انجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12420250622Analysis and evaluation of energy losses in a hydraulic motor with a gear structure under different working conditionsتحلیل و ارزیابی تلفات انرژی در موتور هیدرولیکی با ساختار دندهای در شرایط کاری مختلف11521961110.22034/ijme.2025.507717.2049FAپژماننیک اندیشگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندیشاپور دزفول، دزفول، ایرانJournal Article20250219In this paper, a mathematical model is presented to determine the quantities related to energy loss in hydraulic motors under various operating conditions. To validate the accuracy of the mathematical model, a hydraulic power transmission system was designed and constructed, incorporating the M25MF motor. The findings showed that the results of solving the set of mathematical relationships to estimate the volumetric efficiency of the gear motor differ from experimental results, with average discrepancies of 3.9% and 4.1% at pressure ratios of 0.4 and 1, respectively. However, the results of measuring the total efficiency of the M25MF motor, with the results obtained by solving the mathematical model, at pressure ratios of 0.49 and 1, differ, on average, by about 4.8 and 5.1%. Additionally, at pressure ratios of 0.4 and 1, the difference between the trend of changes in the oil flow rate entering the gear motor, resulting from the mathematical model solution and experimental measurements, was determined to be about 1.3 and 3.6%. Further investigations showed that the trend of changes in volumetric and total efficiencies of the gear motor, depending on the input shaft rotational speed, at different pressure ratios, did not include the dead zone. On the other hand, the total efficiency of the gear motor was determined to be maximum within a specific range of its output shaft speed. Meanwhile, the speed range of the motor shaft to achieve its optimal performance is affected by the difference in oil pressure in the inlet and outlet ports.در این مقاله، مدلی ریاضی برای تعیین کمیتهای مرتبط با هدر رفت انرژی در موتورهای هیدرولیکی، در شرایط کاری مختلف، ارائه شده است. برای ارزیابی دقت عمل مدل ریاضی، طراحی و ساخت سامانهی انتقال توان هیدرولیکی شامل موتور هیدرولیکی دندهای مدل M25MF، انجام گرفت. بررسیها نشان داد که نتایج حاصل از حل مجموعه روابط ریاضی برای تخمین راندمان حجمی موتور دندهای مدل M25MF، با نتایج تجربی در نسبتهای فشار 4/0 و 1، به طور متوسط در حدود 9/3 و 1/4 درصد اختلاف دارند. این در حالی است که نتایج حاصل از اندازهگیری راندمان کل موتور M25MF، در نسبتهای فشار 49/0 و 1، به طور متوسط در حدود 8/4 و 1/5 درصد، با نتایج حاصل از حل مدل ریاضی، اختلاف دارند. همچنین، در نسبتهای فشار 4/0 و 1، اختلاف میان روند تغییرات دبی روغن ورودی به موتور هیدرولیکی دندهای مدل M25MF، حاصل از حل مدل ریاضی و اندازهگیریهای تجربی، به طور متوسط در حدود 1/3 و 6/3 درصد، تعیین گردید. بررسیهای بیشتر نشان داد که روند تغییرات راندمانهای حجمی و کل موتور هیدرولیکی دندهای، بر حسب سرعت دورانی محور ورودی، در نسبتهای فشار مختلف، شامل ناحیهی بیاثر نبود. از سوی دیگر، راندمان کل موتور هیدرولیکی دندهای در محدودهی معینی از سرعت محور خروجی آن، بیشینه تعیین گردید. در ضمن، محدودهی سرعت محور موتور هیدرولیکی برای دستیابی به عملکرد بهینهی آن، تحت تاثیر اختلاف فشار روغن در مجاری ورودی و خروجی قرار میگیرد.https://www.iranjme.ir/article_219611_2208ddeeff5953af3804b38dc7297226.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12420250622Behavior of sandwich panels with expanded cork agglomerate cores under quasi-Static indentation and three-point bendingبررسی رفتار ساندویچپنلهای با هسته چوبپنبه متراکم شده تحت نفوذ شبهاستاتیک و بارگذاریخمش سهنقطهای162822009310.22034/ijme.2025.507790.2050FAهادیوحیدیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایراناحمدگرامیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0009-0009-1011-9594حامداحمدیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانغلامحسینلیاقتگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانJournal Article20250221This research experimentally investigates the mechanical behavior of innovative sandwich panels with expanded cork agglomerate cores under quasi-static indentation and three-point bending tests. Two types of cork cores, including dry cork (SPDC3) and cork with rubber particles (SPC3), were used in a monolithic configuration, while a layered core configuration (LSPC1) consisting of alternating layers of cork with rubber particles and glass fiber/epoxy composite was also examined. The face sheets of all sandwich panels were made of glass fiber/epoxy composite with a 0/90 layup. A reference specimen, an 8-layer glass fiber/epoxy composite plate (GE8), was also tested for comparison. The indentation test results showed that the SPDC3 sample exhibited the highest energy absorption due to the core crushing mechanism, whereas the presence of rubber particles had a negative effect on both indentation resistance and energy absorption under quasi-static loading. In the bending test, the GE8 sample demonstrated the highest flexural strength but failed in a brittle manner. In contrast, the SPDC3 sample, despite having lower flexural strength than GE8, exhibited significantly higher energy absorption (16.5 J compared to 9.43 J) due to the core crushing mechanism. The LSPC1 sample, while having lower flexural strength than SPDC3, showed the highest ultimate displacement (31.9 mm) and recovered to its original shape after unloading, indicating a unique ductility. Damage analysis revealed different failure mechanisms, including brittle fiber failure in GE8, delamination in LSPC1, and core crushing in SPDC3 and SPC3. Although the reference sample (GE8) showed higher flexural strength, the sandwich panels with expanded cork agglomerate cores, especially those with dry cork, demonstrated considerable potential in applications requiring high energy absorption and a more ductile behavior under quasi-static loading, highlighting the high potential of these novel materials as a suitable alternative to traditional structures.این پژوهش به بررسی تجربی رفتار مکانیکی ساندویچپنلهای نوآورانه با هسته چوبپنبه متراکمشده تحت آزمونهای نفوذ شبهاستاتیک و خمش سهنقطهای میپردازد. دو نوع هسته چوبپنبه، شامل چوبپنبه خشک (SPDC3) و چوبپنبه با پرکننده لاستیک (SPC3)، بهصورت یکپارچه و نمونهی لایهای(LSPC1) از چوب پنبه همراه پرکننده لاستیک، مورد بررسی قرار گرفتند. رویهی تمام نمونههای ساندویچی از جنس کامپوزیت الیاف شیشه/اپوکسی با چینش 0 و 90 درجه میباشد. یک نمونه ورق کامپوزیتی (GE8) نیز بهعنوان نمونه مرجع بهمنظور مقایسه عملکرد در نظر گرفتهشد. اگرچه نتایج آزمون خمش نشان دادند که نمونه GE8 استحکام خمشی بالاتری نسبت به نمونههای ساندویچی دارد، اما رفتار ترد و شکست ناگهانی آن در مقایسه با رفتار نرمتر نمونههای ساندویچی از نقاط ضعف آن بهشمار میرود. در آزمون نفوذ، نمونه SPDC3 بهدلیل مکانیزم خردشدن هسته، بیشترین جذب انرژی را از خود نشان داد. نتایج نشان دادند که حضور پرکننده لاستیکی در چوبپنبه، در بارگذاری شبهاستاتیک، تأثیر مثبتی بر مقاومت به نفوذ و جذب انرژی ندارد. نمونه LSPC1 اگرچه استحکام خمشی کمتری نسبت به SPDC3 داشت، اما بهدلیل ساختار لایهای، جابجایی نهایی بیشتر و قابلیت بازگشت به حالت اولیه پس از باربرداری را از خود نشان داد. این ویژگی میتواند در کاربردهایی که به شکلپذیری و حفظ یکپارچگی سازه نیاز است، حائز اهمیت باشد. بررسیهای آسیبشناسی، مکانیزمهای تخریب متفاوتی را شامل شکست ترد الیاف در GE8، جدایش بینلایهای در LSPC1، و خردشدن هسته در SPDC3 و SPC3 نشان دادند. با وجود استحکام خمشی بالاتر نمونه مرجع (GE8)، ساندویچپنلهای با هسته چوبپنبه، بهویژه نمونه SPDC3، بهدلیل جذب انرژی قابلتوجه در آزمون نفوذ و رفتار نرمتر در خمش، پتانسیل کاربردی مناسبی در صنایع مختلف از خود نشان میدهند.https://www.iranjme.ir/article_220093_f745e196ae6abe9b1b9a9e7dc073458f.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12420250622Design and construction of a limited slip differential device based on brake mechanismطراحی و ساخت دستگاه دیفرانسیل لغزش محدود مبتنی بر مکانیزم ترمز293922013410.22034/ijme.2025.508277.2051FAهادیقاسمی زوارقگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0002-5021-4985بهمنرحمتی نژادگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0001-6191-4496حسینرحیمی آسیابرکیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0002-2851-8413فرزینعظیمپور شیشوانگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایرانJournal Article20250222The Limited Slip Differential (LSD) serves as a crucial component in vehicle powertrain systems, playing a significant role in enhancing dynamic stability and performance during acceleration and cornering. In this study, a prototype of a limited slip differential based on brake mechanism was designed and constructed. The system components were implemented on a stand. The design employs a specialized mechanism to create variable friction between the wheel and its seating area. When the wheel friction is different, a speed difference occurs. If the angular velocity difference exceeds 35%, the system automatically detects slippage and activates the solenoid valve corresponding to the faster-rotating wheel. This directs pressurized hydraulic oil to the target wheel for 400 milliseconds. This process continues periodically until the speed difference falls within acceptable limits (below 35%). To evaluate system accuracy and reliability, tests were conducted with 10 times, demonstrating approximately 97% operational accuracy for the designed system.دیفرانسیل لغزش محدود (LSD) بهعنوان یکی از اجزای حیاتی در سیستم انتقال قدرت خودرو، نقش بسزایی در بهبود پایداری و عملکرد دینامیکی خودرو در شرایط شتابگیری و پیچها ایفا میکند. در این پژوهش، یک نمونه اولیه از دستگاه دیفرانسیل لغزش محدود مبتنی بر مکانیزم ترمز طراحی و ساخته شد. اجزای سیستم بر روی یک استند نصب و پیادهسازی گردید. در این طراحی، از یک مکانیزم خاص برای ایجاد اصطکاکهای متفاوت بین چرخ و محل نشیمنگاه آن استفاده شد. زمانی که اصطکاک چرخها متفاوت باشد، اختلاف دور ایجاد خواهد شد و در صورت ایجاد اختلاف سرعت زاویهای بیش از ۳۵ درصد بین چرخها، سیستم بهصورت خودکار وضعیت لغزش را تشخیص داده و با فعالسازی شیر برقی مربوط به چرخ با سرعت بالاتر، به مدت ۴۰۰ میلیثانیه روغن هیدرولیک تحتفشار را به سمت چرخ موردنظر هدایت میکند. این فرایند بهصورت دورهای تا رسیدن اختلاف سرعت به مقادیر مجاز (کمتر از ۳۵ درصد) ادامه مییابد. جهت ارزیابی دقت و قابلیت اطمینان سیستم، آزمایشها در ۱۰ تکرار انجام پذیرفت که نتایج حاکی از دقت عملکردی حدود ۹۷ درصد برای سیستم طراحیشده بود.https://www.iranjme.ir/article_220134_2be1f3ad2ab3a703eedc5a18e2ba65f4.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12420250622Experimental investigations in friction welding process of dissimilar metal partsبررسی تجربی فرایند جوشکاری اصطکاکی قطعات فلزی غیرهمجنس406222122110.22034/ijme.2025.504440.2047FAمهیارعاشوری پاشاکیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایرانمجیدعلی طاوُلیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران0000-0002-6353-5884سید روحاللهکاظمیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران0000-0001-5358-9355Journal Article20250209The friction welding process is a solid-state welding method with various types. This study investigates the rotary friction welding method for joining dissimilar metals. A lathe machine was utilized as a rotary friction welding machine, and three parameters—rotational speed, friction time, and material type—were selected as experimental variables. Different specimens were welded at three rotational speeds (1000, 1400, and 2000 rpm) and three friction times (8, 12, and 16 seconds). The base metals used were CK45 steel, AA6061 aluminum, and CDA101 copper rods with a diameter of 10 mm. Tensile test results indicated a direct relationship between rotational speed and friction time with the tensile strength of the joints. As rotational speed and friction time increased, the ultimate stress and fracture stress of the specimens also increased. The highest tensile strength of approximately 174 MPa was recorded for the steel–copper (St-Cu) specimen, while the lowest tensile strength of about 11 MPa was observed for the aluminum–copper (Al-Cu) specimen. All specimens exhibited brittle fracture at the weld interface due to post-weld hardening and microstructural changes in the heat-affected zone (HAZ) and weld zone (WZ). Microstructural analysis revealed that increasing the rotational speed led to grain refinement in the HAZ and weld metal, resulting in higher tensile strength and hardness in specimens with finer grains. Furthermore, increasing the rotational speed reduced structural defects such as intermetallic phases (IMC) and the precipitation of harmful compounds at the interface while minimizing the formation of porosity, cracks and voids.فرایند جوشکاری اصطکاکی یکی از روشهای جوشکاری در حالت جامد است که دارای انواع مختلفی است. این پژوهش به بررسی روش جوشکاری اصطکاکی دورانی (چرخشی) برای اتصال فلزات غیرهمجنس پرداخته است. بدین منظور از یک دستگاه تراشکاری به عنوان ماشین جوشکاری اصطکاکی دورانی استفاده شد، و سه مؤلفهی سرعت دوران، زمان اصطکاک و جنس قطعات نیز به عنوان متغیرهای آزمایش انتخاب شدند. قطعات مختلف در سه سرعت دورانی 1000، 1400 و 2000 دور بردقیقه و سه زمان اصطکاکی 8، 12 و 16 ثانیه بهم جوشکاری شدند. فلزات پایه مورد استفاده شامل میلگردهای فولاد 45CK، آلومینیوم 6061AA و مس 101CDA با قطر 10 میلیمتر بودند. نتایج آزمون کشش نشان داد که بین سرعت دوران و زمان اصطکاک با استحکام کششی قطعات رابطهی مستقیم وجود دارد. با افزایش سرعت دوران و زمان اصطکاک، تنش نهایی و تنش گسیختگی نمونهها نیز افزایش یافت. بیشترین استحکام کششی با حدود 174 مگاپاسکال برای نمونه فولاد- مس و کمترین استحکام کششی با حدود 11 مگاپاسکال برای نمونه آلومینیوم- مس ثبت شد. تمامی نمونهها به دلیل سخت شدن پس از جوشکاری و تغییر ساختار در منطقه متأثر از حرارت و منطقه جوش دچار شکست ترد شدند. بررسی ریزساختار نمونهها نشان داد که افزایش سرعت دوران موجب ریزتر شدن دانهبندی در منطقه متأثر از حرارت و فلز جوش شده و نمونههای با دانهبندی ریزتر، استحکام کششی و سختی بالاتری دارند. همچنین، افزایش سرعت دوران باعث کاهش مشکلات ساختاری مانند فازهای بینفلزی و رسوب ترکیبات مضر در مرز اتصال میشود و حفره، ترک و فضاهای خالی نیز کاهش مییابد.https://www.iranjme.ir/article_221221_f0a7766c9d882b2737c8d8892a70560e.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12420250622Experimental investigation of bending behavior of sandwich structures with auxetic core made of biodegradable materialsبررسی آزمایشگاهی رفتار خمشی سازه ساندویچی با لایه میانی آگزتیک ساخته شده از مواد سازگار با محیط زیست637522147410.22034/ijme.2025.511051.2055FAسید علیحسینیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایرانحسنشکراللهیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران0000-0002-1235-803Xسیدعلیموسویگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایرانهادیصبوریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایرانJournal Article20250308The use of biodegradable materials in the design and construction of engineering structures has attracted significant attention as an effective approach to reducing environmental pollution and enhancing mechanical sustainability. This study investigates the flexural behavior of sandwich panels with auxetic cores made of polylactic acid (PLA). These cores were fabricated using 3D printing technology to achieve precise control over their geometry and cellular dimensions. Additionally, balsa wood sheets were used as face sheets to optimize the strength-to-weight ratio and minimize environmental impact. To conduct a comprehensive evaluation, four-point bending and tensile tests were performed on the specimens to assess the effect of geometric parameters, including the shape and size of the auxetic core cells, on strength, energy absorption, and structural stability. The experimental results indicated that auxetic cores including re-entrant designs exhibit superior performance in terms of strength and energy absorption compared to non-auxetic structures such as honeycomb designs. Furthermore, it was found that increasing the core cell dimensions without adding extra weight enhances both strength and energy absorption capacity. The findings of this study suggest that incorporating biodegradable materials in the design of auxetic structures not only reduces environmental impact but also improves their mechanical performance. These results provide a foundation for future research in the development of lightweight and efficient structural designs.استفاده از مواد زیستتخریبپذیر در طراحی و ساخت سازههای مهندسی، بهعنوان راهکاری مؤثر برای کاهش آلودگیهای زیستمحیطی و بهبود پایداری مکانیکی، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. در این تحقیق، به بررسی رفتار خمشی ساندویچ پنلهایی پرداخته شده است که هسته آنها دارای ساختار آگزتیک بوده و از پلیلاکتیکاسید (PLA) ساخته شده است. این هستهها با استفاده از فناوری چاپ سهبعدی تولید شدهاند تا کنترل دقیقتری بر هندسه و ابعاد سلولی آنها باشد. همچنین، برای بهینهسازی نسبت استحکام به وزن و کاهش اثرات مخرب زیستمحیطی، از ورقهای چوب بالسا بهعنوان رویه استفاده شده است. بهمنظور بررسی جامعتر، آزمونهای خمش چهارنقطهای و کشش روی نمونهها انجام شد تا تأثیر پارامترهای هندسی، از جمله شکل و ابعاد سلولی هستههای آگزتیک، بر استحکام، میزان جذب انرژی و پایداری سازه ارزیابی گردد. نتایج حاصل از این آزمایشها نشان داد که هستههای آگزتیک، در مقایسه با ساختارهای غیرآگزتیک مانند لانهزنبوری و سرنیزهای، عملکرد بهتری از نظر استحکام و جذب انرژی ارائه میدهند. علاوه بر این، مشخص شد که افزایش ابعاد سلولی هسته، بدون افزایش وزن، موجب بهبود استحکام و افزایش میزان جذب انرژی سازه میشود. یافتههای این پژوهش نشان میدهد که انتخاب هندسه و ساختار مناسب در طراحی سازههای آگزتیک با استفاده از مواد زیستتخریبپذیر میتواند به بهبود عملکرد مکانیکی منجر شود. این نتایج، ضمن تأکید بر امکان استفاده از مواد زیستتخریبپذیر در سازههای مهندسی، میتواند مبنایی برای تحقیقات آینده در زمینه توسعه سازههای سبک، پایدار و کارآمد باشد.https://www.iranjme.ir/article_221474_02327332fcae194c8fa69fb801a405df.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12420250622Investigating the compressive strength of parts manufactured using the FDM method in a corrosive salt environmentبررسی استحکام فشاری قطعات ساخته شده به روش FDM در محیط خورنده نمکی768622147310.22034/ijme.2025.512298.2065FAمحمدرضاابراهیمیانگروه مهندسی مکانیک، موسسه آموزش عالی کار، قزوین، ایران0009-0003-6523-5222شیرزادعلی نژاد اقدمگروه مهندسی مکانیک، موسسه آموزش عالی کار، قزوین، ایرانفرزادرحمنیگروه مهندسی مکانیک، موسسه آموزش عالی کار، قزوین، ایران0000-0002-7434-3474Journal Article20250315Additive manufacturing is an advanced manufacturing method, one of which is FDM, which can produce parts from filaments with different materials. One of the most widely used components in various industries is lightweight grid structures that are formed by repeating unit cells and come in different sizes and designs that are also produced from recycled or environmentally friendly materials. In this paper, network structures were made by FDM with two different types of filaments: plain and carbon fiber-reinforced Polylactic Acid (PLA) with square unit cells. The printed samples were placed in three different environments for one week: air, ambient temperature seawater solution, and seawater solution using a plate heater above 45°C, and then a pressure test was performed on them. The results showed that the samples placed in high-temperature seawater solution had the highest compressive force, which was related to better adhesion of the layers due to high temperature, and placing the samples in ambient temperature sea salt solution caused a decrease in compressive force. Also, a higher compressive force was obtained for samples impregnated with plain PLA fibers, and adding carbon fibers to the filament base material caused a decrease in compressive force. The use of variable square hole patterns reduced the compressive strength, with the one-sided pattern showing a 67% reduction in strength in cold brine compared to the plain condition. The compressive strength of samples exposed to hot brine was on average 10% higher than that of similarly shaped samples in cold brine.روش تولید افزودنی، یکی از روشهای پیشرفتة تولید است که یکی از روشهای آن FDM است که در آن میتوان، قطعاتی از فیلامنتهایی با مواد مختلف تولید کرد. یکی از قطعات پرکاربرد در صنایع مختلف، ساختارهای شبکهای و سبکی هستند که از تکرار سلولهای واحدی تشکیل میشوند و در ابعاد و طراحیهای متفاوتی که از مواد بازیافتی و یا سازگار با محیطزیست نیز تولید میشوند، هستند. در این مقاله، سازههای شبکهای به روش FDM با دو نوع فیلامنت متفاوت پلی لاتیک اسید (PLA) ساده و تقویت شده با الیاف کربن با سلولهای واحد مربعی ساخته شدهاند. نمونههای پرینت شده، به مدت یک هفته در سه محیط متفاوت هوا، محلول آب دریا در دمای محیط و با استفاده از گرمکننده صفحهای در دمای بالای 45 درجه سانتیگراد قرار گرفتند و سپس بر روی آنها، آزمون تست فشار انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که نمونههای قرار گرفته در محلول آب دریا در دمای بالا، دارای بیشترین نیروی فشاری را به دنبال داشت که مرتبط به چسبندگی بهتر لایهها بهواسطهی دمای بالا بوده است و قرارگرفتن نمونهها در محلول نمک دریا دمای محیط، سبب کاهش نیروی فشاری گردیده است. افزودن الیاف کربن به ماده پایه فیلامنت، سبب کاهش نیروی فشاری گردیده است. الگوهای سوراخ مربعی متغیر باعث کاهش استحکام فشاری شد به صورتی که برای الگوی یکطرفه استحکام در محیط آبنمک سرد 67% نسبت به حالت ساده کمتر شده است. استحکام فشاری نمونههای قرار گرفته در آبنمک گرم به طور متوسط 10% بالاتر از نمونههای با شکل مشابه در آبنمک سرد است.https://www.iranjme.ir/article_221473_1c97fd096de4a93e3a55e8a6e6010beb.pdf