Table of content

Al-Khwarizmi Engineering Journal

مجلة الخوارزمي الهندسية

ISSN: 18181171 23120789
Publisher: Baghdad University
Faculty: Engineering - Al-Khawarizmi
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

About

Al-Khwarizmi Engineering Journal (KEJ) is publishing by the AL-Khwarizmi college of Engineering – University of Baghdad. KEJ is open access; peer reviewed and published quarterly online and in print version. Manuscripts may be submitting in English language. KEJ is devoted to the publication of high quality scientific papers on theoretical as well as practical developments in all areas of Engineering and Technology that has not previously been published and not been submitted for publication elsewhere in any format and that there are no ethical concerns with the contents or data collection. At least two referees, who known scholars in their fields, evaluate each paper.
Ethics
Publishing responsibilities of authors
The publication of an article in a peer-reviewed journal is an essential building block in the development of a coherent and respected network of knowledge. It is a direct reflection of the quality of work of the author and the institutions that support them. Peer-reviewed articles support and embody the scientific method. It is therefore important to agree upon standards of expected ethical behavior. Not allowed offensive, abusive, racist or obscene or sexual connotations.
Journal URL:
http://www.iasj.net/iasj؟func=issues&jId=19&uiLanguage=en , http://www.alkej.com

Loading...
Contact info

Website: http://alkej.uobaghdad.edu.iq
e-mail: Sci_journal@kecbu.uobaghdad.edu.iq
Mobile: 07827211405
P.O.Box: 47008-Jaderiyah
Baghdad-Iraq

Table of content: 2010 volume:6 issue:4

Article
Control of Omni-Directional Mobile Robot Motion
السيطرة على حركة انسان آلي نقال متعدد الاتجاهات

Authors: Iman Ahmed --- A. Salam Al-Ammri
Pages: 1-9
Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents the motion programming and control of omni-directional mobile robot through the process of building and programming a small robotic platform with secondary design criteria of modularity and simplified control. This is accomplished by combining the positive aspects of several different robotics platform ideas. The platform is shaped like an equilateral triangle with a servo motor, sensors, and omni-wheel, controlled by a PIC microcontroller.
In this work the kinematics, inverse kinematics and dynamic module for the platform is derived. Two search algorithms (the wall-following search and the “most-open-area” search) is designed, tested, and analyzed experimentally
يقدّم هذا البحث التجميع لانسان آلي نقال متعدد الإتجاهات من خلال عملية البناء والبرمجة لمنصة الانسان الالي .المنصة على شكل مثلث متساوي الاضلاع و بمحرك مؤازر و متحسسات تعمل بالاشعة تحت الحمراء وبثلاث عجلات متعددة الاتجاه و التي يتم السيطرة عليها بواسطة مسيطر مايكروي . في هذا العمل تم اشتقاق النموذج الحركي للمنصة من خلال التحليل النظري, في النموذج الحركي تم حساب سرعة العجلات الثلاثة بصورة منفصلة و التي من خلالها يمكن حساب سرعة الروبوت و اتجاه الحركه له , بعد ذلك تم حساب الحركة العكسية للنظام. أوضحت النتائج المعادلة العامّة لحركة الروبوت بثلاثة اتجاهات مختلفة . لإنجاز الحركة الآليّة المختلفة (خطيّة، دورانية، دائرية)، عملت بعض الاختبارات التجريبية بقيم متغيرة (سرعة، وتوجيه) للعجلات. تم تصميم و اختبار خوارزميتان للبحث و هي" متابعة الحائط " و " أكثر منطقة مفتوحة"وحلّلت بشكل تجريبي بستّة نقاط بداية و نهاية مختلفة.المحيط الذي تم اختبار التجارب به على شكل بيئة مستوية أو شبه مكتب مكون من غرف و ابواب مفتوحة. تمت المقارنة بين خوارزميتي البحث على اساس الدقة والوقت. نتائج الاختبار بينت بأنّ خوارزميتي البحث فعّالتان بطرق مختلفة و يتم استعمالهم طبقا للحاجات وأغراض البحث. بينت نتائج اختبار اداء الجهاز لخوارزميتي البحث ان "متابعة الحائط" حققت نسب نجاح عاليةجدا,كما اظهرت النتائج أيضا بأنّ "أكثر منطقة مفتوحة" كانت قادرة على اكمال أغلب مهام البحث في مدّة أسرع.


Article
Improvement of Surface Roughness Quality for Stainless Steel 420 Plate Using Magnetic Abrasive Finishing Method
تحسين جودة نعومة السطح لصفائح الصلب نوع (240) باستخدام

Authors: Yahya M. Hamad يحى محي حمد
Pages: 10-20
Loading...
Loading...
Abstract

An experimental study was carried out to improve the surface roughness quality of the stainless steel 420 using magnetic abrasive finishing method (MAF). Four independent operation parameters were studied (working gap, coil current, feed rate, and table stroke), and their effects on the MAF process were introduced. A rotating coil electromagnet was designed and implemented to use with plane surfaces. The magnetic abrasive powder used was formed from 33%Fe and 67% Quartz of (250µm mesh size). The lubricant type SAE 20W was used as a binder for the powder contents. Taguchi method was used for designing the experiments and the optimal values of the selected parameters were found. An empirical equation representing the relation between surface roughness with operation parameters have been achieved. تم في هذا البحث اجراء دراسة عملية لتحسين جودة السطح من حيث الخشونة للصلب المقاوم نوع 420 باستخدام طريقة الحث المغناطيسي وذلك بدراسة تاثير أربعة عوامل تشغيلية وهي:1- الفراغ بين القطب المحث والمشغولة و2- التيار و3- سرعة التغذية و 4- أشواط التغذية. تم تصميم وتصنيع محاث كهرومغناطيسي ذو ملف دوار للاستخدام في التجارب. تم استخدام مسحوق تنعيم (33% حديد و 67 % كوارتز) بنعومة (µm 250 ) واضافة الزيت نوع SAE 20W كمادة رابطة بين مكونات المسحوق . أستخدمت طريقة Taguchi لتصميم منظومة التجارب ومن ثم ايجاد القيم المثلى لعوامل التشغيل حيث تم ايجاد معادلة تجريبية تمثل العلاقة بين نسبة التغيير في خشونة السطح والعوامل التشغيلية المدروسة.


Article
Prediction of Equilibrium Mixing Index and Optimum Mixing Time for Three solid materials in Fluidized Column
التنبؤ بمعامل الخلط عند التوازن وزمن الخلط الامثل لثلاثة مواد صلبة في عمود التميع

Loading...
Loading...
Abstract

Equilibrium and rate of mixing of free flowing solid materials are found using gas fluidized bed. The solid materials were sand (size 0.7 mm), sugar (size0.7 mm) and 15% cast iron used as a tracer. The fluidizing gas was air with velocity ranged from 0.45-0.65 m/s while the mixing time was up to 10 minutes. The mixing index for each experiment was calculated by averaging the results of 10 samples taken from different radial and axial positions in fluidized QVF column 150 mm ID and 900 mm height.
The experimental results were used in solving a mathematical model of mixing rate and mixing index at an equilibrium proposed by Rose. The results show that mixing index increases with increasing air velocity and mixing time until it reaches an optimum value then decrease to an equilibrium value. The results also show the dependency of the mixing index on the particle size of the tracer component.
The statistical analysis of the obtained theoretical mixing index versus the experimental mixing index shows that the standard error is 0.92 % (about 1 %) with the correlation coefficient of 0.9857 and the total residual of 0.002 for the ninth observation of the mixing index (theoretical versus experimental) over 95% confidence level.
تم دراسة معامل الخلط عند الاتزان ومعدل الخلط لمواد حرة الجريان بأستخدام عمود هواء متميع. المواد التي تم خلطها هي الرمل ( قطر الجسيمات 0.7 ملم) والسكر (قطر الجسيمات0.7 ملم) وبرادة الحديد وهي تمثل المادة الكاشفة بتركيز 15% وزنا. معدل سرعة الهواء كان بين 0.45 و 0.65 م/ثا بينما زمن الخلط كان لحد 10 دقائق. معامل الخلط لكل تجربة كان يحسب بأخذ عشرة نماذج ذات مواقع مختلفة قطريا وخطيا من عمود التميع ذو القطر الداخلي 150 ملم وأرتفاعه 900 ملم. تم أستخدام النتائج العملية في حل موديل رياضي لمعدل الخلط ومعامل الخلط عند الأتزان مقترح من قبل Rose. النتائج التجريبية أستعملت لحل موديل رياضي لمعدل الجريان و معامل الخلط عند الاتزان أقترح من قبل .Rose النتائج بينت ان معامل الخلط يزداد بزيادة سرعة الهواء وزمن الخلط حتى يصل للقيمة المثلى ثم ينخفض الى أن يصل للاتزان. نتائج معدل الخلط بينت أعتمادها على مقدار الفرق بين حجم جسيمات المادة الكاشفة. أشار التحليل الإحصائي لكل من معامل الخلط النظري و العملي إلى أن الخطأ المعياري كان 0.92 % (حوالي 1 %) و معامل ارتباط 0.9857 ومجموع المتبقيات لتسع مشاهدات كان 0.002 لمستوى ثقة 95%.


Article
The Biosorption of Cr (VI) From Aqueous SolutionUsing Date Palm Fibers (Leef)
الامتصاص الحيوي لايونات الكروم سداسية التكافؤ من المحلول المائيبأستخدام الياف نخيل التمر

Loading...
Loading...
Abstract

The ability of Cr (VI) removal from aqueous solution using date palm fibers (leef) was investigated .The effects of pH, contact time, sorbets concentration and initial metal ions concentration on the biosorption were investigated.
The residual concentration of Cr (VI) in solution was determined colorimetrically using spectrophotometer at wave length 540 nm .The biosorption was pH-dependent, the optimum pH was 7 and adsorption isotherms obtained fitted well with Langmuir isotherms .The Langmuir equation obtained was Ce/Cs = 79.99 Ce-77.39, the correlation factor was 0.908.These results indicate that date palm fibers (leef) has a potential effect for the uptake of Cr (VI) from industrial waste water.
ركزت الدراسة الحالية على قدرة الياف نخيل التمر في ازالة ايونات الكروم سداسية التكافؤ Cr (VI) من المحلول المائي. تضمنت الدراسة تأثير الدالة الحامضية , زمن التعرض , تركيز المادة النباتية الممتزة اضافة الى التركيز الاولي لايون الكروم سداسي التكافؤ Cr (VI) على قابلية الياف النخيل في ازالة هذه الايونات من المحلول المائي .تم قياس تركيز ايون الكروم المتبقي في المحلول لونيا باستخدام جهاز المطياف عند طول موجي 540 نانو ميتر. اعتمدت عملية الازالة على تركيز ايون الهيدروجين في المحلول حيث وجد ان الدالة الحامضية المثلى التي اعطت اعلى نسبة ازالة لايون الكروم سداسي التكافؤ كانت 7 وتوافقت معادلة التكافؤ الحراري مع معادلة Langmuir وكانت بالشكل Ce/Cs = 79.99Ce-77.39 في حين ان معامل الارتباط بلغ0.908, من نتائج الدراسةوجد ان كفاءة الياف نخيل التمر في ازالة عنصر الكروم من المحلول كانت عالية بلغت98.6 % عند زمن الاتزانEquilibrium time .


Article
Finite Element Based Solution of Laplace's Equation Applied to Electrical Activity of the Human Body
العنصر المحدد لحل معادلة لابلاس مطبقة على النشاط الكهربائي للجسم الأنساني

Loading...
Loading...
Abstract

Computer models are used in the study of electrocardiography to provide insight into physiological phenomena that are difficult to measure in the lab or in a clinical environment.
The electrocardiogram is an important tool for the clinician in that it changes characteristically in a number of pathological conditions. Many illnesses can be detected by this measurement. By simulating the electrical activity of the heart one obtains a quantitative relationship between the electrocardiogram and different anomalies.
Because of the inhomogeneous fibrous structure of the heart and the irregular geometries of the body, finite element method is used for studying the electrical properties of the heart.
This work describes the implementation of the Conjugate Gradient iterative method for the solution of large linear equation systems resulting from the finite element method. A diagonal Jacobi preconditioner is used in order to accelerate the convergence. Gaussian elimination is also implemented and compared with the Precondition Conjugate Gradient (PCG) method and with the iterative method. Different types of matrix storage schemes are implemented such as the Compressed Sparse Row (CSR) to achieve better performance. In order to demonstrate the validity of the finite element analysis, the technique is adopted to solve Laplace's equation that describes the electrical activity of the human body with Dirichlet and Neumann boundary conditions. An automatic mesh generator is built using C++ programming language. Initially a complete finite element program is built to solve Laplace's equation. The same accuracy is obtained using these methods. The results show that the CSR format reduces computation time compared to the order format. The PCG method is better for the solution of large linear system (sparse matrices) than the Gaussian Elimination and back substitution method, while Gaussian elimination is better than iterative method.
نماذج الحاسبات تستخدم لدراسة التخطيط الكهربائي لعمل القلب للتَزويد برؤية إلى الظواهرِ الفسلجيةِ التي صعبة القيَاْس في المختبرِ أَو في بيئة سريرية. التخطيط الكهربائي لعمل القلب أداة مهمة للطبيب في انهاّ تَتغيّرُ على نحو مميز في عدد مِنْ الشروطِ الباثولوجيةِ . العديد من الأمراض ممكن ان تكتشف بهذا المقياس. بمحاكاة النشاطِ الكهربائيِ للقلبِ يحصلُ على علاقة كمّية بين التخطيط الكهربائي و أشياء غير سوية مختلفة. بسبب التركيب الغير متجانس الليفي للقلب والجسم الهندسي الغير منتظم, طريقة العنصر المحدد استخدمت لدراسة الخواص الكهربائية للقلب. يصف هذا العمل بناء طريقة التدرج المرافق التكرارية لحل مجموعة المعادلات الخطية الكبيرة الناتجة من طريقة العنصر المحدد. ان طريقة الشرط الاولي لجاكوبي القطري ( PCG) استخدمت لتسريع الاقتراب. طريقة الحذف الكاوسي ايضا بنيت وقورنت معها ومع الطريقة التكرارية. لقد تم استخدام انواع مختلفة من طرق خزن المصفوفات مثل طريقة الصف المتفرق المضغوط للحصول على افضل اداء. لغرض التحقق من دقة الحسابات لتحليل العنصر المحدد,اسلوب تقني تبني لحل معادلة لابلاس التي تصف النشاط الكهربائي لقلب الانسان ضمن شروط (العالمان) درشلت ونيومان. مولد شبكة الي بني بأستخدام لغة برمجة C++ . في البداية برنامج العنصر المحدد الكامل بني لحل معادلة لابلاس. نفس الدقة حصل عليها من هذه الطرق. طريقة الشرط الاولي لجاكوبي القطري PCG هي الافضل في النظام الخطي الكبير من طريقة الحذف الكاوسي و طريقة الحذف الكاوسي افضل من الطريقة التكرارية.


Article
Design and Implementation of Iraqi Virtual Library
تصميم وتنفيذ المكتبة العراقية الافتراضية

Loading...
Loading...
Abstract

In developing countries, individual students and researchers are not able to afford the high price of the subscription to the international publishers, like JSTOR, ELSEVIER,…; therefore the governments and/or universities of those countries aim to purchase one global subscription to the international publishers to provide their educational resources at a cheaper price, or even freely, to all students and researchers of those institutions. For realizing this concept, we must build a system that sits between the publishers and the users (students or researchers) and act as a gatekeeper and a director of information: this system must register its users and must have an adequate security to ensure that only the affiliated students are able to access its services. It also needs to have security and trust mechanisms built-in for commercial partners to accept their connections. This paper describes the work done on the design and implementation of the IVL (Iraqi Virtual Library). في الدول النامية لايتمكن اغلب الطلاب والباحثين من تحمل التكاليف الباهضة للتسجيل في دور النشر العالمية مثل (JSTOR, ELSEVIER) من اجل الحصول على المصادر العلمية الموجوده فيها. لهذا تسعى حكومات وجامعات هذه الدول من اجل الحصول على تسجيل جماعي لطلابها وباحثيها في دور النشر العالمية ليتمكنوا من الحصول على المصادر العلمية مجانا او باسعار مخفضة. لتحقيق هذا المسعى فان ذلك يتطلب بناء نظام يكون موقعة بين دار النشر و المستخدم (الطالب او الباحث) ويعمل هذا النظام كبوابة و موجة للمعلومات, ويجب ان بقوم هذا النظام بتسجيل المستخدمين كما يجب ان يحتوي على نظام امني موثوق لكي يضمن ان تكون خدمات النظام متاحة فقط للطلاب والباحثين التابعين لتلك الجامعة. يطلق على هذا النظام اسم المكتبة الافتراضية. هذا العمل يركز على تصميم المكتبة العراقية الافتراضية.


Article
An Optimum Design of Cam Mechanisms with Roller Follower for Combined Effect of Impact and High Contact Loads
التصميم الامثل لاليات الحدبة والتابع المتدحرج والتأثير المشترك لأحمالالصدمة وأحمال التماس العالية

Loading...
Loading...
Abstract

The problem in the design of a cam is the analyzing of the mechanisms and dynamic forces that effect on the family of parametric polynomials for describing the motion curve. In present method, two ways have been taken for optimization of the cam size, first the high dynamic loading (such that impact and elastic stress waves propagation) from marine machine tool which translate by the roller follower to the cam surface and varies with time causes large contact loads and second it must include the factors of kinematics features including the acceleration, velocity, boundary condition and the unsymmetrical curvature of the cam profile for the motion curve.
In the theoretical solution the unidirectional impact stress waves with the Mushkelishvilis inverse of the singular integral equation for contact stress have been used for analytical solution and a numerical solution have bean solved using F.E.M (ANSYS 10) for stress analysis in a cam surface at condition of rise-dwell-return (R-D-R) motion of the follower, also to compare the analytical and numerical results that have been used different pressure angles in the rise and return of the motion curves in unsymmetrical cam profile for optimum design.

أن تصميم الحدبات يحتاج الى تحليل ميكانيكية حركة الحدبة مع تأثير القوى الديناميكية الموزعة على طول حافة الحدبة وعلى العوامل الخاصة بالمعادلات الرياضية لسلسلة المحددات(parametric polynomials) والتي تصف الحركة الدورانية للحدبة. في هذا البحث تم استخدام طريقتين لغرض تحليل المعادلات الرياضية والحصول على أفضل تصميم لشكل الحدبة, الطريقة الأولى يتم فيها ادخال القوى الديناميكية العالية القيمة والخاصة بالصدمة والموجات المرنة الناتجة من هذه الصدمة والتي تؤثر على حركة التابع وتكون متغيرة مع زمن تلامس التابع مع حافة الحدبة خلال زمن الصدمة. والطريقة الثانية هي أدخال العوامل الكينامتيكية في المعادلات الرياضية والتي تشمل التعجيل والسرعة وغيرها من الظروف المحيطة بميكانيكية حركة الحدبة وعدم تماثل المنحنيات الخاصة بشكل الحدبة. أن الحل الرياضي لهذه المعادلات يحتاج الى استخدام قانون الصدمة بأتجاه واحد مع قانون التلامس الخاص ب Mushkelishvilis لحل سلسلة المحددات الرياضية. لقد تم استخدام حلول عددية بأستخدام ANSYS10 لمطابقة نتائجه مع حلول معادلات وصف حركة الحدبة لأفضل تصميم لشكل الحدبة الخاصة بنوع حركة التابع (Rise-Return-Dwell) ولعدة أنواع من زوايا الضغط الخاصة بأرتفاع ورجوع التابع مع عدم تماثل انحناء حافة الحدبة للحصول على أفضل تصميم لها.


Article
Evaluation of Mechanical Properties of Particulate Composites
حساب الخصائص الميكانيكيةِ للمركّباتِ الجزيئيةِ

Loading...
Loading...
Abstract

A series of experiments have been taken out to test the validity of the effect of Aluminum hydrate on its interaction with Aluminum during sintering of aluminum metal matrix. The approach has been shown to be valid and several compositions have been fabricated. The alumina hydrate particle size and the amount of alumina hydrate in the composites are also shown to have an influence on the extent of densification.
The densities for all sintered specimens were measured. It was found that density increases as compaction pressure increases, the density decreases as particles size increases. At 400 MPa there is an optimum particles size which is (90-125) µm to reach maximum density and the density decreases as volume fraction increases from 2% to 20%.
The microstructure enhances as compaction pressure increases, agglomeration of alumina hydrate particles increases with increasing of volume fraction and cavities increases especially at low compaction pressure more than at high compaction pressure.
The mechanical properties (compression test and Vickers hardness) of sintered specimens compacted at 100 MPa accomplished for three volume fractions 2%, 10% and 20% and three particles size (45-90) µm, (90-125) µm and (125-150) µm. Young's modulus in compression decreases as volume fraction increases. Also it decreases as particles size increases and Vickers hardness decreases as volume fraction increases. Also decreases as particles size increases
تعتبر ميتالورجيا المساحيق من مصادر المواد ذات الاداء العالي والمواد الحبيبية المتقدمة والسبائك مثل ادوات محملة بالماس لقطع الخزف، كربيد التنجستن و الزجاج. تم في هذا البحث حساب المواصفات الميكانيكية للمركبات الحبيبية (الالمنيوم- الالومينا هيدريت) التي تم تحضيرها بواسطة ميتالورجيا المساحيق. تم خلط مسحوق الالمنيوم مع ثلاثة احجام حبيبية مختلفة µm (45-90)، µm(90-125) وµm (125-150) وثلاث نسب خلط مختلفة (% 2(، (% 10 (و(% 20) بواسطة مطحنة كهربائية. تم كبس المسحوق المخلوط في قوالب اسطوانية بقطرين مختلفين بضغط ابتدائي مقداره MPa 35 ثم كبست اخيرا بثلاثة ضغوط مختلفة(MPa 100)، (MPa 150) و(MPa 400). النماذج المضغوطة لبدت بدرحة oC 600 لمدة ساعتين. الكثافات لكل النماذج الملبدة قيست.وجد ان الكثافة تزداد عند زيادة الضغط، تقل الكثافة عندما يزداد الحجم الحبيبي. في ضغط كبس MPa 400 هناك حجم حبيبي امثل الذي هو µm(90-125) للوصول الى اقصى كثافة، وتقل الكثافة عند زيادة نسبة الخلط من % 2 الى% 20. يتحسن التركيب البلوري عندما يزداد ضغط الكبس، يزداد تكتل حبيبات الالومينا هيدريت بزيادة نسب الخلط و كذلك تزداد الفجوات خصوصا في ضغط كبس منخفض اكثر من ضغط الكبس العالي. المواصفات الميكانيكية (اختبار الانضغاط وصلادة فيكرس) للنماذج الملبدة عند ضغط كبس MPa100 انجزت لثلاث نسب خلط مختلفة (% 2(، (% 10 (و(% 20) وثلاث احجام حبيبية µm (45-90)، µm(90-125) وµm (125-150). معامل المرونة في الانضغاط يقل بزيادة نسب الخلط . كذلك يقل بزيادة الحجم الحبيبي . وصلادة فيكرس تقل بزيادة تقل بزيادة نسب الخلط. كذلك تقل بزيادة الحجم الحبيبي

Keywords

Properties --- particular --- composites.


Article
Properties of High Performance Concrete
الخواص الهندسية للخرسانة عالية الاداء

Loading...
Loading...
Abstract

يتناول البحث نوع جديد من الخرسانة عالية الاداء ذات خواص فيزيائية محسنة والتي تم تحضيرها باستعمال مضافات معدنية دقيقة التجزئة وهو الميتاكاؤولين ودراسة تاثيرها على خواص المونة السمنتية والخرسانة عالية الاداء باجراء فحوصات اتلافية وغير اتلافية . وهذا النوع من الخرسانة يتم استخدامه بشكل واسع في المباني العامة والمنشآت الاخرى .
وشمل البحث عدة تجارب منها ايجاد معامل البوزولانية للكاؤولين المحروق بدرجة حرارة 750 مº بموجب المواصفة الاميركية ASTM C-311/03)) ، وكذلك صب نماذج مكعبة لخلطات مونة سمنتية وخرسانية حاوية على نسب مختلفة من الميتاكاؤولين تتراوح بين (5% - 20%) كجزء مضاف الى الخليط السمنتي للحصول على خرسانة عالية المقاومة تصل مقاومتها الى اكثر من (70) نيوتن/ ملم2 بالاضافة الى انخفاض في المسامية . البحث يشمل ايضاً الخواص الهندسية مثل الكثافة ومقاومة الانضغاط وسرعة الذبذبات فوق الصوتية ومعامل المرونة الديناميكي والمسامية .

Table of content: volume:6 issue:4