سعید فعلی

تصادف یکی از مهمترین علل مرگ و میر در جهان بوده که همواره قربانیان زیادی را به کام مرگ می‌کشاند.در واقع در حین تصادف،‌در اثر برخورد خودروها با یکدیگر انرژی زیادی ازاد شده که با انتقال این انرژی به سرنشینان خودرو موجب اسیب و صدمه به ان‌ها‌ می‌شود به طوری که اگر سرعت برخورد نیز بیشتر باشد، تبعات حاصل از ان نیز کشنده‌تر خواهد بود. از این رو اهمیت ایمنی خودروها در حوزه تصادف برکسی پوشیده نیست و به همین دلیل لازم می‌یابدکه مهندسان و محققان در این حوزه توجهات خود را نسبت به این موضوع معطوف نموده و سعی در حل این مشکل داشته باشند.کارهای پژوهشی و تجربی زیادی در این زمینه انجام شده‌که نهایتا به معرفی سازه های جاذب انرژی منجر شده است.‌جاذب های انرژی سازه‌هایی هستندکه در جلوی خودروها تعبیه شده و در هنگام تصادف، انرژی جنبشی ناشی از برخورد را با تغییر شکل پلاستیک خود جذب نموده و مانع از انتقال ان به سرنشینان می‌شود.کاریرد این نوع سازه های محدود به حوزه خودروها نبوده و در جاهایی که نیاز به جذب انرژی برگشت ناپذیر باشد می‌توان از این سازه‌ها استفاده نمود.در این پایان نامه سازه ساندویچ پانل به عنوان جاذب انرژی مورد بررسی قرارگرفت. در واقع سازه ساندویچ پانل متشکل از دو پوسته کامپوزیتی با الیاف کربن در7   لایه استوانه ای و هسته های موجدار الومینیومی تشکیل شده است.در این پژوهش از هسته های موجدار در هشت حالت، که سطح مقطع ان‌ها تابعی از یک رابطه سینوسی بوده و برحسب دامنه و تعداد موج های ایجاد شده،تغییر می‌کند، استفاده شد.پوسته های کامپوزیتی و هسته های موجدار در نرم افزار اجزاء محدود اباکوس شبیه سازی شده و بعد از مونتاژ ان‌ها با یکدیگر و تشکیل ساندویچ پانل، بین دو صفحه صلب قرار گرفته که یکی از انها ثابت و دیگری با جرم 100 کیلوگرم و با سرعت 20 متر بر ثانیه به ساندویچ پانل برخورد می‌کند و باعث فروریزش محوری ساندویچ پانل می‌شود.با بدست اوردن نمودار نیرو-تغییرمکان حاصل شده ازفروریزش ساندویچ پانل به ازای هر هشت حالت هسته ذکر شده،میزا‌‌‌ن‌ انرژی جذب شده و دیگر شاخص های ارزیابی قابلیت ضربه پذیری ساندویچ پانل، از جمله نیروی اوج اولیه لهیدگی(IPCF)، انرژی جذب شده(EA)،میانگین نیروی لهیدگی(MCF)، بازدهی نیروی لهیدگی(CFE) و همچنین جذب انرژی ویژه(SEA) را محاسبه می‌کنیم.جهت صحت سنجی مواد و شبیه سازی انجام شده در این تحقیق، از پژوهش های تجربی و عددی موجود در این زمینه   استفاده شد. با توجه به نتایج بدست امده از فرایند شبیه سازی ضربه سرعت پایین بر ساندویچ پانل به ازای هسته های موجدار مختلف(هشت حالت) گفته شده، می‌توان نتیجه گرفت که با افزایش تعداد موج ها و دامنه تابع سطح مقطع هسته های موجدار،میزان انرژی جذب شده و شاخص های ارزیابی قابلیت ضربه پذیری نیز افزایش پیدا می‌کنند به طوریکه در بین هشت حالت هسته موجدار الومینیومی، هسته با دامنه A=2.5 میلی‌متر و تعداد موج N=10 بیشترین انرژی جذب شده و بالاترین مقادیر شاخص های ارزیابی قابلیت ضربه پذیری را نسبت به دیگر هسته های موجدار به خود اختصاص داده است.

   در این پایان‌نامه، فرآیند آپستینگ ورق‌های دوفلزی به روش تعادل نیروها تحلیل و به روش اجزا محدود شبیه سازی شده است.   قالب‌های بالایی و پایینی استوانه‌ای شکل و با شعاع‌های مساوی می باشند. عرض ورق ها در مقایسه با ضخامت آنها بزرگ بوده و بنابراین فرض شده که فرآیند در حالت کرنش صفحه‌ای انجام می‌شود. ورق دوفلزی از ترکیب دو ورق با جنس‌های متفاوت، مس و آلومینیوم، تشکیل شده است. مس به دلیل هدایت الکتریکی و حرارتی بالا و آلومینیوم به خاطر سبکی و مقاومت در برابر خوردگی، ترکیب جذابی برای کاربردهای صنعتی فراهم می‌آورند. در این فرآیند مانند سایر فرآیندهای شکل دهی فلزات، پیش بینی هندسه ناحیه تغییر شکل و نیروی شکل دهی دارای اهمیت است. برای تحلیل فرآیند به روش تعادل نیروها، نمودار آزاد یک قاچ از ورق ها در ناحیه تغییر شکل ترسیم و با نوشتن معادلات تعادل و تسلیم، نیروی شکل دهی در هر کورس پرس محاسبه شده است. در تحلیل‌های صورت‌گرفته شامل بررسی ابعاد تغییر شکل‌یافته ورق ها و همچنین منحنی تغییرات نیروی شکل‌دهی بر حسب کورس پرس می باشند. در مرحله بعد، فرآیند آپستینگ در محیط نرم افزار آبکوس شبیه سازی شده است. رفتارماده های دو ورق در تحلیل و شبیه سازی به صورت صلب پلاستیک در نظر گرفته شده اند. همچنین دو ورق در ابتدا به هم کاملا چسبیبده بوده و این اتصال تا پایان فرآیند برقرار است. نتایج تحلیل به روش تعادل نیروها، شامل تغییرات نیروی شکل دهی بر حسب کورس پرس و ابعاد ناحیه تغییر شکل، با نتایج شبیه‌سازی مقایسه شده اند. این مقایسه ها همخوانی مناسبی بین نتایج را نشان می دهند. با توجه به خواص منحصر به فرد هر دو فلز، نتایج این تحقیق می‌تواند در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا و الکترونیک کاربردهای گسترده‌ای داشته باشد. به عنوان مثال، در صنعت خودروسازی، استفاده از ترکیبات دو فلزی می‌تواند منجر به کاهش وزن و افزایش کارایی سوخت شود.  

  باتوجه به کاربرد گسترده مواد مرکب و نانوکامپوزیت‌ها

   ترفنل-دی یک آلیاژ دگررسان مغناطیسی است که در دسته بندی مواد هوشمند قرار می گیرد و از سه عنصر تربیوم،آهن و دیسپرزیوم تشکیل می شود .این آلیاژ به دلایل ویژگی های خاصی از قبیل کرنش اشباع بالا، دمای کوری زیاد و ضرایب عملکردی قابل توجه در محرک ها و حسگر ها استفاده می شود.ترفنل-دی مانند هر ماده فرومغناطیس دیگری دارای اتلاف های مغناطیسی از جمله هیسترزیس، جریان های گردابه ای و اضافی می باشد که محاسبه آنها در شرایط مختلف کاری موجب پیش بینی و تخمین دقیق تر خروجی در محرک ها و حسگرها می شود. هنگامی که ترفنل-دی در معرض یک میدان مغناطیسی خارجی قرار گرفته و چرخه های مغناطیس شوندگی را طی می کند، توان اتلافی هیسترزیس به علت حرکت و چرخش حوزه های مغناطیسی میکروسکوپی، توان اتلافی جریان گردابه ای به دلیل ایجاد یک میدان مغناطیسی در جهت مخالف با میدان تحریک و توان اتلافی اضافی ناشی از عیوب شبکه ای و یکسان نبودن ناحیه های مغناطیسی موجود در ماده رخ می دهند. در این پایان نامه، در ابتدا تحقیقاتی در راستای پیش بینی صحیح و منطقی از توان های مغناطیسی اتلافی انجام شده است و به دلایلی مانند ساده سازی محاسبات ریاضی وحذف خطاهای ناشی از روش های طولانی و پیچیده در مدل های دیگری که مورد استفاده قرار گرفته اند،ازمدل تانژانت هیپربولیک جهت محاسبه توان های اتلافی مذکور استفاده شده است. بدین منظور در ابتدا ضرایب و پارامترهای مختلف مدل با استفاده از نتایج تجربی قبلی استخراج شده و سپس با توسعه مدل یاد شده، امکان محاسبه توان های اتلافی مختلف فراهم گردیده است. در انتها نیز روابط جدیدی برای پیش بینی ضرایب و پارامترهای مدل در فرکانس های جدید ارائه شده اند.سپس روابط جدید و مدل استفاده شده در فرکانس‌های جدید 100 هرتز و 300 هرتز که قبلا مورد استفاده قرار نگرفته بودند، اعتبارسنجی شدند و نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از مدل تجربی مقایسه شده اند.نتایج به دست آمده در این پایان نامه نشان می دهد که استفاده از مدل تانژانت هیپربولیک و روابط ارائه شده می توانند توان های مغناطیسی اتلافی در ترفنل-دی را با دقت بالا در بازه فرکانسی(0 تا 300 هرتز) به خوبی پیش بینی کند.

   در این پایان‌نامه، مدل تحلیلی ارائه می‌گردد که ضربه سرعت پایین را روی ساندویچ پنل‌های کامپوزیتی مدور با رویه‌های تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی FG مدلسازی می‌نماید. در این مدل تحلیلی با مشخص بودن انرژی جنبشی اولیه ضربه زننده، نیروی تماسی در محل برخورد، میزان تغییر شکل محل برخورد و برآوردی از ناحیه دچار عیب شده محاسبه می‌گردد. ساندویچ پنل کامپوزیتی بصورت متقارن و مدور بوده و سطح ورق های کامپوزیتی آن از لایه‌های متقاطع تشکیل شده است. در این مدل تحلیلی، انرژی کششی غشایی شدن و نیز انرژی کرنش ایجاد خمش در رویه ها تعیین شده و هسته ساندویچ پنل بصورت هانی کمب و کاملاً پلاستیک در نظر گرفته شده است. همچنین، برای تعیین تاریخچه نیروی تماسی و تغییر شکل ساندویچ پنل از مدل جرم-فنر دو درجه آزادی استفاده شده است.معادلات حاکم بر مسئله با محاسبه انرژی پتانسیل، کار نیروی خارجی و انرژی جنبشی سیستم متشکل از ضربه زننده و ساندویچ پنل کامپوزیتی مدور در دستگاه مختصات قطبی استخراج گردیده و با استخراج معادلات حرکت سیستم با مینیمم سازی انرژی سیستم معادلات حاکم بر مسئله حل می‌گردد. برای حل معادلات حاکم بر مسئله از برنامه‌نویسی در نرم‌افزار متلب استفاده می‌شود. در نهایت مدلسازی المان محدود از فرایند در نرم‌افزار آباکوس (ABAQUS) صورت می‌گیرد و نتایج مدلسازی تحلیلی با نتایج بدست آمده از شبیه سازی عددی با نرم‌افزار تحلیلی آباکوس مقایسه می‌گردد. مدل تحلیلی ارائه شده در این پایان نامه برای تحلیل ضربه سرعت پایین بر روی ساندویچ پنل کامپوزیتی مدور با رویه‌های تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی FG با هسته هانی کمب از نوآوری‌های مطرح در این پایان نامه است.

علیرغم مزایای کامپوزیت های لایه‌ ای به دلیل مقاومت کم در برابر تنش های باقیمانده و الیه الیه شدن در فشارهای حرارتی زیاد، استفاده از آنها محدود شده است. سازه های ساندویچی کاندیدای مناسبی برای معرفی مواد کامپوزیتی پیشرفته مانند مواد مدرج هدفمند (FGM (و کامپوزیت های تقویت شده با الیاف هستند. لذا در این پژوهش به بررسی تحلیلی تیر ساندویچی با رویه های تقویت شده توسط نانو لوله های نیترید بور تحت بار حرارتی پرداخته می شود. برای این منظور در این پژوهش جهت شبیه سازی تیر در نرم افزار متلب، از تیر نیموشینکو یک سر گیردار استفاده شد که در آن هسته تیر از جنس فوم آلومینیومی و الیه ها از نوع صفحات آلومینیومی 1161 با خلوص2/99 درصد در نظر گرفته شد. همچنین جهت تعیین خواص الیه های تقویت شده از روش موری تاناکا بهره گرفته شد. و نیروهای نهایی بر اساس مدل مونتانیتی ارائه شده است. باتوجه به نتایج بدست آمده نیروی تخریب با افزایش ضخامت هسته افزایش می یابد ولی نرخ افزایش آن به ازای حاالت مختلف تیر ساندویچی، متفاوت است به گونه ای که در ضخامت برابر رویه در دمای محیط ، تیر با رویه تقویت شده از جنس نانو لوله های نیترید بور دارای مقاومت بیشتری می باشد. نیروی تخریب، وابستگی بسیار کمی به ضخامت رویه دارد. همچنین نیروی تخریب با افزایش ضخامت الیه ها افزایش می یابد ولی نرخ افزایش آن به ازای حاالت مختلف تیر ساندویچی، متفاوت است. به گونه ای که در ضخامت برابر در دمای محیط ، تیر با رویه تقویت شده از جنس نانو لوله های نیترید بور ازتغییرات کمتری برخوردار می باشد. همچنین با افزایش دما اختالف میان نیروهای تخریب کاهش می باید.

   از میان مواد مختلف ، پلیمرها به دلیل سبکی و دیگر خواص ویژه آنها ، جایگاه خاصی را در کاربردهای مختلف مهندسی یافته اند. جهت برطرف کردن برخی از ضعف های پلیمر، آنها را در قالب کامپوزیت یا نانو کامپوزیت ساخته و مورد استفاده قرار می دهند. گسترش مواد کامپوزیت پلیمری در صنایع ضرورت بررسی دقیق خواص این مواد را در شرایط مختلف بارگذاری از جمله مقاومت ضربه سرعت بالا طلب می.کند یکی از معایب رزین اپوکسی پخت شده، شکننده بودن آن است که مقاومتش را در مقابل ضربه کاهش میدهد برای حل این مشکل از عوامل چقرمه کننده در رزین استفاده می شود. روش های متداول چقرمه کردن پلیمرها عمدتاً باعث کاهش خواص مکانیکی مانند استحکام کششی می شود. در این پایان نامه اثر نانو ساختار G-POSS به عنوان عامل چقرمه کننده و تاثیر آن بر روی خواص مکانیکی رزین اپوکسی بررسی می گردد.   ، تاثیراضافه نمودن نانو ذرات G-POSS بر روی خواص مکانیکی و ضربه ای اپوکسی خالص و ترکیب اپوکسی و الیاف کربن بطور تجربی بررسی می شود و اثر اضافه نمودن درصدهای وزنی مختلف نانو ذره G-POSS روی خواص مکانیکی مانند مدول یانگ، تنش تسلیم و استحکام کششی و درصد افزایش طول و خواص ضربه ای مانند ماکزیمم نیروی تماسی، زمان تماس و ابعاد ناحیه دچار آسیب شده ترک در ماتریس و لایه لایه شده بررسی می گردد. نمونه هایی از این سازه های کامپوزیتی با درصد های مختلف نانو ذرات G-POSS با توزیع یکنواخت ساخته شده و آزمایش های کشش وضربه بر روی نمونه های موردنظر انجام می شود. . برای این منظور طی دو مرحله فرآیند اختلاط انجام میشود ابتدا ?? ساعت در دمای ?? درجه سانتی گراد با استفاده از همزن مغناطیسی و سپس به مدت ده دقیقه از روش ارتعاش فراصوت استفاده میگردد   سپس نمونه های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف کربن تک جهته در بستر رزین اپوکسی که قبلاً نانو ساختار GPOSS آن اضافه شده بود تهیه می گردد (مقادیر 5/0 ، 1 و 5/1در صد وزنی نانو ساختار به رزین اضافه شد). آزمون های کشش، و ضربه سرعت پایین بر روی نمونه ها انجام می گیرد. نتایج نشان می دهد که بهترین نتایج آزمون ضربه برای نمونه دارای 5/1 درصد وزنی GPOSS به دست می اید که حاکی از افزایش 7/26 درصدی جذب انرژی و بهترین نتایج آزمون کشش برای نمونه دارای 1 درصد وزنی G-POSS می باشد که حاصل آن افزایش 28درصدی استحکام کششی است   . بر اساس نتایج میتوان بیان کرد که نانو ساختارهای G-POSS گزینه ای مناسب برای تهیه ی نانو کامپوزیت ها با ویژگیهای منحصر به فرد هستند.

   در این پایان نامه ، تاثیراضافه نمودن نانو ذرات سیلیکا بر روی خواص مکانیکی و ضربه­ای در ترکیب اپوکسی و فایبر گلاس با الیاف ترکیبی سوزنی- صفحه­ای الیاف ذره­ای بطور تجربی بررسی شده است و اثر اضافه نمودن درصد وزنی %3 نانوسیلیکا بر روی خواص مکانیکی شامل مدول یانگ، استحکام کششی و درصد افزایش طول و خواص ضربه­ای شامل بیشینه نیروی تماسی، زمان تماس و ابعاد ناحیه دچار آسیب شده ( ترک در ماتریس و لایه لایه شده) بررسی و تحلیل شده است. الیاف شیشه بصورت صفحه­ای و سوزنی ترکیب شده و یک ورق کامپوزیتی جدید ساخته شده است. الیاف ذره­ای از جنس Mat بوده و به کمک آزمایش­های کشش، استحکام کششی، مدول یانگ، ازدیاد طول مشخص شدند. در واقع هدف این بوده است که با اضافه نمودن درصد وزنی خاصی از نانوسیلیکا در کامپوزیت­ یاد شده، مدول یانگ و استحکام کششی و همچنین ازدیاد طول در نقطه شکست دستخوش چه تغییری شده اند. علاوه بر آن بر اساس تکنیک هوش مصنوعی و بکارگیری ترکیب دوالگوریتم جستجوی پرواز و الگوریتم مبتنی بر یاددهی-یادگیری جهت آموزش شبکه­ی استنتاجی فازی- عصبی تطبیقی استفاده شده است. در واقع ترکیب دو الگوریتم مذکور به این علت صورت گرفت که الگوریتم جستجوی پرواز دارای یک ویژگی منفی بوده و آن هم افتادن در دام بهینه­های محلی[1] ولی در عین حال دارای سرعت همگرایی مناسبی جهت نیل به پاسخ بهینه بوده است. جهت رفع این مشکل، با الگوریتم دیگری که بزرگترین مزیت آن قدرت جستجوی آن و عدم به دام افتادن در نقاط بهینه محلی است ترکیب گردید. از ترکیب این دو الگوریتم، یک الگوریتم ترکیبی که دارای دو مزیت ویژه­ی سرعت همگرایی مناسب و قدرت لازم جهت عدم به دام افتان در نقاط بهینه محلی است، ایجاد شد. از این الگوریتم ترکیبی[2] بدست آمده، جهت آموزش شبکه­ی استنتاجی فازی- عصبی تطبیقی استفاده شده است. در نهایت، از شبکه ترکیبی مذکور جهت پیش بینی خواص مکانیکی و ضربه­ای کامپوزیت فوق ارائه استفاده گردیده است. [1] Local optimum [2] Combinatorial algorithm

لوله‌های فلزی از دیرباز به شکل گسترده‌ای در سازه‌های مهندسی استفاده شده‌اند. برای مثال در انتقال سیالاتی مانند نفت وآب یا ساخت پل‌، دکل‌، شاسی‌ خودرو، هواپیما، صنایع نظامی و... از لوله‌ها استفاده می‌شود. برای انتقال گشتاور نیز از لوله‌ در خودروها، ادوات صنعتی و دکل‌های حفاری و ... استفاده می‌شود. لذا به علت حضور پررنگ لوله‌های فلزی در صنایع مختلف، گاهی نیاز است با ایجاد تغییر شکل‌های موضعی، ابعاد هندسی سطح مقطع لوله را به تناسب وظیفه کاری تغییر داد. در این پایان نامه فرآیند فشردن موضعی جانبی لوله‌های جدار ضخیم به دو روش تجربی و شبیه‌سازی عددی بررسی شده است. در این فرآیند لوله به صورت افقی بین قالب‌های بالایی و پایینی قرار می‌گیرد. قالب ها استوانه‌ای شکل بوده و محورهای قالب ها و لوله بر هم عمود می‌باشند. برای بررسی رفتار تغییرشکل پلاستیک، دو نوع لوله از جنس آلومینیم با قطر خارجی یکسان و قطر داخلی مختلف انتخاب و از هر نوع سه نمونه مشابه ساخته شده است. رفتار تنش واقعی بر حسب کرنش واقعی ماده آلومینیم از آزمون کشش ساده استخراج شد. لوله‌ها به صورت افقی بر روی قالب ثابت پایینی مستقر شده و توسط قالب بالایی که به قسمت متحرک ماشین پرس متصل شده تحت نیروی فشاری قرار گرفته و دچار تغییرشکل پلاستیک می‌شوند. سپس ابعاد هندسی ناحیه تغییرشکل یافته لوله‌ها برای کورس‌های مختلف پرس اندازه‌گیری شده‌اند. شکل هندسی ناحیه تغییرشکل و داده‌های تجربی نیروی شکل‌دهی با نتایج شبیه سازی فرآیند در نرم افزار آباکوس مقایسه شده‌اند. بررسی و مقایسه نتایج حاصل از دو روش تجربی و شبیه‌سازی مشخص نمود که ابعاد ناحیه تغییر‌شکل یافته در هردو روش دارای تطابق خوبی هستند. نیروهای شکل‌دهی محاسبه شده توسط نرم‌افزار آباکوس با درصد اندکی مقادیر بیشتری را نسبت به مقادیر تجربی نشان می‌دهند که با توجه به شرایط مساله می‌توان اعتبار خوبی برای داده‌ها در نظر گرفت.  

   کاشت ایمپلنت دندانی به دلیل عدم پایداری مکانیکی مناسب در فصل مشترک استخوان - ایمپلنت   در برابر حرکتهای موضعی همیشه موفقیت آمیز نبوده است. به نظر میرسد هندسه ایمپلنت شامل طول، قطر، تعداد و عمق شیارها بر توزیع تنش ها و پایداری مکانیکی موثر باشند. هدف از این تحقیق بررسی اثر متغییر های هندسی ایمپلنت شامل تعداد، زاویه و طول شیارهای برشی عمودی ((Flute))   بر توزیع تنش و مقاومت به خستگی ایمپلنت دندانی با استفاده از روش المان محدود مطابق با استاندارد ISO14801 میباشد. به همین منظور یک ایمپلنت دندانی با برند تجاری(Straumann) انتخاب شد و به وسیله اسکن سه بعدی مدلسازی گردید. پس از آن تغییرات هندسی نظیر، طول شیار ها، زاویه های طولی و پیرامونی شیار و تعداد آنها در نمونه های متفاوت بر روی ایمپلنت اشترومن در نرم افزار مدلسازی (Solidworks) اعمال شد. سپس هر یک از آنها برای بررسی پایداری و ثبات ایمپلنت از طریق تحلیل توزیع تنش در نرم افزار المان محدود (Abaqus) شبیه سازی شدند. تحلیل خستگی جهت به دست آوردن نتایج تخمین عمر ایمپلنت دندانی   نیز پس از شبیه سازی نمونه ها در نرم افزار تحلیل عمر و خستگی (Fe-Safe)انجام شد. یافته های این پژوهش نشان داد، اثر متغییر های هندسی نظیر طول شیار روی ساق ایمپلنت، زوایای حضور آن و تعداد آنها بر روی عمر کلی ایمپلنت دندانی   و مقدار متوسط جابجایی ایمپلنت دندانی بعد از کاشت تاثیر گذار است. یافته ها نشان داد که، افزایش و یا کاهش طول شیار نسبت به مقدار موجود در ایمپلنت اشترومن اثر قابل توجهی بر پایداری ایمپلنت ندارد وطول شیار نمونه مرجع (ایمپلنت اشترومن) بیشترین مقدار عمر تخمین شده را نشان داد. کاهش زاویه در راستای عمق شیار   برشی موجب افزایش عمر   خستگی پرچرخه شد. اما افزایش زاویه در راستای عمق در شیار برشی نسبت به مقدار نمونه اصلی اثر مطلوبی بر عمر پرچرخه نداشت. ایجاد زاویه پیرامونی شیار ایمپلنت تا 12 درجه موجب ثبات و طول عمر بهتر نسبت به نمونه اصلی (مدل اصلی اشترومن که بدون زاویه است) میگردد. افزایش تعداد شیار برشی از سه به چهار عدد اثر چندانی بر عمر خستگی نداشت، اما با کاهش شیار برشی به دو عدد عمر خستگی کاهش یافت. در آخر مناسب ترین مقادیر متغییر های هندسی که دارای بیشترین میزان عمر خستگی و پایداری مکانیکی بودند در یک نمونه به صورت همزمان و با اعمال یک گشتاور 35 نیوتن.سانتی متری بر آباتمنت، شبیه سازی و تحلیل شدند ، که اثر نامطلوبی بر عمر خستگی این نمونه نداشت.

در این پایان نامه، ضربه سرعت پایین روی لوله­ فلزی با پوشش کامپوزیتی الیاف کربن پیچیده شده با پلیمر(CFRP) با روش شبیه ­سازی عددی و با نرم ­افزار آباکوس مدلسازی شده است و مقدار نیروی تماسی، جابه­ جایی در راستای شعاعی، تغییر شکل محل برخورد، کرنش پلاستیک، میزان آسیب لوله فلزی و تنش در شرایط بارگذاری ضربه­ ای سرعت پایین محاسبه و مقایسه شده است. در این پایان ­نامه در ابتدا برای صحه­ سنجی لوله کامپوزیتیCFRP   حاضر تحت ضربه سرعت پایین با نتایج تحلیلی و اجزا محدود حاصل از کار های پیشین مورد مقایسه قرار گرفته است. سپس با استفاده از نرم ­افزار المان محدود لوله فلزی ساده و لوله فلزی با پوشش الیاف کربن پیچیده شده با پلیمر مدلسازی می­گردد و معیار شکست مناسب جهت پیش بینی شکست ناشی از ضربه سرعت پایین بر روی نمونه مورد بحث به کار گرفته می شود.نتایج به دست آمده نشان می دهد که لوله فلزی با پوشش CFRP بنا به جذب انرژی جنبشی ضربه ­زننده توسط لایه کامپوزیتی دارای تغییر شکل ، تنش ،آسیب کمتری نسبت به لوله فلزی ساده می­باشد و نیز در حالتی که پوشش کامپوزیتی بر روی لوله قرار می گیرد به صورت موضعی نیروی تماسی در لایه کامپوزیتی افزایش خواهد یافت و این مهم باعث می شود که مقدار انرژی وارد به لوله فولادی کاهش یابد. نتایج موید آن است که در لوله فلزی ساده در اثر ضربه سرعت پایین ناحیه گسترده­ تری دچار تغییرشکل پلاستیک نسبت به لوله فلزی با پوشش کامپوزیتی می­شود.

 لوله های جدار نازک فلزی پر شده با متال فوم ، به عنوان جاذب های انرژی جدید در برخورد سرعت پایین مورد استفاده قرار می گیرند که با جذب انرژی ناشی از برخورد، دچار خمش و لهیدگی شده و انرژی جنبشی ضربه زننده را جذب می کنند. در این پژوهش به تحلیل ضربه سرعت پایین روی لوله های مدور پر شده با متال فوم و تعیین میزان جذب انرژی ناشی از برخوردپرداخته شده است. برای این منظور از نرم افزار اجزا محدود آباکوس استفاده شده است و نتایج مدلسازی با کارهای انجام شده قبلی مقایسه و از صحت مدلسازی اطمینان حاصل شده است. در ادامه ده مدل مختلف برای برخورد ضربه زن به لوله در نظر گرفته شده است. نتایج تنش، کرنش پلاستیک، نمودار نیرو تغییر مکان، نمودار نیرو تغییرمکان بی بعد و میزان انرژی جذب شده استخراج و مورد بحث قرار گرفته است. پارامتر های مورد بررسی در این پژوهش شامل شعاع لوله، ضخامت لوله، طول لوله، محل برخورد ضربه زن به لوله، اثر فوم و جنس لوله می باشد. با بررسی نتایج مشخص گردید با افزایش شعاع و ضخامت لوله و با کاهش طول آزاد لوله میزان انرژی جذب شده افزایش و عملکرد ضربه ای لوله بهتر می شود. همچنین مشخص گردید میزان انرژی جذب شده ناشی از برخورد در لوله پر شده با فوم نسبت به لوله بدون فوم افزایش داشته است. در ادامه با کدنویسی در نرم افزار متلب به بررسی مقادیر تغییرمکان محلی در پنج مدل مشخص پرداخته شده و نتایج به دست آمده با نتایج به دست آمده از مدلسازی مقایسه گردیده است. مشخص گردید متوسط اختلاف نتایج به دست آمده برای تغییر مکان محلی از مدلسازی اجزا محدود و معادلات تحلیلی برابر 5/3 %می باشد

در این پایان نامه به بررسی خواص مکانیکی نانو کامپوزیت تابعی اپوکسی تقویت شده با نانو ذرات سیلیس پرداخته شده است. در بسیاری از کاربرد های مهندسی مواد مرکب به دلیل مزایایی چون استحکام وسختی به وزن زیاد، مقاومت خستگی، مقاومت خوردگی و به ویژه خواص ضربه ای مناسب به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. در سال های اخیر استفاده از نانو مواد بهمنظور افزایش خواص مکانیکی مورد توجه قرار گرفته است . نانو ذرات سیلیس به عنوان پر کننده پوششی برای تهیه تقویت کننده های نانو کامپوزیتی پایه اپوکسی استفاده می شود. جهت بررسی عملکرد تاثیر میزان نانو ذرات سیلیس نمونه هایی با درصد های وزنی مختلف با توزیع یکنواخت و همچنین نمونه با توزیع تابعی ساخته شده است . در ادامه نمونه ها تحت آزمایش تست کشش قرار گرفته و نتایج حاصل از آن جهت بررسی خواص مکانیکی از جمله مدول یانگ ، چقرمگی و... مورد تحلیل   قرار گرفته است. همچنین با تهیه عکس های SEM کیفت ساخت ونحوه توزیع مناسب نانو ذرات سیلیس مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به بررسی عکس ها، آگلومره شدن یا کلوخه شدن ذرات در نمونه های با توزیع یکنواخت مشخص شده ودر نمونه تابعی نیز میزان پیوستگی مرزلایه ها مشخص گردیده است. همچنین در بررسی تحلیلی این تحقیق از نرم افزار آباکوس استفاده شده است . در این نرم افزار پس ازتعریف خصوصیات نانو کامپوزیت تقویت شده با نانو ذرات سیلیس و مش بندی لازم به تجزیه و تحلیل نتایج آزمایش تست کشش پرداخته شده است. در پایان، نتایج بدست آمده از مدلسازی با نرم افزار آباکوس با نتایج تجربی مقایسه گردیده و دقت آن مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی نتایج بهبود خواص مکانیکی مشاهده می شود، با افزایش درصد وزنی نانو ذرات سیلیس میزان مدول یانگ افزایش می یابد.مقدار مدول یانگ نمونه تابعیکه خود ترکیبی از نمونه های با درصد های وزنی یکنواخت می باشد، نسبت به نمونه های با توزیع یکنواخت بیشتر است. در بررسی مقدارچقرگی، نمونه تابعی مقداری بیش از هریکاز نمونه های با توزیع یکنواخت دارد و نتایج حاصل از چقرمگی در هر دو حالت تجربی ومدلسازی اختلاف جزیی دارند.   

  در این پایان نامه پاسخ دینامیکی تیر ساندویچی با رویه های تقویت شده با نانو لوله کربنی و هسته فوم روی تکیه گاه ویسکوالاستیکتحت ضربه عمودی سرعت پایین در وسط رویه بالایی بررسی شده است. در این تحقیق به ارائه یک مدل تحلیلی برای مدلسازیغیرخطی جهت محاسبه میزان خیز و لهیدگی ورق و نیز مقدار نیروی تماسی اعمال شده به ورق برحسب زمان می گردد. تیر از نوعساندویچ پنل با رویه کامپوزیت نانولوله و دارای هسته از جنس فوم می باشد. در فرمول بندی استفاده شده با به کارگیری روابط تنش-کرنش و کرنش-جابجایی و با استفاده از شرایط سلزگاری، میدان جابجایی مشخص شده است، برای مدل سازی نیروی ضربه از مدلدو درجه آزادی جرم-فنر استفاده شده و از اصل همیلتون برای تعیین معادلات حاکم برای مسئله به کاربرده شده است. به منظور صحتسنجی نتایج حاصل از تحلیل، از نتایج مقالات و پژوهش های گذشته و هم چنین شبیه سازی عددی با نرم افزار آباکوس استفاده شدهاست.برای ساندویچ تیر تاثیر پارامترهای سرعت و جرم ضربه زننده ، مدول الاستیسیته هسته و ضخامت هسته بر روی خیزمرکزی ونیروی تماسی مورد بررسی قرار گرفته است. برای ساندویچ تیر، افزایش جرم و سرعت ضربه زننده و مدول الاستیسیته هسته باعثافزایش خیزمرکزی و نیروی تماسی و هم چنین افزایش ضخامت هسته باعث کاهش خیزمرکزی و نیروی تماسی می گردد.

آهنگری یکی از فرآیندهای شکل دهی حجمی است که در قرون گذشته به‌عنوان فرآیندی مهم در شکل دهی فلزات مورداستفاده قرارگرفته است. در این فرآیند مانند سایر فرآیندهای شکل دهی فلز، محاسبه ی نیرو و فشار لازم برای شکل‌دهی قطعه‌ی مورد نظر دارای اهمیت است. این پایان نامه به بررسی تجربی و عددی فرآیند آهنگری قالب باز میله دو فلزی با قالب های بالا و پایین تخت می پردازد. میله دو فلزی متشکل از یک استوانه توپر از جنس مس و استوانه تو خالی از جنس آلومینیم بوده که استوانه توپر توسط پرس داخل استوانه تو خالی رانده شده است. تعداد چهار عدد میله دو فلزی با ابعاد هندسی و ماده های یکسان ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته اند. میله ها به صورت افقی بین قالب‌های تخت فولادی قرار داده شده و با دستگاه پرس برقی تحت تغییر ارتفاع‌های مختلف با شرایط آزمایشگاهی (دمای انجام آزمایش 24 درجه سلسیوس، عدم استفاده از روانکار بین سطوح و سرعت حرکت قالب فوقانی 0.5 میلی‌متر بر دقیقه) قرار گرفته و نمودار نیرو-جابجایی نمونه ها ثبت شده اند. برای تعیین مشخصات مکانیکی مواد مس و آلومینیم، از آزمایش کشش ساده استفاده شده است. نتایج تحلیل، با داده‌های به‌دست‌آمده از روش اجزاء محدود (نرم‌افزار آباکوس) مقایسه شده‌اند. هدف از انجام این پایان‌نامه، بررسی و تحقیق در مورد نسبت میزان تاثیر تغییر ارتفاع بر ابعاد قطعه کار و نیروی شکل دهی است. نتایج نشان دادند که تطابق قابل‌قبولی بین پیش بینی های تحلیلی و نتایج شبیه‌سازی وجود دارد به گونه ای که در میزان تغییر قطرهای کمتر از 10 درصد قطر میله اولیه، نیروها و ابعاد مقطح میله تغییرشکل یافته حاصل از شبیه سازی و داده های تجربی همخوانی خوبی داشته و میزان خطا کمتر از 1 درصد می باشد.

   در این پایان نامه مدل تحلیلی جدیدی ارائه شده است که ضربه سرعت پایین را روی تیرهای ساندویچی با رویه‌های گلار و هسته فوم مدل سازی کرده و عیوب ناشی از برخورد را پیش‌بینی نموده است. رویه‌های بالایی و پائینی تیر مورد بررسی، از چند لایه کامپوزیت الیاف – فلز از نوع گلار تشکیل شده است. از مدل جرم و فنر به منظور شبیه سازی تغییر شکل سراسری ورق و از قانون تماس هرتز برای تحلیل لهیدگی محل برخورد ناشی از ضربه استفاده شده است. با محاسبه انرژی الاستیک رویه‌ها، انرژی صرف شده در لهیدگی هسته و کار نیروی خارجی، انرژی پتانسیل سیستم محاسبه شده و با کمینه سازی آن، نیروی تماسی بصورت تابعی از لهیدگی محل برخورد محاسبه شده است. معادلات حاکم بر مسئله به روش عددی - تحلیلی حل شده و نیروی تماسی، تغییر شکل سراسری و لهیدگی محل برخورد به صورت تابعی از زمان محاسبه گردیده است. سپس جهت بررسی و تعیین شرایط ایجاد آسیب در تیر کامپوزیتی، نیروهای آستانه برای ایجاد لایه لایه شدن رویه بالایی (جدا شدن لایه آلومینیوم از لایه الیاف) و نیز نیروی آستانه برای ایجاد دباندینگ ( جدا شدن هسته از رویه) محاسبه شده و شرایط ایجاد آسیب بررسی شده است. جهت صحه گذاری مدل تحلیلی، نتایج مدل تحلیلی با نتایج شبیه سازی فرایند با نرم‌افزار آباکوس (بدون در نظر گرفتن آسیب ناشی از برخورد) مقایسه شده است. در مرحله بعد بررسی پارامتریک مدل تحلیلی انجام شده است که در آن اثرتغییر جرم و سرعت ضربه زننده، اثر تغییر جنس رویه‌های تیر (مقایسه رویه کامپوزیتی با رویه الیاف-فلز گلار) و اثر تغییر ضخامت هسته بر روی نیروی تماسی و جابجایی تیر بررسی شده است. در پایان، به بررسی اثر ضخامت رویه بر روی بار آستانه آسیب‌های لایه لایه شدن و دیباندینگ، پرداخته شده است.

چکیده  فورجینگ یکی از فرآیندهای شکل­دهی حجمی است که در قرون گذشته به عنوان فرآیندی مهم در شکل­دهی فلزات مورد استفاده قرار گرفته است. نکته مهمی که در فرآیندهای فورجینگ حائز اهمیت است محاسبه­ ی نیرو و فشار لازم بهجهت شکل دهی قطعه ی مورد نظر است. در این رساله فرآیند فورجینگ قالب باز یک بیلت با مقطع دایره­ای طویل تحلیل و شبیه سازی شده است. تحلیل به دو روش انجام شده است، روش تعادل نیروها و روش کرانه بالایی. درروش تعادل نیرو ابتدا یک مدل تغییرشکل ارائه­ شده است که براساس آن معادلات حاکم بر روش تعادل نیرو قابل بیان هستند و در انتها نیروی مورد نیاز برای انجام فرآیند محاسبه شده است. به منظورتحلیل فرآیند به روش کرانه­ بالایی، ماده تحت تغییر شکل به سه ناحیه تقسیم بندی شده است. این نواحی با مرزهای برشی، از یکدیگر جدا شده اند. مدل تغییرشکل در این روش توسط یک معادله دو مجهول بیان شده است. که در شرایط عادی این معادله قابل حل نیست اما در تحلیل بیان شده این معادله با بهینه سازی نیرو حل شده است. در ناحیه اول از دستگاه مختصات کارتزین، و نیز در تحلیل ناحیه دوم از دستگاه مختصات استوانه­ای استفاده شده است. ناحیه سوم به صورت ناحیه مرده مدل شده است به این معنی که در این ناحیه ماده هیچ حرکتی ندارد. سپس یک میدان سرعت مجاز شامل مولفه­های افقی و نرمال برای ناحیه اول و یک میدان سرعت مجاز شامل مولفه­های شعاعی و محیطی برای نواحی تغییرشکل اول و دوم توسعه داده شده است. مولفه های نرخ کرنش محاسبه و رابطه­های ریاضی برای عبارت­های توان­های داخلی، برشی و اصطکاکی به دست آمده اند. با محاسبه توان­ها و بهینه­سازی نیرو، شکل هندسی و همچنین نیروی مورد نیاز برای انجام فرآیند تخمین زده شده است. نتایج تحلیل، با داده های به دست آمده از روش اجزاء محدود (نرم افزار دیفرم) مقایسه شده اند. نتایج نشان دادند که تطابق قابل قبولی بین پیش ­بینی­ های تحلیلی و نتایج شبیه سازی وجود دارد. و همچنین تاثیر ثابت اصطکاک در تغییرشکل های کوچک برمقدار نیرو ناچیز است. این راه حل را می توان در کاربردهای صنعتی برای ارزیابی بارمورد نیاز برای تغییرشکل قطعات طویل با مقاطع دایره­ای مورد استفاده قرار داد. که مشخص بودن این موضوع یک امر ضروری برای انتخاب دستگاه تغییرشکل با ظرفیت کافی است.    کلمات کلیدی: فورجینگ قالب باز، کرنش صفحه ای، روش تعادل نیروها  

امروزه لوله های درزجوش مارپیچی (اسپیرال) به طور گسترده در صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند و روش جوشکاری قوسی زیرپودری متداولترین روش در جوشکاری لوله های قطور خصوصا لوله های اسپیرال می باشد. مهم ترین نقطه ضعف این لوله ­ها وجود تنش پسماند بالا است که طی فرآیند ساخت در آن ها ایجاد می شود. تنش پسماند باعث کاهش مقاومت لوله شده و به پیدایش پدیده های مخرب همچون ترک خوردگی تنشی کمک می کند. در سال های اخیر روند استفاده از شبیه سازی اجزا محدودی به منظور بررسی تنش پسماند به دلیل دقت مناسب وهزینه پایین آن افزایش چشمگیری یافته است. در پایان نامه پیش رو جوشکاری زیرپودری دو الکتروده لوله اسپیرال X70 با استفاده از نرم افزار اجزا محدود آباکوس شبیه سازی شده و تنش های پسماند و اعوجاج لوله مورد بررسی قرار می ­گیرد. قوس جوشکاری بصورت یک منبع حجمی متحرک و با استفاده از مدل دوبیضوی گلداک مدلسازی شده است. اعمال شار حرارتی در آباکوس با استفاده از زیربرنامه DFLUX و در زبان FORTRAN انجام می ­شود و همچنین خواص ترموفیزیکی و مکانیکی فولاد X70 بصورت وابسته به دما می باشد. روش حل مدل اجزا محدودی بصورت غیرمستقیم است بدین صورت که تحلیل های حرارتی و مکانیکی جداگانه انجام می شوند و خروجی تحلیل حرارتی به عنوان بارگذاری اولیه در تحلیل مکانیکی استفاده می شود. با بررسی نتایج شبیه سازی مشخص شد که تنش پسماند کششی در اطراف نواحی جوشی دارای مقادیر بالایی است و به منظور جلوگیری از آسیب احتمالی لوله در آینده بایستی آن را کاهش داد. در بخش پایانی پایان نامه آزمایش هیدرواستاتیک برای لوله اسپیرال شبیه سازی می ­شود و نتایج حاکی از آن بود که تست هیدرواستاتیک به طرز چشمگیری مقادیر تنش پسماند و اعوجاج را کاهش می دهد. با مقایسه تنش پسماند در مدل اجزا محدود و نتایج عملی مشخص شد که شبیه سازی انجام شده از تطابق خوبی با واقعیت برخوردار است. واژه‌های کلیدی: تنش پسماند-اعوجاج-جوشکاری قوسی زیرپودری-لوله ­های اسپیرال   

کامپوزیتهای فلزی پلیمری یونی (IPMCS)   یکی از انواع پلیمرهای الکترواکتیو یونی می­باشند که در اثر تحریک الکتریکی حرکت خمشی ایجاد می کنند. وزن کم، مقاومت الکتریکی پایین، عملکرد مناسب در شرایط مرطوب، قابلیت تکرار پذیری زیاد و قابلیت تولید در مقیاس میکرومتر از ویژگیهای بارز این گونه مواد در مقایسه با دیگر مواد هوشمند است. باتوجه به ساختار پیچیده و چند حوزه­ای این نوع عملگرها، مدل کردن آنها بر اساس قوانین فیزیکی کار بسیار پیچیده و طاقت فرسایی است. در این پایان نامه ابتدا به بررسی فرآیند ساخت عملگرهای تخت از جنس IPMC خواهیم پرداخت. سپس با ارائه یک مدل توزیع یافته الکتریکی RC، رابطه­ای تحلیلی از تغییرات امپدانس الکتریکی و مدل تحریک عملگر براساس پارامترهای الکتریکی استخراج می شود. در مقایسه با مدلهای فیزیکی موجود، در مدل حاضر با جایگزینی دینامیک یون با خازن های توزیع یافته، رابطه ای به مراتب ساده تر ولی با همان اثر دینامیکی استخراج می­شود. در بخش کنترل، باتوجه به عدم قطعیت های موجود در سیستم با استفاده از تئوری فیدبک کمی یک کنترلر مقاوم جهت کنترل موقعیت عملگر طراحی می­شود.

چکیدهدر سالهای اخیرکامپوزیتها به دلیل دارا بودن استحکام زیاد نسبت به وزن پایین، در صنایع مختلفی از قبیل خودروسازی و هوافضا کاربرد گستردهای پیداکردهاست. در مقابل با توجه به پایین بودن میزان استحکام فاز ماتریس در مقایسه با فلزات، تقویت آنها ضروری میباشد. با توجه به این موضوع امروزه استفاده از نانوساختارها که دارای ویژگیهای مکانیکی، حرارتی، شیمیایی و الکتریکی بالایی هستند، مورد توجه قرار گرفته است. نانوصفحات گرافن نمونهای از نانوساختارهای جدید هستند که خواص منحصر به فرد مکانیکی و حرارتی، آنها را به یک تقویت کننده خوب برای کامپوزیتها تبدیل کرده است. در این پایاننامه، مدلسازی تحلیلی برای پاسخ دینامیکی چند لایههای کامپوزیتی تقویت شده با نانوصفحات گرافن تحت بار ضربه ای سرعت پایین ارائه میشود. نانوصفحات گرافن تقویت کننده به شکل یکنواخت در جهت ضخامت چند لایه توزیع شدهاند و توزیع نسبت به سطح میانی صفحات متقارن است. خواص مکانیکی چند لایههای کامپوزیتی تقویت شده با نانوصفحات گرافن بوسیله مدل میکرومکانیکی رول-میکسچر تخمین زده شدهاند. یک مدل تحلیلی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی     و مدل جرم و فنر برای شبیهسازی بار ضربهای سرعت پایین روی چند لایههای کامپوزیتی مستطیلی با تکیهگاههای ساده تقویت شده با نانوصفحات گرافن ارائه شده است. جهت حل معادلات حرکت از سریهای فوریه که یک روش حل دقیق میباشد، استفاده شده است. در بخش مطالعه پارامتری کار تاثیر پارامترهای مختلف مانند سرعت اولیه ضربه زننده، درصد جرمی نانوصفحات گرافن و نسبت طول به عرض نانوصفحات روی رفتار ضربه سازههای چند لایه کامپوزیتی بررسی شده است. برای مدل تحلیلی ارائه شده، نیروی تماسی، خیز ورق، میدان تنش و کرنش محاسبه شده و نتایج حاصل از مدل تحلیلی در پیش بینی نیروی تماسی و خیز با نتایج تحلیلی سایر محققان مقایسه وصحهگذاری شده است. نتایج نشان میدهند که درصد جرمی نانوصفحات گرافن تاثیر به سزایی روی پاسخ ضربه چند لایه کامپوزیتی دارد بطوریکه با افزایش درصد جرمی از 0.25% به 1.00% مقدار نیروی تماسی بین ضربهزننده و چند لایه حدود 40 درصد افزایش و خیز مرکز چند لایه نیز بیشتر از 60 درصد کاهش را نشان میدهند.کلمات کلیدی: صفحات کامپوزیتی- نانوصفحات گرافن- ضربه سرعت پایین

  محاسبه تنش های پسماند و اعوجاع در جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 2024بروش شبیه سازی عددی اویلری-لاگرانژی

هستند.  

تولید نانو ساختارهای ابر آب گریز جهت پوشش دهی پارچه های مختلف برای جداسازی آب و روغن

تحلیل فرآیند کشش سیم با لحاظ ناحیه تغییر شکل آزاد

سازه های ساندویچی به دلیل دارا بودن مزایایی همچون استحکام بالا، سبکی و خواص مقاوم به ترک، امروزه بطور وسیعی درصنایع، هواپیماسازی، موشکی، دریایی، و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به همین منظور، در این پایان نامه مدل‌سازی تحلیلی و شبیه‌سازی عددی بار ضربه‌ای سرعت پایین   روی ساندویچ تیرها با هسته ضخیم و رویه های فلزی صورت گرفته است. هدف نهایی این پایان نامه به­دست آوردن   روند تغییر شکل پلاستیکی رویه بالایی در استحکام­های مختلف هسته تیر ساندویچی، و   همچنین محاسبه جابجایی عرضی رویه پایینی ساندویچ تیر که تحت اثر ارتعاش الاستیک قرار دارد، می­باشد. در قسمت مدل سازی تحلیلی با استفاده از روش گالرکین معادلات حاکم بر خیز، سرعت و شتاب تیر ساندویچی استخراج می­شود. در ادامه برای مدل­سازی تحلیلی بار ضربه‌ای سرعت پایین   روی ساندویچ تیر از نرم افزار متلب و همچنین جهت شبیه­سازی عددی این فرایند از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. در مدل­سازی تحلیلی و شبیه­سازی عددی، سه محل برای اعمال بار ضربه­ای با در نظر گرفته می­شود. این سه محل به ترتیب درفاصله 30 سانتیمتری از انتهای آزاد تیر، وسط تیر و فاصله 30 سانتیمتری از محل تکیه گاه تیر ساندویچی می­باشند. در قسمت نتایج پروفایل نهایی رویه بالایی برای سه محل اعمال بار ضربه­ای در مدل سازی تحلیلی و شبیه­سازی عددی مقایسه گردیده است. در بخش بعدی به مقایسه میزان انحراف رویه بالایی در جرم و سرعت­های مختلف ضربه­زننده برای سه محل اعمال بار ضربه­ای برای حالت مدل سازی تحلیلی و شبیه­سازی عددی پرداخته شده است. در انتها به مقایسه اثر استحکام هسته، عرض ضربه زننده روی شکل پروفایل نهایی ساندویچ تیر برای سه محل اعمال بار ضربه­ای می­پردازیم.  

چکیده طی فرآیند نورد، ضخامت ورق فلز با عبور از فضای بین دو غلتک، کاهش می‌یابد. محورهای غلتک‌ها با هم موازی بوده و در خلاف جهت هم دوران می‌نمایند. با توجه به شرایط هندسی و فیزیکی، این فرآیند به دو صورت نورد متقارن و نامتقارن دسته‌بندی شده است. در فرآیند نورد نامتقارن، شعاع‌های غلتک‌ها، سرعت محیطی آن‌ها یا شرایط اصطکاکی بین غلتک‌های بالایی و پایینی با ورق فلز ممکن است یکسان نباشند. مهم‌ترین مزیت این فرآیند نسبت به حالت متقارن، کاهش گشتاور لازم و همچنین کاهش نیروی بین غلتک‌ها بوده و مهم‌ترین نتیجه نامطلوبی که در انجام این فرآیند ممکن است رخ دهد، خروج انحنادار و خم شدن ورق به هنگام ترک ناحیه تغییرشکل می‌باشد. در این پایان‌نامه فرآیند نورد سرد نامتقارن ورق فلز به دو صورت تحلیلی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در تحلیل، روش کرانه بالایی به کار گرفته شده است. ماده صلب-پلاستیک فرض شده و قوس‌های تماس غلتک‌ها با ورق با وترهای نظیر آن‌ها جایگزین شده‌اند. منطقه تغییرشکل به سه ناحیه تقسیم شده و با ارائه یک میدان سرعت برای هر ناحیه توان‌های برشی، اصطکاکی، تغییرشکل داخلی و توان کل محاسبه شده‌اند. اثر عوامل نامتقارنی نظیر یکسان نبودن شعاع دو غلتک، متفاوت بودن سرعت‌های زاویه‌ای غلتک‌ها، برابر نبودن شرایط اصطکاکی ورق با غلتک بالا و پایین بر توان کل و گشتاور لازم، نیروی جدا کننده غلتک‌ها و شعاع انحنای ورق خروجی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. تحلیل عددی فرآیند نورد سرد نامتقارن ورق، به کمک نرم افزار دیفرم که در زمینه شکل‌دهی بسیار کارآمد می‌باشد انجام شده است. در ادامه به منظور بهینه‌سازی فرآیند، در محیط نرم افزار متلب برنامه‌ای نوشته شده که با کمینه کردن مقدار توان کل فرآیند و پس از اجرای آن مقادیر بهینه پارامترها در این فرآیند به‌دست آمده که به‌ازای این جواب‌های بهینه، مقدار نیروی نورد کمینه شده است. در پایان نتایج تحلیل، با نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی سایر محققان و نتایج شبیه سازی اجزا محدود و همچنین نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده‌اند. مقایسه‌های انجام شده این تحلیل با مقادیر آزمایشگاهی حاکی از آن است که تحلیل‌های صورت گرفته در این پایان‌نامه، در اغلب شرایط مسائل را بهتر از مدل‌های سایر محققان پیش‌بینی می‌کند. لذا در آخر با اعتماد به روش حاضر، به بررسی و تحلیل نقش پارامترهای مذکور به کمک کرانه بالایی پرداخته شده و اثر سرعت زاویه‌ای، شعاع غلتک‌ها و فاکتور اصطکاک غلتک بالا و پایین، درصد کاهش ضخامت و ضخامت اولیه ورق ورودی مورد بررسی قرار گرفته‌اند.  واژه‌های کلیدی پایان‌نامه:نورد نامتقارن، کرانه بالایی، کرنش صفحه‌ای.  

   در این پژوهش کاتالیست Mn-Na2WO4/H-ZSM-5   با نسبت هایMn 2% وNa2WO4 5%به عنوان کاتالیست در فرایند زوج شدن اکسایشی متان (OCM)   استفاده شده است. گزینش پذیری،تبدیل   متان و بازده محصولات C2+   در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. پایه H-ZSM-5 توسط روش هیدروترمال ساخته شده است .آنالیزTGA،SEM وEDX برای بررسی خواص این کاتالیست به کار برده شد. اندازه گیری نشان می دهد با استفاده از این کاتالیست گزینش پذیری به میزان 65، 53%،درصد تبدیل متان به میزان 25، 51% و بازده محصولات C2+ به میزان 5،27%در دمای واکنش 800 C می رسد.کلمات کلیدی: کاتالیست Mn-Na2WO4، OCM، H-ZSM-5 ،هیدروترمال   وتولید اتیلن

شبیه سازی رشد ترک در چدن نشکن آستمپر شده تحت سایش خستگی

تحلیل بار ضربه ای روی تیرهای ضخیم ساخته شده از مواد هدفمند با در نظر گرفتن میدان دمایی

  هدف از انجام این پژوهش بررسی رفتار استاتیکی و دینامیکی یک استوانه‏ پیزوالکتریک تحت بارگذاری‏ها و شرایط مرزی متنوع می‏باشد. که فرض شده است خواص این استوانه با استفاده از قانون توانی توزیع مواد به صورت تدریجی و پیوسته هم در راستای شعاعی و هم در راستای محوری تغییر می‏کند. پیزوالکتریک‏های PZT-4، PZT-8، PZT-5A و PZT-5H به عنوان پایه‏های تشکیل دهنده این استوانه در نظر گرفته شده‏اند. منظور از تحلیل رفتار استاتیکی بررسی کمانش سازه تحت بار حرارتی می‏باشد و منظور از تحلیل رفتار دینامیکی بدست آوردن فرکانس‏های طبیعی و مود شیپ‏ها تحت ارتعاشات آزاد و بدست آوردن میدان جابجایی و الکتریکی استوانه تحت ارتعاشات اجباری می‏باشد. در این پژوهش برای استخراج معادلات دینامیکی حاکم بر ارتعاشات استوانه از اصل همیلتون و برای حل معادلات و بدست آوردن میدان جابجایی و پتانسیل الکتریکی از ترکیب روش تحلیلی و روش المان محدود طیفی استفاده شده است. بدین صورت است که برای تغییرات در راستای   از بسط فوریه به عنوان یک روش تحلیلی و برای تغییرات در راستای   و   از روش المان محدود طیفی به عنوان یک روش عددی استفاده شده است. این روش امکان تحلیل سه‏بعدی سازه را فراهم کرده است. علاوه بر این با وجود بزرگ نبودن تغییر شکل‏ها، برای دیدن اثرات حرارتی در ماتریس سختی از تئوری الاستیسیته سه بعدی غیرخطی برای بیان رابطه بین کرنش و میدان جابجایی استفاده شده است. و برای حل معادلات دیفرانسیلی مربوط به ارتعاشات اجباری نیز از روش نیومارک استفاده شده است که در مساله ارتعاشات اجباری، دمپینگ رایلی برای سازه در نظر گرفته شده است. در نهایت نیز در هر مرحله تاثیر پارامترهای مختلفی مانند ضخامت استوانه، شاخص‏های قانون توانی مواد، بار حرارتی و انواع مختلف شرایط مرزی بر رفتار ارتعاشاتی سازه بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می‏دهند که با افزایش شاخص‏های قانون توانی فرکانس‏های طبیعی سازه افزایش می‏یابد و با افزایش ضخامت سازه نیز سختی سازه و فرکانس‏های طبیعی آن بیشتر می‏شود. بیشتر شدن سختی سازه موجب افزایش دمپینگ رایلی می‏گردد و بیشتر شدن دمپینگ رایلی نیز باعث کوچکتر شدن زمان نوسانات می‏شود. از طرف متغیر بودن خواص در طول سازه، موجب می‏شود که منحنی‏های جابجایی و پتانسیل الکتریکی دیگر به شکل متقارن نباشند. علاوه براین نتایج نشان می‏دهند که اگر بارگذاری از حالت متقارن خارج شود، مودهای پادمتقارن نیز در سازه به وجود خواهند آمد و حتی ممکن است که سازه دچار پیچخوردگی شود و تاب بردارد. نمودارهای مربوط به اثر بار حرارتی نیز نشان می‏دهند که با افزایش دما سازه، فرکانس‏های طبیعی آن کاهش می‏یابند.

شبیه سازی فرآیند نورد نامتقارن ورق های فلزی به روش اجزائ محدود

مدلسازی تحلیلی بار ضربه ای سرعت پایین روی صفحات ساندویچی مدور گلار – فوم

  در این پایان‌نامه، مدلسازی تحلیلی و شبیه­سازی عددی از رفتار صفحات ساندویچ کامپوزیتی تحت اثر ضربه سرعت پایین ارائه شده و نحوه تغییر شکل و توسعه عیوب ناشی از برخورد در شرایط بارگذاری ضربه ای مختلف، بررسی می­گردد. صفحات ساندویچ کامپوزیتی به صورت چند لایه‌ای و شامل یک هسته از جنس فوم و صفحات زیری و رویی  کامپوزیتی، از جنس گرافیت-اپوکسی می­باشند. در بخش اول، از مدلسازی تحلیلی بار ضربه­ای سرعت پایین، روی صفحات ساندویچ کامپوزیتی، با استفاده از مدل جرم و فنر دو درجه آزاد، برای محاسبه­ی نیروی تماسی استفاده شده است و نیروی تماسی بین صفحه و ضربه‌زننده با توجه به قانون تماس هرتز تعریف شده است.   سختی فنری محل تماس، و سختی­های فنری خمشی و برشی ساندویچ پنل محاسبه گردیده است. سختی فنر با تقسیم کردن پنل به دو منطقه‌ی آسیب­‌دیده و بدون آسیب مورد بررسی قرار می گیرد و مقادیر این سختی­ها، با گذشت زمان تغییر می­کنند. جهت حل معادلات حرکت از روش حل دقیق FSDT استفاده شده است و با استفاده از معادلات انرژی شعاع منطقه­ی آسیب دیده محاسبه می­‌گردد.   در بخش دوم، مدل­سازی تحلیلی بار ضربه‌ای سرعت پایین روی صفحات ساندویچ کامپوزیتی بدون در نظر گرفتن آسیب بررسی می‌شود و با حالتی که آسیب در نظر گرفته شده است مقایسه می‌گردد.در بخش بعدی فرآیند ضربه در صفحه‌ مذکور برای حالتی که آسیب در نظر گرفته نشده است، در نرم افزار آباکوس، شبیه‌سازی گردیده و جهت صحت ‌سنجی مدل‌سازی انجام شده، تاریخچه‌ی نیروی تماسی و جابه‌جایی مرکز صفحه، حاصل از مدل‌سازی تحلیلی و نرم افزار آباکوس مقایسه شده است.در بخش بعدی به تعیین اثرات جرم و سرعت ضربه زننده و ضخامت هسته بر روی مقادیر نیرو و خیز پرداخته می‌شود.در انتها برای تعیین آسیب ناشی از برخورد، نیروی آستانه برای شروع ترک در ماتریس، جدا‌‌شدن لایه‌ها از هم، پاره‌شدن الیاف و جدا‌شدن صفحه رویی وزیری از هسته، از روشهای نیمه‌تجربی موجود محاسبه شده و برای تعیین عیوب رخ داده با نیروی تماسی محاسبه گردیده از مدل جرم و فنر مقایسه می‌گردد. واژه های کلیدیضربه‌ی سرعت پایین، صفحات ساندویچی، کامپوزیت، آسیب  

شبیه سازی لوله های مخروطی پر شده از فوم تحت بار ضربه ای محوری در نرم افزار آباکوس

تحلیل تاثیر نانو ذرات خاک رس بر روی استحکام استاتیکی یک ورق پلیمری

رابطه کرنش – تغییر مکان خطی است-2 معادلات ورق بر اسا س تئوری تغیر شکل برشی مرتبه اول است.

تحلیل دینامیکی تیر مدرج هدفمند باخاصیت پیزو‌الکتریکی تحت بار مکانیکی والکتریکی با روش اجزا محدود

مدلسازی تحلیلی صفحات کامپوزیتی تقویت شده با نانوتیوب های کربنی با خواص تابعی تحت اثر بار ضربه ای سرعت پایین