اشتراک گذاری با دوستان
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp

وضعیت:  بسته

  شماره سند:

  تاریخ انتشار: 1401/01/28

  مهلت ارسال پیشنهاد: 1401/02/24

  فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

 تماس : 02166539734 – 02166533864

  ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir/grant

ضرورت مسئله

پیش‌بینی دقیق و صحیح رفتار دینامیکی یاتاقان‌ها از دو وجه موردتوجه طراحان صنعتی است. اولاً پیش‌بینی صحیح این رفتار قبل از طراحی دینامیکی، به تولید بهینه یاتاقان کمک می‌کند، در ثانی، شناسایی این رفتار، بعد از نصب و راه‌اندازی ماشین‌آلات دوار موجب تشخیص دقیق رفتار دینامیکی روتور ماشین و کشف برخی از خرابی‌های رخ‌داده در آن خواهد شد.

 یکی از مراحل طراحی ماشین‌آلات دوار (طراحی از منظر دینامیک روتور)، مشخص کردن دو پارامتر سفتی و میرایی (خواص دینامیکی یاتاقان) در محل تکیه‌گاه‌ها است که این دو پارامتر، از ورودی‌های موردنیاز برای طراحی دینامیکی به‌منظور ارتقاء عملکرد یاتاقان‌های موجود هستند، بدین منظور توسعه نرم‌افزار شبیه‌سازی و استخراج این خواص دینامیکی، یک گام بزرگ در راستای طراحی بهینه یاتاقان‌های صنعتی است، چراکه با توسعه این نرم‌افزار امکان بررسی و انتخاب بهینه پارامترهای طراحی (ابعاد و تلورانس‌های هندسی) برای یاتاقان‌های صنعتی فراهم خواهد شد.

مزیت اصلی توسعه این نرم‌افزارهای تخصصی، متن‌باز بودن آنها و قابلیت رسوب دانش چندین ساله صنعت در آنها است، به‌طوری‌که نرم‌افزار موردنظر در حوزه یاتاقان علاوه بر دارا بودن ویژگی‌های نرم‌افزارهای مشابه خارجی، شامل ویژگی‌های خاص مدنظر صنایع داخلی است. این نرم‌افزار می‌تواند با در نظر گرفتن الگوریتم‌های بهینه، جهت طراحی و تحلیل یاتاقان‌های لغزشی و مغناطیسی و صحت‌سنجی آن‌ها با تست‌های تجربی و نزدیک کردن نتایج عددی به واقعیت (با اضافه کردن ضرایب تصحیح در آنها) کمک شایانی به طراحی و تولید بهینه یاتاقان‌های صنعتی نماید.

مشروح مسئله تحقیقاتی

طیف گسترده‌ای از یاتاقان‌ها در صنایع دوار نیروگاهی و هوایی در کشور به کار گرفته می‌شوند که می‌توان به برخی از پرکاربردترین‌ها آن‌ها نظیر Journal Bearing, Tilting pad bearing, Ball bearing اشاره کرد. شناسایی رفتار دینامیکی انواع یاتاقان‌های صنعتی ازجمله یاتاقان‌های ژورنال کاملاً پیچیده است و نیازمند استخراج روابط غیرخطی به‌منظور پیش‌بینی رفتار دینامیکی (سفتی و میرایی معادل یاتاقان) است. از طرفی به دلیل کارکرد روغن در یاتاقان‌های لغزشی، پیش‌بینی صحیح رفتار آن‌ها در سرعت‌های دورانی مختلف دشوار و پراهمیت است. به‌طور مثال، به‌منظور استخراج پارامترهای موردنیاز جهت تحلیل و طراحی یاتاقان‌های لغزشی، حل معادله رینولدز در سه بعد لازم و ضروری است.

به‌عنوان ورودیِ نرم‌افزار لازم است مشخصات هندسی، تلورانسی، خواص مواد و عملکردی یاتاقان (مثلاً سرعت کاری) در نظر گرفته شوند، به‌طوری‌که این موارد به‌صورت گرافیکی به ازای هر یاتاقان مشخص باشد. درنهایت پس از حل معادلات خطی و غیرخطی برای یاتاقان موردنظر، سفتی، میرایی، نیرو و توزیع فشار به‌عنوان خروجی به کاربر نشان داده شود. دیگر الزام مدنظر، قابلیت مطالعه پارامتری به ازای ورودی و خروجی‌های مشخص است، به‌طوری‌که کاربر بتواند به استخراج نقاط بهینه طراحی مدنظر دست یابد. همچنین لازم است تا نرم‌افزار توسعه داده‌شده ماژولار و شیءگرا باشد تا در ادامه قابلیت توسعه و افزودن یاتاقان‌های جدید را داشته باشد.

به‌منظور توسعه و ایجاد این نرم‌افزار لازم است تا 9 نوع یاتاقان‌ صنعتی پرکاربرد در صنعت هوایی و نیروگاهی به‌منظور استخراج مدل ریاضی و توسعه نرم‌افزار مورد بررسی قرار گیرد. این نه یاتاقان به شرح زیر هستند؛

  • Tilting-pad
  • Fixed-Lobe
  • Floating-Ring
  • Gas-Brg
  • Thrust
  • Tapered Land Thrust
  • Tilting Pad Thrust
  • Hydrostatic
  • Active Magnetic Bearing
  • Linear
  • Nonlinear

گام‌های تحقیق

  • شناسایی و مطالعه موارد مشابه انجام‌شده در دنیا
  • توسعه و استخراج روابط دینامیکی در یاتاقانهای پرکاربرد صنعتی ذکرشده
  • حل معادلات استخراج‌شده
  • توسعه هسته محاسباتی نرم‌افزار
  • توسعه گرافیک نرم‌افزار
  • صحت‌سنجی نرم‌افزار

خروجی‌های مورد انتظار تحقیق

  • توسعه و استخراج روابط مربوط به سفتی و میرایی برای حداقل 9 نوع یاتاقان مذکور
  • استخراج روابط خطی و غیرخطی مربوط به یاتاقان‌های ژورنال و مغناطیسی فعال
  • توسعه نرم‌افزار شبیه‌سازی با گرافیک کاربرپسند و توسعه‌پذیر
  • صحت‌سنجی نرم‌افزار توسعه داده‌شده با مراجع معتبر
  • در نرم‌افزار مدنظر موارد زیر لحاظ گردد:
  • ورودی مدنظر شامل: مشخصات هندسی، تلورانسی، خواص مواد و عملکردی یاتاقان (مثلاً سرعت کاری)
  • مشخص بودن ورودی‌های تعریف شده به‌صورت گرافیکی به ازای هر یاتاقان
  • خروجی های نمایش داده شده به کاربر شامل : سفتی، میرایی، نیرو و توزیع فشار
  • قابلیت مطالعه پارامتری به ازای ورودی و خروجی‌های مشخص
  • قابلیت استخراج نقاط بهینه طراحی مدنظر

گلوگاه احتمالی

  • مدل‌سازی و حل معادلات غیرخطی حاکم بر رفتار یاتاقان‌های روغنی با نیاز به‌کارگیری روش‌های پیچیده محاسباتی ازجمله اجزاء محدود و تفاضل محدود
  • مدل‌سازی و حل معادلات مربوط به یاتاقان مغناطیسی فعال خطی و غیرخطی (فهم، مدل‌سازی و حل معادلات الکترومکانیکی).
  • پیاده‌سازی روابط تخصصی یاتاقان در بستر نرم‌افزاری گرافیکی و تحلیل و پردازش این روابط

الزامات تحقیق

  • نرم‌افزار مدنظر باید به‌گونه‌ای توسعه داده شود که قابلیت توسعه و اضافه کردن یاتاقان‌های جدید یا هرگونه تغییر در روابط پیاده‌سازی شده در نرم‌افزار را داشته باشد.

معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری

  • تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
  • رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
  • دسترسی به تجهیزات و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
  • زمان و هزینه اجرای تحقیق
  • تجربه صنعتی در رابطه با طراحی و تحلیل یاتاقان‌های صنعتی
  • تجربه توسعه نرم‌افزارهای تخصصی در حوزه دینامیک و ارتعاشات

تسهیم مالکیت فکری

  • مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
  • مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.

روش ارسال پیشنهاد

پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 10 اردیبهشت‌ماه 1401 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir/grant ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیرازآن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.