ترکیب بینایی ماشین و GPS برای سوختگیری هوایی پیشنهاد گردید. همچنین برای بدست آوردن موقعیت نسبی دقیق بین هواپیمای گیرنده سوخت و دراگو یک روش فیلتر کالمن بی اثر تکراری برای ادغام اطلاعات ارائه شده است. پس از پیادهسازی نرمافزاری و شبیهسازی، عملکرد مطلوبی با قانون کنترلی LQR جهت اتصال هواپیمای سوختگیرنده به هواپیمای سوختدهنده به دست آمده است. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که طرح کنترلی پیشنهادشده دقیقا میتواند موقعیت نسبی را بدست آورده و اتصال ایمن و موفقی بین دو وسیله پرنده را تحقق بخشد.https://www.joae.ir/article_159046_4cce47198c9ed1e796434561b32362bf.pdf