Table of content

## المجلة العراقية للهندسة الميكانيكية وهندسة المواد

ISSN: 20761819
Publisher: Babylon University
Faculty: Engineering
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

Iraqi journal for mechanical and material engineering is a refereed scientific journal published quarterly by the engineering college/ university of Babylon. It deals with high quality researches in fields of mechanical and material engineering.

Contact info

Journal E-mail:
j.mec_mat_eng@yahoo.com
Babylon university/Babylon/Iraq P.O.Box(4)
Tel:++96430245387.(1155)

Table of content: 2015 volume:15 issue:1

Article
A VARIATION METHOD IN SIMULATION OF THE SLOW MOVING CONCENTRATED MASS ON TRUSS STRUCTURE
طريقة التباين في محاكاة كتلة مركزة متحركة ببطئ على هيكل جملون

Abstract

A variation method for potential and kinetic energy of the beam system was presented to simulation and solve the problems of free and forced vibrations. Rayleigh-Ritz method was used to solve the free vibration, while Newmark method was used to solve the forced vibration in the truss system, which has concentrated mass moves slowly on it, with a speed less than the vibrated speed of the structure system elements. The advantage of these methods is that the special approximating functions are added and used to solve the mathematical model of the beams system, which doesn't demand splitting of a beam into a large number of elements as is usual in finite elements analysis software .Every beam has considered as one element with two points, start and end point respectively, and in this situation allows for easy connection between beams and satisfy the geometric boundary conditions . The finite elements analysis has used in the computational model analysis of the all system, which has programmed by a Fortran programming language, and the solution process and the results are given numerically. طريقة التباين في حسابات الطاقة الكامنة والحركية لنظام العتبة ،استخدمت في المحاكاة لحل مشاكل الاهتزاز الحرة من خلال حل نظام من المعادلات باسخدام طريقة رايلي ريتز، وحل الاهتزازات القسرية باستخدام طريقة نيومارك في نظام الجمالون، والذي امتلك كتلة مركزة تتحرك ببطء على الهيكل، وبسرعة أقل من سرعة اهتزاز عناصر نظام الهيكل. ان الميزة من استخدام هذه الأساليب هو أضافة دوال تقريبية تم استخدامها في حل النموذج الرياضي للنظام العتبة، والذي لا تتطلب تقسيم العنصر إلى عدد كبير من العناصر كما هو متبع في برامج التحليل بالعناصر المحددة ، ولكن سيعتمد كل عنصر كعنصر واحد مع نقطتين، بداية ونهاية على التوالي، وفي هذه الحالة يسمح للارتباط السهل بين العتبات وستلبي الشروط الهندسية المحيطة. تم استخدم طريقة التحليل بالعناصر المحدودة في تحليل النموذج المبرمج للنظام، والذي تم برمجته باستخدام لغة البرمجة الفورتران، وكانت خطوات الحل والنتائج تجري وتستحصل عدديا.

Keywords

Article
THERMAL ANALYSIS OF METAL FOAM HEAT SINK SUBJECTED TO IMPINGEMENT JET COOLING
تحليل حراري لرغوة معدنية تعمل كمصب حراري معرض للتبريد بالنفث التصادمي

Abstract

Jet impingement cooling is critical in many industrial applications (such as manufacturing process, gas turbine blades, etc), since it yields high local or averaged heat transfer coefficient, so a large amount of heat is extracted from hot surface. In this work the thermal characteristic of confined impinging air jet on a hot plate is evaluated experimentally and computationally. The parameters studied were , jet Reynolds number (ranged from 14000 to 70000), angle of impingement jet (0o to 50o measured from vertical axis on the hot plate), and the heat flux subjected on the hot plate (ranged from 1500 to 6000 W/m2). The two – dimensional continuity, Navier-Stockes, energy equations with (k-ε) turbulence model have been solved using finite volume method. The effect of covering the hot plate by a layer of Aluminum metal foam have on the impinging jet cooling of this plate is investigated experimentally for the same studied parameters. The experimental and computational results show that increasing the jet angle decreases the Nussetl no. , while increasing Re no. increases Nusselt no. Utilizing a layer of metal foam on the hot plate enhances the heat transfer by jet cooling by 33 % compared with jet cooling of bare hot plate under the same conditions. A comparison of the present results with the available reported data shows good agreement.يعتبر التبريد بالنفث التصادمي مهما في التطبيقات الصناعية (كعمليات التصنيع، تبريد ريش التوربين وغيرها) لما يمتلكه من معامل انتقال حرارة عالي لذا يمكن سحب كمية كبيرة من الفيض الحراري من السطوح الساخنة. الهدف من هذا العمل هو تقييم عملي وعددي للمواصفات الحرارية لنفث تصادمي محجوز يضرب صفيحة معدنية ساخنة. المنغيرات التي تم دراستها هي عدد رينولدز بمدى (من14000 الى 70000)، زاوية النفث الصادم(0 الى 50ْ مقاسة من المحور العمودي على الصفيحة الساخنة)، وكذلك الفيض الحراري المسلط على الصفيحة الساخنة ( امتد من 1500 ال 6000 واط/م2). حلت معادلة الاستمرارية ، نافير ستوكس ومعادلة الطاقة مع نموذج الاضطراب (k-ε) لحالة ثنائية البعد عدديا باسنخدام طريقة الحجوم المحددة. تم دراسة تأثير تغطية الصفيحة بطبقة من الرغوة المعدنية من مادة الألمنيوم عمليا على التبريد بالتفث التصادمي ولنفس المتغيرات اعلاه. بينت النتائج العملية والنظرية ان زيادة زاوية النفث قللت قيمة (h)، بينما زيادة عدد رينولدز ادى الى زيادة معامل انتقال الحرارة (h). بينت النتائج العملية تحسن واضح ( بمقدار 33%) لعدد نسلت عند استخدام طبقة من الرغوة المعدنية على الصفيحة الساخنة عن الحالة بدون استخدام لهذه الطبقة. تم مقارنة النتائج العملية الحالية مع نتائج سابقة واظهرت توافقا جيدا.

Article
EFFECT OF HOLE SHAPE ON FREE VIBRATION CHARACTERISTICS OF UNIDIRECTIONAL COMPOSITE PLATES.

Abstract

In this research, a free vibration of unidirectional composite laminated plate with different holes shape effect investigation is done experimentally and numerically. The natural frequency and deflection response of a unidirectional composite plate are studied with different holes shape effect as (rectangular or triangular or square or ellipse or circular shape, for simply supported and clamped composite laminated plate boundary conditions. This effect is studied for different shape cutout with the same area of different cutout shapes. The results of natural frequency evaluated by experimental work are compared with those evaluated by numerical method using a finite element method, (ANSYS program Ver. 14). The deflection of composite laminated plate with different holes effect is evaluated using finite element method. The results showed that the maximum natural frequency of unidirectional composite plate occurs at the clamped supported boundary composite plate with circular cutout. The experimental results of natural frequency of composite plate with different cutout shape are compared with those obtained using FEM. The comparison of results showed that the maximum discrepancy between experimental and numerical natural frequency is about (14.85%). في هذا البحث تم دراسة الاهتزاز الحر للصفائح المركبة الغير متماثلة الخواص المكونة من عدة طبقات بتأثير شكل الثقب بالأسلوبين العملي والعددي. تم دراسة التردد الطبيعي والانهيار للصفائح المركبة الناتج بسبب وجود ثقب وسط الصفيحة بأحد الأشكال (مستطيل أو مثلث أو مربع أو بيضوي أو دائري) للصفائح المثبتة بطريقة الإسناد الحر أو الإسناد الثابت للصفائح. أجريت هذه الدراسة بتأثير نفس المساحة للثقب المقطوع من الصفائح. تم مقارنة النتائج العملية للتردد الطبيعي مع النتائج التي تم ايجادها بالأسلوب العددي باستخدام طريقة العناصر المحددة باستخدام برنامج ِANSYS الاصدار 14. أما حسابات نتائج الانهيار للصفائح المركبة بتأثير شكل الثقب أجريت باستخدام طريقة العناصر المحددة فقط. بينت النتائج التي تم الحصول عليها ان اعلى قيمة للتردد الطبيعي تحدث للصفيحة المركبة الغير متماثلة الخواص المثبتة بصورة اسناد ثابت والمحتوية على ثقب على شكل دائري. اجريت عملية مقارنة بين النتائج العملية للتردد الطبيعي للصفائح المركبة مع النتائج العددية التي تم الحصول عليها بالأسلوب العددي باستخدام طريقة العناصر المحددة, وقد بينت المقارنة بان اعلى قيمة للتفاوت بين نتائج الأسلوب العددي والأسلوب العملي كانت بحدود (14.85%).

Keywords

Holes --- Plates --- Vibration --- FEM.

Article
AN APPROACH FOR MODELING THE PERFORMANCE OF THERMAL BUBBLE PUMP
نهج لنمذجة أداء المضخة الفقاعية الحرارية

Abstract

This study suggests a new theoretical analysis for the thermal bubble pump system. The main application of this system is to replace the mechanical pump in vapor absorption refrigeration system. The analysis is based on utilizing one-dimensional slug flow model to describe the void fraction in the riser tube of the pump, and adopting an appropriate method to evaluate the two-phase frictional pressure drop. The model is capable to predict the maximum pumping capacity of the pump in terms of the operation and configuration parameters. Three tube diameters (6.5,10, and 14mm) with four submergence ratios (0.5, 0.6, 0.7, and 0.8) were experienced using water as a working fluid. Results indicate that the maximum pumping capacity is positively increased with increasing the submergence ratio and tube diameter at a fixed riser tube length. The maximum pumping capacity is found to be independent of the liquid temperature at the inlet to the generator under the assumption of stable operation of the pump. It is obtained that the slip ratio decreases with the increasing of the submergence ratio and slightly decrease with the decreasing of the tube diameter. تقترح الدراسةِ تحليلا نظريا جديدا لمنظومة المضخّة الفقاعيةِ الحراريةِ. إنّ التطبيقَ الرئيسيَ للمنظومة يكمن فيْ اَستبدالَ المضخّةَ الميكانيكيةَ في منظومة التبريدِ الامتصاصية. يستند التحليلَ على استخدام نموذج جريان تكتلي أحادي البعد ِ لتَمْثيل الكسرِ الفراغي في أنبوب المضخةَ ويَتبنّى طريقةَ ملائمةَ لتَقييم هبوطِ الضغطِ الاحتكاكي في الجريان ثنائي الطور. إنّ النموذجَ قادر على التنبؤِ بسعة الضخّ القصوى للمضخّةِ كدالة للمتغيرات التشغيلية والشكلية للمضخة. تم اختبار أداء المضخة باستخدام الماء كمائع للتشغيل واعتماد ثلاثة أقطار (10،6.5، و14 مليمتر) بنِسَبِ غطسِ أربع (0.5, 0.6, 0.7، و0.8). تُشيرُ النَتائِجُ بأنّ قدرةَ الضخّ القصوى تُزدادُ إيجابياً بزيادة نسبةِ الغطسَ وقطرَ الأنبوب بثَبّوت طولَ إلا نبوب, كما بينت النتائج أيضا أن قدرة الضخّ القصوى كَانتْ مستقلة عن درجة حرارة الماء عند دخوله إلى مولّدِ البخار بفرض إن عمليةِ الضخ مستقرّةِ. لقد وجد أن نسبةَ الانزلاق المتَوقّعة من النموذجِ الرياضي تقل مع زيادة نسبةِ الغطسَ و تقل بعض الشّيء مع تقليل قطرِ الأنبوب.

Article
MECHANICAL PROPERTIES OF EPOXY BASED HYBRID COMPOSITES REINFORCED BY GLASS FIBERS AND SiC PARTICLES.
الخواص الميكانيكية لمتراكبات هجينة اساس ايبوكسي مقواة بواسطةالياف الزجاج ودقائق السليكون كاربيد

Abstract

In the present study mechanical properties of pure epoxy and hybrid composites were studied. Pure epoxy and hybrid composites were prepared by Hand lay-up molding and investigated. The composites constituents were epoxy resin as the matrix, 4% and 8% volume fractions of glass fibers as reinforcement and 4% and 8% of silicon carbide as filler particles. The investigated mechanical properties were hardness, tensile properties (ultimate tensile strength (UTS), fracture strength), and impact properties (impact strength, fracture toughness). The experimental results showed that the mechanical properties, Hybrid composite with (Epoxy +8%GF+8% SiC) has the maximum hardness of (82) shore D, Hybrid composites with (Epoxy +8%GF+4% SiC) has the maximum (UTS), fracture strength, impact strength (Gc) & fracture toughness (Kc) of (107) MPa, (108) MPa, (9900) J/m2, (27. 487) MPa.m-1/2 respectivelyتم في هذا البحث دراسة الخواص الميكانيكية لمتراكبات هجينة ذات اساس من الايبوكسي. تم تحضير المتراكبات الهجينة وراتنج الايبوكسي بواسطة المقالبة اليدوية وتم فحصها. مكونات المواد المتراكبة كانت راتنج الايبوكسي كماده اساس و(4%، 8%) كسر حجمي من الياف الزجاج كمادة تقوية و (4%، 8%) من كاربيد السليكون كدقائق تقوية. الخواص الميكانيكيه التي تم فحصها كانت ( الصلادة , الشد (اقصى مقاومة شد , مقاومة الكسر ) والصدمة ( مقاومة الصدمة ومتانة الكسر). أظهرت النتائج التجريبية بالنسبه للخواص الميكانيكية فأن المتراكبات الهجينة الحاوية على ( ايبوكسي/8%الياف زجاج %8%سليكون كاربيد ) اعطت اعلى صلادة شور مقدارها (82) شور D , والمتراكبات الهجينة مع (ايبوكسي /8%الياف زجاج/ 4%سليكون كاربيد) كانت لها اعلى مقاومة شد , مقاومة كسر, مقاومة الصدمة , متانة كسر من (107 MPa) , (108MP)و (9900 J/m2) , (27. 487 MPa. m-0.5) على التوالي .

Article
EVALUATION OF CEMENT MORTAR MECHANICAL PROPERTIES PERFORMANCE STRENGTHENED BY WIRE MESH(FERROCEMENT)
تقييم اداء الخواص الميكانيكية لمونة السمنت المقواة بالمشبك السلكي(الفيروسمنت)