در این مقاله با کمک دانشجویان مهندسی مکانیک برای تعدادی قطعه و ماشین در رابطه با طراحی این قطعات، قیدها و ملاحظات طراحی، نحوه بهینه سازی و .... توضیح داده شده است. در درس طراحی اجزای 1 در رابطه با نحوه طراحی قطعات دانشجویان آموزش های لازم را می بینند.
قید های طراحی و ملاحظه طراحی یک دستگاه چاپگر
بدنه دستگاه های چاپگر از مواد مختلفی ساخته میشوند. بعضی فلزی بعضی از جنس پلکسی که یکی از ملاک های با کیفیت بودن چاپگر است. دستگاه های فلزی دارای قیمت بیشتری هستند. فاکتور های متغیری برای طراحی یک چاپگر خوب وجود دارد مثلا حداکثر ابعادی که می تواند چاپ کند یا سرعت چاپ و دقت چاپ آن. می توان گفت از مهم ترین ملاک های دستگاه سبک بودن و مقدار هزینه آن است که تمام خصوصیاتی که در بالا به آن اشاره کردم در این دو ویژگی موثر است. یکی از قیدهای طراحی برای چاپگر این است که سرعت چاپگر آنقدر زیاد نباشد که باعث ایجاد لرزش در اجزاء داخلی آن شود و نتیجه جالبی بدست نیاید.
مطالعه مقاله دانلود رایگان نمونه سوال امتحانی طراحی اجزاء 1 رشته مهندسی مکانیک مقطع کارشناسی هم مفید است.
طراحی و ملاحظات طراحی یک بیل مکانیکی
در ابتدا اصول کار بیل مکانیکی تغییری نکرده و فقط با برق کار میکند که با سلول خورشیدی تغذیه می شود. یکی از نقص های این وسیله کوچک بودن ان است چون بیل مکانیکی نیاز به قدرت بالایی دارد که این قدرت را سلول خورشیدی نمی تواند بدهد. در این ماشین از ورقه آلومنیوم استفاده شده که سبک است ولی همچنان برای بیل مکانیکی آنچنان مزیتی به حساب نمی آید برای بلند کردن بیل آن ماشین از یک سیلند و پیستون استفاده شده که توانایی بلند کردن تا 100 کیلو گرم را دارد. چون یک دانه سیلندر پیستون هستش و قراره وزن های مختلف را بلند کند قطعا تنش بسیاری رو تحمل میکنه و چه بسا در اثر خستگی از کار بیافتد پس به نظر من تعداد سیلند پیستون را زیاد کند یا قدرت سیستم را افزایش دهد و یا از آلیاژ مقاوم تر استفاده کند. افزایش تعداد سیلندر پیستون کاهش تنش وارده خواهد بود. برای افزایش قدرت در قسمت طراحی بدنه ماشین را پهن تر طراحی کند تا سلول های خورشیدی افزایش یابد به همراه باتری برای ذخیره نیرو. استفاده از فلز تیتانیم یا فایبر گلاس و ... هم بسیار سبک هستند هم مقاوم و کمک شایانی میکند به ماشین.
مطالعه کنید: خلاصه جزوه طراحی اجزاء - مبحث معیارهای استاتیکی
طراحی مهندسی صندلی های مخصوص محیط های آموزشی
دلایل ساختن این شیء: از دلایل ساختن این شیء نیاز آدمی به نشستن و تکیه دادن هنگام حضور های مداوم و پشت سر هم هنگام گوش کردن و فرآیند یاد گرفتن می باشد. پس می توان گفت هدف اصلی از ساختن این شیء جلوگیری از خستگی های ناشی از سرپا ایستادن های مداوم است.
چگونگی ساخته پرداخته شدن شیء فعلی: این صندلی از 4 عدد پایه که پایه ها با یکدیگر حالت مربعی شکل می گیرند برای حفظ تعادل فرد مورد نظرو یک تخته یک دست و صاف برای قسمت نشیمن گاه و یک تخته صاف دیگر برای تکیه دادن بهره جسته. طراحی های مهم در این شیء: همانطور که گفته شد یکی از دلایل ساخته و پرداخته شدن این شی نشستن و تکیه دادن می باشد پس طراحی های مهم در این شی هم این دو مورد بوده همراه با تحمل بار و تعادل فرد به هنگام نشستن بر روی آن.
بهینه کردن: قسمت بهینه کردن بدون ملاحظه محدودیت بودجه در نظر گرفته شده است
می توان روی اهداف اصلی ساخته شدن این شی مانور داد:
1- برای نشستن روی صندلی می توانیم طراحی قسمت نشیمن گاه آن را به جای یک تخته صاف و یکدست به صورتی ارگونومی تر دربیاوریم میتوان از قوس هایی استفاده کرد تا حین نشستن های طولانی دچار خستگی کمتری شویم.
2- قسمت تکیه گاه هم به همانند قسمت نشیمن گاه می توانیم از حالت یک تخته صاف در بیاوریم و دوباره به آن قوس های خاصی داد تا راحترباشد و کمتر دچار خستگی بشویم.
3- میتوان اسکلت بندی قسمت تکیه گاه را عوض کرد و به جای استفاده ار دو ستون باریک در کناره ها از یک ستون پهن در وسط سازه استفاده نمود و حالتی قوس دار به ستون در قسمت اتصال به نشیمن گاه داد تا بتوان مقداری به قسمت تکیه گاه آزادی داد تا دوباره نیز دچار خستگی کمتری بشویم. (لازم به ذکر است که صندلی ما باید دو تا پایه عقبی سازه را کمی کجتر نسبت به بیرون سازه درست کرد تا تعادل فرد مورد نظر هنگام تکیه دادن حفظ شود.)
4- در قسمت پایه های این سازه قسمت ته سازه که با زمین در ارتباط است را با پلاستیکی نرم و با مقاومتی قابل قبول بپوشانیم تا هنگام کشیده شدن صندلی بر روی زمین صدایی تولید نکند تا تمرکز را بهم بزند. در نهایت باید بررسی شود که جسم بهینه شده هنوزمی تواند اهداف اولیه صندلی مورد نظر را مرتفع کند یا خیر.
مطالعه این مقاله هم پیشنهاد می شود: طراحی در مهندسی مکانیک و طراحی اجزای مکانیکی
طراحی و بهینه سازی تخت خواب
تشخیص نیاز : وسیله ای برای بهتر خواب خوابیدن و برای دور ماندن از حشرات و خزندگان و نشست و برخاستن راحت تر
تعریف مسئله : این وسیله باید استحکام نگه داری وزن یه شخص را داشته باشد و طول و عرض آن به صورتی باشد که افراد در آن راحت باشند. جنس اآ می تواند از فلز یا چوب باشد. صفحه ی زیرین برای نگه داری فرد می تواند توری از جنس طناب یا فلز باشد یا صفحه ای مجزا باشد. مشاهده کنید: کد طراحی خستگی فنرهای فشاری با استفاده از نرم افزار مطلب
سنتز : چهار میله فلزی را به عنوان پایه که و چهار میله فلزی برای اتصال انها استفاده می کنیم برای اتصال آنها از پیچ و مهره استفاده می کنیم تا قاب دور صفحه ساخته شود و برای نگه داری فرد از یک تکه چوب با چهار پایه ی فلزی استفاده می کنیم.
تحلیل و بهینه سازی: بررسی می کنیم که قطری را که برای میله ها انتخاب کردیم قابلیت آنرا دارد که وزن مورد نیاز ما را تحمل کند اگر قابلیت تحمل انرا ندارد یا ضریب ایمنی آن بیشتر از حد مورد نیاز است و می توان قطر آن را کم کرد تا هزینه ی ساخت آن کاهش یابد. جنس آن را می توان تغییر داد تا هزینه ی آن کاهش یابد یا استحکام آن افزایش یابد.
اندازه ی طول و عرض ان نیز می تواند کم یا زیاد باشد که در صورت کم بودن نیاز ما را بر طرف نمی کند و در صورت بیستر از حد نیاز بودن هزینه ی اضافه برای سازنده دارد. ارتفاع آن کم یا زیاد باشد که برای نشستن و برخاستن مشکل ساز باشد.
ارزیابی : تخت را مورد بررسی قرار می دهیم تا از استحکام آن اطمینان حاصل نماییم. - ارائه طرح : طرح را به شرکت سازنده ارایه می دهیم .
مطالعه کنید: آموزش مبحث خستگی از درس طراحی اجزا رشته مهندسی مکانیک
طراحی بدنه خودرو برای کاهش وزن
کاهش وزن و طراحی بدنه آیرودینامیک برای خودروها همواره یک نیاز اساسی برای کارخانه‌های خودروسازی بزرگ جهان بوده است که در ادامه به صورت مختصر شرح داده می شود. کاهش وزن خودرو در نیروی درگ، کاهش سوخت، کاهش آلودگی زیست محیطی و ... تاثیرگذار است. بر همین اساس ساخت بدنه خودرو از موادی مثل مواد کامپوزیت به جای آلومینیوم و آهن و دیگر مواد سنگین از اهمیت ویژه ای برخوردار است این مواد دارای استحکام بالا و کیفیت مناسب است.
با چیدن مناسب الیاف، زاویه ها و ضخامت الیاف می توان بهینه سازی چیدمان الیاف را صورت داد. همچنین می توان با طراحی بدنه خودرو به طوری که با ایجاد کانال های هوا و هدایت هوا در هنگام افزایش سرعت، بدنه خودرو بیشتر به سطح جاده می چسبد و کاهش نیروی درگ را به دنبال خواهد داشت. می توان سقف خودرو را به جای یک خط صاف آن را با یک شیب منفی طراحی کرد و همچنین شیشه عقب خودرو را با شیب بیشتر طراحی کرد که باعث می شود سیال طوری جریان پیدا کند که نیروی درگ هم کاهش یابد. با افزایش سطح سپر جلوی خودرو به جای انحنا و پایین آوردن و به عقب کشیدن سپر عقب خودرو ضریب نیروی درگ را کمتر کنیم و بدنه را آیرودینامیک تر ساخت.
مطالب مرتبط زیر را هم ببینید.
دانلود امتحان میان ترم طراحی اجزاء
سرفصل های درس طراحی اجزای 1 مهندسی مکانیک
