جلسه دفاع از پایان‌نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی

با عنوان:

بررسی اثر پارامترهای مختلف بر عملکرد یک تفنگ گازی دومرحله‌ای

 

استاد راهنما:

دکتر غلامحسین مجذوبی

:اساتید ممتحن

دکتر علی علوی‌نیا

دکتر رحمن سیفی

 

پژوهشگر:

محمدحسین قائدرحمتی

 

 

سه‌شنبه 30/3/96 ساعت 9

سمینار 3 دپارتمان مکانیک

 

چكيده:

در این پژوهش، نظریه حاکم بر تفنگ گازی دومرحله‌ای که توسط راجش ارائه شده، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر حرکت پیستون و پرتابه با روش عددی رانگ-کوتا حل شده‌‌اند. همچنین مدل اجزا محدود تفنگ گازی دومرحله‌ای با استفاده از ترکیب المان‌های اویلری و لاگرانژی و با نرم‌افزار AUTODYN صورت گرفته است. با آزمایش‌های انجام شده اثر پارامترهایی مثل فشار مخزن، فشار لوله‌ی پمپ و جرم پیستون بر عملکرد تفنگ، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی و همچنین روش نظری با نتایج حاصله از کار تجربی، اعتبارسنجی شده است. در ادمه کار، پارامترهایی مثل سرعت پیستون و سرعت پرتابه در لوله‌ی پرتاب که اندازه‌گیری تجربی آن‌ها دشوار و پرهزینه است، با استفاده از روش‌های عددی و نظری اعتبارسنجی‌شده به‌دست آمده است. هم‌چنین با استفاده از روش عددی، برخی پارامترهای دیگر که با روش آزمایشی نیز قابل اندازه‌گیری هستند، به‌صورت جامع و کامل بررسی شده است. تفنگ گازی دومرحله‌ای موجود در آزمایشگاه مقاومت مصالح دانشگاه بوعلی، دارای مخزنی به حجم Lit45، طول و قطر لوله‌ی پمپ به‌ترتیب m3/4 و cm10، طول و قطر لوله‌ی پرتاب به‌ترتیب m4 و cm5/2، می‌باشد. نتایج نشان داد که با افزایش فشار مخزن از bar75 به bar250، سرعت پرتابه از m/s290 به m/s2/441 افزایش یافته است. هم‌چنین افزایش فشار لوله‌ی پمپ نیز، موجب افزایش سرعت پرتابه می‌گردد، به‌گونه‌ای که با افزایش فشار از 0 به bar35 سرعت پرتابه از m/s8/212 به m/s8/434 افزایش یافته است. نتایج حاصله از تغییر جرم پیستون از gr660 به gr400 نشان داد که تغییر در این محدوده‌ی جرم پیستون، تأثیر چندانی بر سرعت پرتابه نداشته است. بررسی اثر هم‌زمان فشار مخزن و فشار لوله‌ی پمپ بر سرعت پرتابه نشان داد که در فشارهای بالای مخزن (فشار bar300)، میزان اثرگذاری فشار لوله‌ی پمپ بر سرعت پرتابه بیشتر است. سرانجام، با توجه به مقایسه‌ی نتایج نظری و عددی با نتایج تجربی نتیجه گرفته شد که اولاً نظریه ارائه شده توسط راجش پیش‌بینی قابل قبولی از رفتار تفنگ گازی دومرحله‌ای می‌کند، ثانیاً نرم‌افزار AUTODYN با ترکیب المان‌های اویلری و لاگرانژی، عملکرد تفنگ گازی دومرحله‌ای را با دقت بالایی پیش‌بینی می‌کند.

 

واژه­های کلیدی: پرتاب‌گر، تفنگ گازی دومرحله‌ای، AUTODYN، دانشگاه بوعلی سینا.

 

Abstract:

          In this study, the theory of the two-stage gas gun that presented by Rajesh, has been analyzed. Equations governing the motion of the piston and projectile by using Runge-Kutta numerical method have been solved. Also, The finite element model of two-stage gas gun by using combining Eulerian, Lagrangian elements and AUTODYN software has been done. by investigation experiments the effect of parameters such as chamber pressure, pump tube pressure and piston mass on the performance of gun has been evaluated. The results of numerical simulation and theoretical method in comparison with the results of experimental work have been validated. In the following, Parameters such as the piston velocity and the projectile velocity in the launch tube that their experimental measurement are difficult and expensive, by Using Validated numerical and theoretical methods have been obtained. Also, by Using numerical method, some other parameters that are also measurable by experimental method, have Comprehensively been investigated. Two-stage gas gun in Strength of Materials Laboratory of Buali Sina University, has chamber volume 45lit, length and diameter of pump tube are 4.3m and 10cm, length and diameter of launch tube are 4m and 2.5cm. The results showed that by increasing chamber pressure from 75bar to 250bar, projectile velocity from 290m/s to 441.2m/s has been increased. Also, the increase of the pump tube pressure will increase projectile velocity too, so that by increasing pressure from 0 to 35bar, projectile velocity from 212.8m/s to 434.8m/s has been increased. The results of the changing piston mass from 400gr to 660gr showed that change in this range of the piston mass, had a little impact on the projectile velocity. The investigation of simultaneous effect of the chamber pressure and pump tube pressure on projectile velocity showed that in high chamber pressures (pressure 300bar), the pump tube pressure is more effective. Finally, According to the comparison of the theoretical and numerical results with experimental results it was concluded that the theory presented by Rajesh ,primarily, presents an acceptable prediction of the behavior of two stage gas gun, then AUTODYN software by using combining Eulerian and Lagrangian elements predicts accurately the operation of two stage gas gun.

 

Key Words: Launcher, Two-stage gas gun, AUTODYN, Buali Sina University

 

به نام خدا

مشخصات فردی

نام و نام خانوادگی: محمدحسین قائدرحمتی

محل تولد: خرم آباد

تاریخ تولد: 25/5/1371

پست الکترونیک: mh_rahmati@yahoo.com

 

سوابق تحصیلی:

دانش آموخته مقطع کارشناسی مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی اصفهان (با معدل 82/15)

دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی- دانشگاه بوعلی سینا (معدل بدون پایان نامه 99/18)

عنوان پایان نامه کارشناسی: طراحی مخازن تحت فشار و تحلیل تنش با نرم افزار PVElite

عنوان پایان نامه کارشناسی ارشد: بررسی اثر پارامترهای مختلف بر عملکرد یک تفنگ گازی دومرحله‌ای

انتخاب به عنوان دانشجوی برتر از سوی دفتر استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلی در سال‌های 94 و 95

 

مهارت‌های نرم‌افزاری:

آشنایی با نرم‌افزار Matlab

آشنایی با نرم‌افزار Abaqus

آشنایی با نرم‌افزار Ansys

آشنایی با نرم‌افزار Catia

آشنایی با نرم‌افزار PVElite

علاقه‌مندی‌ها:

مکانیک ضربه

تئوری الاستیسیته و پلاستیسیته

مکانیک شکست و خستگی