در این پروژه بررسی ترمومکانیکی پیستون خودرو roa مد نظر بود. لذا می بایست تمام نیروها و به تبع آن تنش¬های موثر بر پیستون تعیین و اثر آنها از نظر جا به جایی بر پیستون محاسبه می شد. به طور کلی دو دسته نیروی مکانیکی و حرارتی به پیستون وارد می شود. نیروهای مکانیکی شامل فشار گاز و اینرسی است و تنش حرارتی، تنش ناشی از گرادیان دما در پیستون است. شرایط مرزی مکانیکی شامل فشار ماکزیمم محفظه احتراق و شتاب پیستون از مقادیر تجربی بدست آمدند و شرایط مرزی حرارتی با استفاده از نتایج تحقیقات گذشته لحاظ گردیدند. برای تحلیل تنش از روش اجزا محدود استفاده شد. برای حل معادلات اجزا محدود از نرم افزار ansys استفاده گردید. تنش های حرارتی تنها در زاویه ای از میل لنگ که در آن دمای ماکزیمم اتفاق می افتد، بررسی شد و دلیل آن برهمنهی با تنش های مکانیکی است. سپس روابط ریاضی حاکم بر سینماتیک پیستون بررسی شدند. پس از تعیین شرایط مرزی مکانیکی و حرارتی، مدل سه بعدی پیستون با استفاده از نقشه آن تهیه شد. پس از مش بندی و اعمال شرایط مرزی روی مدل سه بعدی حل المان محدود انجام شد. نتایج حاصله از این تحقیق با داده های موجود در ادبیات فن تطابق خوبی داشت. با استفاده از این نتایج امکان کاهش وزن پیستون در نواحی کم تنش وجود دارد.

موضوع بررسی احتمال فوران در جو شکاری حین کار و روش های کاهش آن و همچنین تنش پسماند ناشی از جوشکاری به علت تاثیر قابل ملاحظه آن در رفتار مکانیکی (خزش، خستگی و خوردگی) محل اتصال از اهمیت ویژه ای در صنایع نفت و پتروشیمی برخوردار است. به خصوص با افزایش میزان کاربرد جوشکاری حین کار در صنایع، اخیرا به این مطلب توجه ویژه ای در ادبیات فن شده است. به دلیل پیچیدگی فرایند جوشکاری از نظر شرایط اولیه و مرزی و نیاز به بررسی حرارتی- مکانیکی، امکان حل تحلیلی جهت مدلسازی فرایند وجود ندارد. از طرفی به دلیل تنوع و پیچیدگی شرایط از قبیل هندسه قطعات و غیره بررسی تجربی این فرایند نیز بسیار پرهزینه می باشد که غالبا منجر به تخریب محل اتصال نیز می گردد. به همین دلیل بررسی عددی فرایند جوشکاری و محاسبه تنش های پسماند ناشی از آن امروزه یکی از زمینه های تحقیقاتی مهم در شاخه مهندسی مکانیک می باشد. موضوع اصلی این پایاننامه مدلسازی و تحلیل عددی فرایند اتصال جوش در یک سه راهی مشخص به کمک روش المان محدود می باشد. ویژه گی های خاص این پایاننامه را می توان به شرح ذیل خلاصه نمود. 1-در مدل مورد نظر در حین جوشکاری از داخل یکی از لوله ها سیال داغ یا سرد جریان داشته و این امر بر توزیع درجه حرارت و تنش در حین جوشکاری در محل جوش و در نهایت تنش های پسماند تاثیر خواهد گذاشت. 2-تاثیر دبی سیال عبوری، سرعت الکترود، ولتاژ و آمپراژ، پاس های جوشکاری در افزایش و کاهش خطر فوران بررسی خواهد شد. 3-سرعت حرکت الکترود با استفاده از روش تولد و مرگ المان ها مدلسازی خواهد شد. 4-تاثیر ولتاژ و آمپراژ جوشکاری به کمک روابط موجود مثلا مدل rosenthal در مقدار حرارت داده شده به محل جوش مورد بررسی قرار خواهد گرفت. لازم به ذکر است در انجام این پایاننامه از نرم افزار ansys استفاده شده و هدف اصلی محاسبه تنش های باقیمانده، تاثیر عوامل ذکر شده بر آن و مقایسه نتایج حاصل با داده های موجود در ادبیات فن می باشد.

هدف در این تحقیق مدل سازی جریان روانکار در یک یاتاقان لغزشی استوانه ای است. لذا جریان سیال تراکم ناپذیر در بین دو استوانه بررسی شده و مدل می شود. باید توجه داشت که این استوانه ها هم مرکز نبوده و دارای یک خروج از مرکز مشخص می باشند و از آنجایی که روانکاری با فیلم کامل روغن مدنظر می باشد روانکاری هیدرودینامیکی بررسی می شود. بدین معنی که گسستگی در جریان روغن و تماس سطح با سطح موضوع تحقیق نمی باشد. در این تحقیق روش حجم محدود با یک طرح عددی جدید و همراه با روش تراکم پذیری مصنوعی ، معادلات ناویر- استوکس برای جریان روغن تراکم ناپذیر حل می شود. همچنین تاثیرات وجود شیار های محوری یاتاقان بر روی جریان روانکار و نحوه توزیع فشار آن بررسی و تفسیر شده و با نتایج قبلی مقایسه خواهد شد.

امروزه، اتصالات جوش در خطوط لوله تحت شرایط دمای بالا و بارهای مکانیکی، کاربرد گسترده ای در نیروگاهها، پالایشگاهها و پتروشیمی دارند. با این وجود این اتصالات یکی از نقاط ضعف طراحی مکانیکی این لوله ها، به حساب می آیند که به دلیل ضعف تکنولوژی جوشکاری، ناهماهنگی خصوصیات مکانیکی در اتصال جوش و وجود تنش های پسماند ناشی از جوشکاری می باشد. از طرفی در این اتصالات، بدلیل وجود لایه های متفاوت و نیز از آنجائی که در دمای بالا مورد استفاده قرار می گیرند، رفتار مکانیکی، پیچیده بوده و مطالعه رفتار خزشی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این تحقیق، با بررسی آلیاژهای متفاوت، آلیاژ فولاد ضدزنگ cd 304l که قابلیت جوشکاری و مقاومت خزشی بالائی دارد، انتخاب شده است. آلیاژ فولاد ضدزنگ cd 304l و اتصال جوشی آن به دلیل ویژگیهائی که دارند، کاربرد گسترده ای در تولید نیرو و صنایع پتروشیمی دارند. برای بررسی تاثیر تنش پسماند بر روی رفتار خزشی اتصال جوش این آلیاژ، ابتدا رفتار خزشی و ضرایب معادله های اساسی لایه های مختلف جوش برای فولاد ضدزنگcd 304l بصورت تجربی تعیین شده است. به این منظور نمونه های تست خزش از ماده اصلی، ماده جوش و منطقه تحت تاثیر گرمای ناشی از جوش(haz)، بر اساس استاندارد astm a276-05a تهیه شده و رفتار خزشی این مواد توسط دستگاه خزش تک محوره تست شده است. همچنین بدلیل وجود پراکندگی در داده های تجربی از روشهای عددی بهینه سازی برای تعیین ضرایب معادله های اساسی هر یک از لایه ها، استفاده شده است. سپس با بررسی عددی و محاسبه تنش های پسماند ناشی از جوشکاری، در اتصال جوش لب به لب لوله حاوی بخار داغ، رفتار خزشی محل اتصال جوش مورد نظر و عمر آن، در حضور تنش های پسماند و نیز بدون این تنش ها مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مقادیر تنش های پسماند موجود در محل اتصال قابل ملاحظه بوده و چشم پوشی از آن در تحلیل های خزشی منجر به خطای فاحشی خواهد شد. علاوه بر آن، در سطح دما کاری صنایع تولید نیرو و نیز نفت، گاز و پتروشیمی تنش های پسماند در محل اتصال جوش حتی با مرور زمان کاهش قابل ملاحظه ای نیافته و در اثر حضور این تنش ها نه تنها عمر خزشی اتصال جوش به حد پائین حدود چهار سال کاهش می یابد بلکه محل ایجاد و رشد ترک ها نیز تغییر می یابد.

در این پایان نامه ابتدا دستگاه تست خزش موجود در آزمایشگاه مقاومت مصالح دانشکده فنی و مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز با طراحی سیستم جدید، تکمیل شده و امکان بررسی رفتار توام خزش و خستگی فراهم خواهد شد. سپس نمونه هایی از فولاد ضد زنگ304 تهیه و رفتار خزشی – خستگی آنها در رنج low cycle و تنش بالای تنش تسلیم و در درجه حرارت بالای نصف درجه حرارت ذوب بررسی شده و نتایج با ادبیات فنی و نیز داده های تجربی برای این ماده در حالت خزش وخستگی به تنهایی مقایسه خواهد شد.

در مهندسی، سازه های پیچیده بزرگی وجود دارند که از چندین زیرسازه تشکیل شده و این زیرسازه ها با اتصالات مختلف به یکدیگر وصل گردیده و سازه مرکب اصلی را تشکیل می دهند. تحلیل مکانیکی و دینامیکی، محاسبه نیروهای داخلی و بررسی رفتار ارتعاشی این سازه های پیچیده هم هزینه های زیادی را می طلبد و هم نیازمند کامپیوترهای بسیار قوی برای تحلیل می باشد. همچنین شناسایی نیرو یکی از کلیدی ترین مراحل در پروسه طراحی سازه های مرکب است. در فاز طراحی تخمین دقیق نیروهایی که زیرسازه ها به یکدیگر وارد می کنند، بسیار مهم خواهد بود. هدف اصلی در این پایان نامه به دست آوردن رفتار مکانیکی و دینامیکی کل سازه و نیروهای داخلی بین اجزاء زیرسازه ها با به دست آوردن رفتار دینامیکی هر یک از زیر سازه ها با استفاده از روش دینامیک زیرسازه ای و تست آنالیز مودال است.در تست مودال عملی برخی از frfها (انتقالی) اندازه گیری شده اند. برای شناسایی دقیق رفتار دینامیکی سازه مونتاژی و همچنین نیروهای مکان های حساس و مهم سازه های پیچیده از قبیل سازه cross-beam، داشتن مدل دقیق و همچنین frfهای مربوط به درجات آزادی دیگر از جمله درجات آزادی چرخشی و پیچشی الزامی است. در این پایان نامه برای بدست آوردن مدل دقیق سازه و frfهای فوق، روشی ارائه شده تا بتوان مدل به روز شده و دقیق زیرسازه ها و سازه مونتاژی برای محدوده فرکانسی بالا(حدود 3200 هرتز) را استخراج کرد. در روش به روز سازی از 2 الگوریتم fminsearch و ژنتیک استفاده شده است. بر روی زیرسازه ها و سازه مونتاژی تست مودال عملی انجام شده و همچنین مدل به روز شده آنها استخراج شده است. در قسمت بعد خواص اتصال واقعی با استفاده از داده های تست مودال عملی و یک تئوری توسعه یافته محاسبه گردیده است. در روش شناسایی اتصال اهمیت وجود frfهای مربوط به r-t dofها در قالب یک مثال عددی نشان داده شده است. همچنین برای کاهش اثرات ill-conditionسیستم از یک روش توسعه یافته وزنی استفاده شده است. با داشتن خواص زیرسازه ها و اتصال، تئوری کوپلینگ مودال زیرسازه ها و اتصال جهت محاسبه خواص سازه مونتاژی ارائه گردیده است. در این تئوری اثر residual flexibility و تعداد درجات آزادی اتصال بر روی دقت نتایج خروجی بیان شده است. با داشتن مدل دقیق و به روز شده سازه مونتاژی، تئوری شناسایی نیرو در 2 حوزه زمان و فرکانس به صورت مستقل ارائه شده و در نهایت نیروها و ممان های هر گره اتصال محاسبه شده است.

در این پایان نامه رفتار مکانیکی تیرهای کامپوزیتی fgm ارتوتروپیک متصل به مواد پیزوالکتریکی بررسی شده است. لایه های مختلف تیر fgm از مواد کامپوزیتی تقویت شده فیبری بوده که در آن زاویه و کسر حجمی فیبرها به صورت پیوسته و با استفاده از قانون توانی در راستای ضخامت تغییر می کنند. معادلات حاکم سه بعدی پیزوالاستیسیته با استفاده از یک مدل تیر تغییر شکل برشی مرتبه بالا، به معادلات حاکم یک بعدی برای تیرهای cross-ply و angle-ply تقلیل یافته و پتانسیل الکتریکی با استفاده از چند جمله ای های لژاندر مرتبه دو در راستای ضخامت بیان شده است. از مدل میکرومکانیکی mori-tanaka برای همگن سازی خواص مواد استفاده شده و معادلات حاکم با روش المان محدود حل شده اند. نتایج به دست آمده با استفاده از مدل ارائه شده با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه و دقت آن ها بررسی شده است. تیرهای fgm متقارن و غیر متقارن برای ارائه نتایج عددی در نظر گرفته شده اند. اثر پارامترهای مختلف، به خصوص پارامترهای تغییرات تدریجی خواص، در رفتار استاتیکی، دینامیکی و پاسخ ارتعاشی گذرای کنترل شده با روش closed-loop تیرهای مذکور، برای شرایط مرزی و بارگذاری های مکانیکی و الکتریکی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و رفتار آن ها با رفتار تیرهای غیر fgm معمول مقایسه گردیده است. نتایج به دست آمده حاکی از بهبود رفتار تیرهای fgm هستند و نشان می دهند که بر خلاف تیرهای لایه لایه معمول، تنش عمودی به صورت پیوسته در راستای ضخامت آن ها تغییر می کند و از مقدار تنش برشی کاسته می شود. همچنین نتایج نشان می دهند که رفتار این تیرها در مقایسه با تیرهای لایه لایه معمول، بسته به نوع کاربرد لایه پیزوالکتریکی (محرک یا سنسور) و نحوه چینش لایه ها (متقارن یا غیر متقارن) متفاوت است. در مسائل بهینه سازی تیرهای کامپوزیتی fgm ارتوتروپیک با لایه های پیزوالکتریکی می توان از مدل ارائه شده و نتایج به دست آمده استفاده کرد.

برای دستیابی به یک لیزر پر توان و مشخصات اپتیکی مناسب، به بررسی برخی از اثرات نامطلوب حرارتی که در این لیزرها بوجود می اید نیازمند است.در لیزرهای حالت جامد در اثر دمش اپتیکی، گرادیان دمایی ایجاد می شود که این گرادیان دمایی باعث ایجاد اثرات حرارتی می شود که بطور مستقیم بر عملکرد لیزرها تاًثیر گذار است.شناخت این عوامل و تلاش در جهت رفع انها ما را در رسیدن به لیزرهای با توان بالا و کیفیت باریکه خروجی بهتر رهنمون می سازد. در این پایاننامه عدسی شدگی حرارتی و نیز تنش حاصل از حرارت بر روی بره nd:ylf در حالت فعال و تحت دمش طولی گوسی مورد بررسی قرار گرفتند. در نتیجه تنش کششی در حالت غیر فعال، احتمال شکست در بلور پدیدار شد. و با استفاده از خاصیت دو شکستی بلور می توان این احتمال را به میزان زیادی کاهش داد.

تحلیل رفتار خزشی سازه های مختلف به علت پیچیدگی هندسی آنها، معادلات حاکم غیر خطی و نیز شرایط مزری بسیار مشکل می باشد، لذا از روشهای تقریبی از جمله روش تنش مرجع در این زمینه استفاده می شود.بدین منظور در این پایان نامه مراحل زیر طی می شوند. 1- نخست در محیط matlab کد کامپیوتری بر اساس شیوه های بهینه سازی نوشته می شود که بر اساس داده های تجربی ضرایب معادلات اساسی baily-norton یعنی a,n,m,q تعیین می شوند. 2- داده های تجربی موجود در ادبیات فن برای آلیاژهای 304 و 316 با این برنامه بدست آمده و سپس با ضرایب موجود در منابع مقایسه می گردند. 3- داده های تجربی 304 cd که به تازگی توسط دانشجوی دکترا تعیین شده مورد استفاده قرار گرفته و ضرایب معادلات اساسی تعیین می شوند. 4- به کمک rsm برای لوله تحت فشار و تیر یک سر گیردار یا دو سر لولا رفتار خزشی برای سه آلیاژ گفته شده بررسی می گردد. 5- به کمک نرم افزار ansys رفتار لوله تحت فشار و تیر یک سر گیردار یا دو سر لولا بررسی و نتایج با بند 4 مقایسه می گردد. 6- به کمک پارامتر larson-miller عمر خزشی سازه های گفته شده پیش بینی می شود.

با توجه به رشد جمعیت و نیاز به انتقال سریع و پیشرفته ،مساله ایمنی و افزایش سرعت قطار از اهمیت خاصی برخوردار است .بدین منظوردر سیستم حمل و نقل ریلی باید ضریب اطمینان به اندازه کافی در نظر گرفته شود.از جمله خطراتی که در این سیستم می تواند رخ دهد می توان به پدیده خروج از خط و شکست محور و ... اشاره نمود. با توجه به اینکه چرخ و محور جزو اساسی ترین اجزای یک وسیله ریلی می باشد بنابراین تجزیه و تحلیل تنش ها و کرنش ها در این قطعات تحت بارهای مختلف دارای اهمیت زیادی می باشد.لذا در این تحقیق با توجه به اهمیت موضوع ابتدا به عنوان مثال ،چرخ یک نوع قطار باری که متعلق به بوژی y25 می باشد و ریل متداول در راه آهن ایران u33 انتخاب و نیروهای وارده در حالات مختلف مانند (تغییر بار محوری و شتاب گیری و ...) بدست آمده و سپس عمر خستگی چرخ قطار محاسبه می شود در محاسبه عمر خستگی چرخ موارد زیر مورد نظر است: 1- اثر سرعت قطار در عمر خستگی 2- اثر بار محوری درعمر خستگی ضمنا موارد فوق به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار آباکوس محاسبه و سپس نتایج بدست آمده با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه و نتیجه گیری می شوند.

مطالعه اجزاء خطوط لوله تحت تاثیر فشار داخلی و ممان های سیکلیک ناشی از اثرات زلزله در صنایع پتروشیمی ، صنایع گاز و در نیروگاه های اتمی دارای اهمیت است. طراحی خطوط لوله و تجهیزات مربوط به آن ها بر اساس استاندارد asme انجام می شود که شامل تنش های اولیه و ثانویه و حداکثر می باشد. بار گذاری تناوبی منجر به رفتار shakedown یا تغییر شکل های پیشرونده (ratchetting) می گردد. داشتن اطلاعات کافی از پدیده shakedown و شروع پدیده تغییر شکل های پیشرونده و روند آن بسیار مهم است. در این پایان نامه هدف تجزیه و تحلیل پدیده shakedown و تغییر شکل های پیشرونده در اتصالات زانویی تحت تاثیر ممان های خمشی در صفحه (in-plane) می باشد. زانو های با نسبت قطر به ضخامت های مختلف و با دو جنس فولاد کربن دار و ضد زنگ مورد استفاده در نیروگاه های اتمی مورد بررسی قرار گرفته است. در تجزیه و تحلیل از روش های عددی استفاده شده است و آزمایش بارهای دوره ای به منظور به دست آوردن ضرایب لازم برای مشخصات قطعات در انواع سخت شدن ها انجام گرفت. نتایج عددی به دست آمده با نتایج تغییر شکل های پیشرونده موجود در ادبیات فن مقایسه و نتیجه گیری شد. نتایج نشان دهنده آن است که در ممان های دینامیکی کم تطابق خوبی بین نتایج تجربی و نتایج عددی برقرار می باشد و هر چه اندازه ممان دینامیکی افزایش می یابد اختلاف نتایج عددی و تجربی بیشتر می شود.

در دو دهه اخیر روند رو به رشد صنعت آب و احداث سدهای مختلف، طراحی و تولید سیستم های مکانیکی متناسب با این نیاز به ضرورتی استراتژیک تبدیل نموده است. از جمله این سیستم های مکانیکی شیرهای پروانه ای قطر بالا می باشند که به دلیل مزایای مختلف آنها از جمله سادگی، هزینه پایین، ایجاد افت فشار پایین در حالت کاملا باز، و فضای مورد نیاز کم مورد توجه زیادی هستند. برای راه اندازی شیرهای پروانه ای قطر بالا، محرک شیر می تواند بسیار گران باشد، بنابراین ضروری است که به خوبی نیروهای سیال و گشتاورهای اعمال شده بر دیسک شیر را بشناسیم. در این تحقیق، تحلیل شیر پروانه ای(dn1200-pn64) در سه مرحله انجام شد: مرحله اول:در مرحله اول با استفاده از روش عددی المان محدود ، استحکام قطعات اصلی شیر پروانه ای در حالت کاملا بسته تحت فشار هیدرواستاتیکی طبق استاندارد iso 5208 بررسی شد و قطعات بحرانی مشخص شد. همچنین برای تایید روش عددی و آب بندی آزمایش هیدرواستاتیکی انجام گرفت. مرحله دوم: شیر تحت جریان سیال قرار گرفت و گشتاور هیدرودینامیکی وارد به دیسک شیر در زوایای مختلف دیسک تحت شرایط مرزی مختلف طبق استاندارد awwa با استفاده از روش عددی fsi(fluid-structure interface) بدست آمد. در این مرحله، چون امکان انجام آزمایش بر روی شیر پروانه ای مورد نظر به دلیل هد مورد نیاز بالا در محیط آزماشیگاهی وجود نداشت. آزمایش هیدرودینامیکی برای تعیین گشتاورهیدرودینامیکی بر روی شیر پروانه ای قطر پایین (dn250) با همان مشخصات شیر پروانه ای (dn1200) انجام گرفت و با نتایج عددی مقایسه شد. مرحله سوم: فرکانس طبیعی شیر در زوایای مختلف دیسک با استفاده از روش عددی المان محدود بدست آمد و زاویه بحرانی و قطعه بحرانی مشخص شد.

در صنعت قطعاتی وجود دارند که در دماهای خیلی بالا و تحت تنش های بسیار بالایی کار می کنند که باید با اطمینان قابل قبول وظیفه ی خود را انجام دهند. یکی از این قطعات پره ی توربین گازی است که از جنس سوپرآلیاژهای پایه ی نیکل یا کبالت ساخته می شوند. با توجه به شکل پیچیده ی پره ها، ساخت آن ها هزینه ی زیادی را در بردارد و باید در مراحل طراحی به کمک روش های تحلیلی یا عددی رفتار مکانیکی آن بررسی شده و از این طریق تخمین عمر صورت گیرد. با توجه به اینکه قطعاتی که در دما و تنش بالا کار می کنند دچار آسیب هایی نظیر خزش، برهم کنش خزش خستگی و... می شوند، در این پروژه به بررسی رفتار خزشی پره ی توربین و تاثیر عواملی مانند تغییرات درجه حرارت، سرعت دورانی ناشی از چرخش و جنس پره ی توربین پرداخته خواهد شد. با استفاده از دستگاه اسکن سه بعدی، از پره ی توربین گازی مورد استفاده در واحد تولید نیروی مجتمع پتروشیمی تبریز اسکن گرفته و ابر نقاط به دست آمده به نرم افزار کتیا انتقال داده می شود. در نتیجه مدل سه بعدی پره و همچنین ابعاد هندسی آن تعیین می شوند. و در نهایت با وارد کردن مدل سه بعدی قطعه به محیط یکی از نرم افزار های المان محدود می توان مدل المان محدود پره را ایجاد کرد. با تعیین شرایط کاری پره ی توربین شامل درجه حرارت، فشار گاز، سرعت دورانی، حل حرارتی مدل مذکور با فرض وجود لوله های خنک کننده در هسته ی پره و جریان دما ثابت گازهای احتراقی بر روی پره با درجه حرارت ثابت حدود 900 درجه ی سانتی گراد انجام می گیرد. درمرحله دوم نیروهای وارد بر پره توربین بر اساس نیروهای آیرودینامیکی که عمدتا موجب ایجاد لنگر خمشی و تنش ناشی از آن می شود و همچنین نیروهای گریز از مرکز ناشی از سرعت دورانی پره که قسمت اعظم تنش های مکانیکی پره ناشی ازآن می باشد، تعیین می گردد. مرحله ی سوم حل حالت پایدار مدل المان محدود و تعیین تنش های حرارتی و مکانیکی، کرنش ها و تغییر-مکان نقاط مختلف پره تحت شرایط خنک کاری و بدون آن برای دو جنس مختلف پره ی توربین انجام می-گیرد. در این مرحله به کمک ادبیات فن روابط معادلات اساسی مربوط به خزش برای دو جنس مختلف بدست آمده و مورد استفاده قرار می گیرد که این مرحله نیز برای پره در حضور خنک کاری و بدون آن بررسی شده و توزیع تنش-کرنش در آن بدست می آید و عمر خزشی پره ی توربین گازی پیش بینی می شود. به منظور بررسی صحت المان محدود و شرایط مرزی آن آنالیز مودال به روش عددی انجام گرفته و همچنین حساسیت نتایج به نوع مش بندی مدل، به عمل خواهد آمد.

برای بررسی و آنالیز تنش کرنش و خستگی محور قطار در شرایط مختلف کارکرد، ابتداً به بررسی تطابق و یا عدم تطابق معیارهای مختلف خستگی با نتایج تجربی پرداخته می شود و نتایج حاصل از مدلسازی با نتایج حاصل از تست های تجربی مقایسه و نتیجه گیری می شوند. سپس به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف تماس بر روی مقاومت خستگی سایشی محور پرداخته شده و در نهایت تاثیر نیروهای حاصل از حرکت قطار در سرعت های مختلف بر روی عمر خستگی محور قطار به روش عددی محاسبه می شود.

در چارچوب این پایان نامه مواد خام مورد نیاز از طرف شرکت فولاد آلیاژی اصفهان تهیه شده و با انجام ماشین کاری بر روی آن، نمونه های مورد آزمایش تولید می گردد. به دلیل محدودیت تهیه مواد و کارایی سیستم دستگاه خزش طراحی جدیدی برای فکهای اتصالی آن برای نمونه های با قطر کم 5 میلی متر انجام شده است. بنابراین تعیین رفتار خزشی تحت بارهای استاتیک دراولویت اول و بارهای متناوب در رنجlow cycle و تنش کمتر از تسلیم و در درجه حرارت بالای0.5tm بررسی شده و نتایج با ادبیات فن و نیز داده های تجربی برای این ماده در حالت خزش وخستگی به تنهایی مقایسه می شود. نتایجی که بدست آمده اند نشان میدهد که • خصوصیات مکانیکی از جمله حد استحکام، تنش تسلیم و مدول یانگ نمونه ها در درجه حرارت محیط و همچنین در درجه حرارت بالا در مقایسه با مقدایر استاندارد مقدار بسیار مطلوبی دارند. • ضرایب معادلات اساسی خزشی این سوپر آلیاژ بدست آمده و با مقادیر موجود در ادبیات فن مقایسه شده است. • عمر خزشی نمونه ها در درجه حرارت و تنش های بالا مطلوب و قابل مقایسه با مقادیر استاندارد می باشد. این امر امکان استفاده از این آلیاژ را در ساخت قطعاتی مثل پره توربین های بخار و غیره را توجیه می کند. • نتایج این آزمایشات همچنین با استفاده از پارامتر لارسون میلر با عمرهای خزشی ارائه شده در مقالات استاندارد مقایسه شده است. • عمر خزشی نمونه ها در بار تناوبی نیز بررسی گردیده است. نتایج نشان از قابلیت خوب این سوپرآلیاژ تولیدی در ساخت قطعات با شرایط کار مشابه دارند. • در آزمایش های تحت بار متناوب، عمر خزشی نمونه های آزمایش کوتاهتر از نمونه هائی هستند که تحت تنش میانگین قرار دارند. • به منظور نشان دادن کاربرد نتایج، رفتار خزشی یک پره توربین گازی ساخته شده از این آلیاژ با آلیاژ in 738lc مقایسه شده است. • در نهایت می توان نتیجه گرفت که سوپر آلیاژ in 718 تولیدی مجتمع آلیاژی اصفهان از کیفیت بسیار خوبی برخوردار بوده که قابل مقایسه با مشخصات استاندارد بین المللی است.

در صنایع مختلف و به خصوص در صنایع پتروشیمی، صنایع گاز و در نیروگاه های اتمی، ایمنی مخازن تحت فشار و همینطور خطوط لوله گذاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است، به ویژه هنگامی که آن ها در معرض بار های حرارتی چرخه ای به همراه بار ثابت قرار بگیرند. طراحی مخازن و یا خطوط لوله و تجهیزات مربوط به آن ها بر اساس استاندارد asme انجام می شود که شامل تنش های اولیه و ثانویه و حداکثر است. بارگذاری تناوبی منجر به رفتار shakedown یا تغییر شکل های پیشرونده (ratchetting) می گردد. داشتن اطلاعات کافی از پدیده shakedown و شروع پدیده تغییر شکل های پیشرونده و روند آن بسیار مهم است. در این پایان نامه تأثیر بار حرارتی سیکلیک در تغییر شکل های ایجاد شده در مخازن تحت فشار یا لوله های مورد استفاده در نیروگاه های اتمی با دو جنس فولاد ضد زنگ و فولاد کربن دار با نسبت ضخامت های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در تجزیه و تحلیل از روش های عددی استفاده شده است و آزمایش بارهای دوره ای به منظور به دست آوردن ضرایب لازم برای مشخصات قطعات در انواع سخت شدن ها در دماهای مختلف در دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام گرفت. برای ارزیابی میزان صحت مدل سخت شوندگی مورد نظر، سازه ی سه میله ای استفاده شده توسط یوگا، به روش المان محدود با استفاده از کد نرم افزاری آباکوس مدل سازی شده و نتایج به دست آمده، با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج حاصله نشانگر تطابق خوب رفتار پیش بینی برای مواد، با نتایج تجربی می باشند. در ادامه مخازن با جنس فولاد ضد زنگ و فولاد نرم در 6 گروه، تحت فشار داخلی نسبت قطر به ضخامت های 28 8 و در حضور بارگذاری حرارتی چرخه ای تحت بررسی قرار گرفته است. نتایج، حاکی از رشد کرنش های پیشرونده در جهت حلقوی مخازن بودند. تأثیر افزایش قطر نسبت به ضخامت در مخازن به گونه ای است که با افزایش این نسبت کرنش های پیش رونده ایجاد شده در سطوح کرنش بالاتری به پایداری می ر سند.

در سال‏های اخیر نیاز روزافزون به توان بیشتر، آلودگی کمتر و مصرف بهینه سوخت، محدودیت‏های زیادی را بر فرآیند طراحی قطعات موتورهای دیزلی تحمیل می‏کند. با وجود اینکه بدیهی است با افزایش متوسط دمای چرخه، راندمان موتور افزایش می‏یابد، ولی با توجه به محدودیت‏های ناشی از ساختار متالورژیکی مواد، بیشینه دما باید محدود شود. در نتیجه همه موتورها به سیستم خنک کننده مجهز هستند که تقریبا 30% انرژی حاصل از احتراق را دفع می‏کند. با توجه به اینکه انتقال گرما از طریق دیواره سیلندر، سرسیلندر و پیستون به سیال خنک‏کن صورت می‏پذیرد، یک میدان دما و به تبع آن میدان تنش را در آن‏ها ایجاد خواهد کرد. تحلیل تنش‎های گرمایی در موتورهای احتراق داخلی شاخه مهمی است که مهندسان خودرو برای افزایش عمر قطعات آن را مطالعه می ‏کنند. تنش‏های گرمایی به دلیل توزیع غیر یکنواخت دما در قطعات و همچنین به سبب عدم امکان انبساط آزاد قطعات گرم شده به وجود می‏‏آیند. سطح تنش‏های گرمایی در قطعات مختلف بستگی به موقعیت آن‏ها نسبت به شعله دارد و در نتیجه یکسان نیست و بستگی به توزیع دما در قطعه دارد و تابعی از بار گرمایی است. با وجود اینکه سرسیلندر و پیستون تحت بیشترین تنش‏های گرمایی هستند، حالت گرمایی دیواره سیلندر نیز اهمیت بسزایی دارد زیرا تأثیر قابل توجهی بر پیستون دارد. در این پایان‏نامه ابتدا کارهای انجام شده توسط دیگران در این زمینه بطور کامل بررسی خواهد شد و نقاط ضعف و قوت هر کدام از آن‏ها ذکر خواهد شد. سپس معادلات حاکم بر مسأله با استفاده از قوانین فیزیکی حاکم بر سیستم ، توسعه داده‏‏خواهندشد و این معادلات به صورت نیمه تحلیلی و تقریبی حل شده و مقادیر کمینه و بیشنه دما و تنش و توزیع آن‏ها به دست آورده خواهندشد و مقایسه‏ای بین نتایج بدون در نظر گرفتن تنش‏های گرمایی و با در نظر گرفتن آن با تنش‏های مکانیکی صورت خواهد گرفت و سهم هر کدام از این تنش‏ها در تنش کل بررسی خواهد شد.

در این پایان نامه تاثیر پارامترهای مهم، شامل ضخامت لوله اصلی، مقدار شار گرمایی ورودی (آمپراژ و ولتاژ)، سرعت جوشکاری و ضریب کنوکسیون در کاهش و افزایش خطر فوران در طی فرایند جوشکاری آستینی برای خطوط انتقال نفت و گاز بررسی شده است. جوشکاری در حین سرویس بوده و برای تقویت و یا تعمیر لوله های خورده شده انجام می گیرد، که در اثر عبور سیال داخل آن تحت فشار می باشند. برای این منظور با استفاده از روش اجزای محدود، حل گرمایی با استفاده از مدل سه بعدی برای اتصال آستینی در محدوده لوله های فولادی انجام شده است. تکنیک های جدید بر این اصل استوار است که اگر بیشینه دمای جداره داخلی لوله کم تراز دمای 982 سلسیوس شود، پدیده فوران اتفاق نخواهد افتاد. به همین علت با تعیین شرایط جوشکاری قبل از انجام آن، از بروز پدیده فوران جلوگیری خواهد شد. از آنجایی که تغییر شرایط ممکن برای جوشکاری به این روش، به علت متغیر بودن پارامترها و ترکیب آن ها با یکدیگر، باعث بوجود آمدن شرایط جدید می شوند، تعداد حالات مورد بررسی در دامنه وسیعی متفاوت می باشد و امکان آزمایش تمامی شرایط به علت هزینه و وقت زیاد تقریبا غیرممکن خواهد بود. به همین علت، نیاز به تحلیل به روش اجزای محدود شدیدا احساس می شود. اگرچه حل به روش اجزای محدود، حلی نسبتا دقیق می باشد ولی به علت وقت گیر بودن در صنعت کارا نمی باشد، به همین علت از شبکه های عصبی چند لایه برای بررسی و پیش بینی شرایط استفاده شده است. ابتدا، تعدادی حل نمونه به کمک روش اجزای محدود انجام شده و از نتایج حاصل برای آموزش شبکه عصبی، استفاده شده است. برای این منظور کد کامپیوتری بر مبنای تئوری شبکه های عصبی چند لایه تدوین شده است که با استفاده از آن، با وارد کردن شرایط ورودی، دمای خروجی محاسبه می شود. این کد می تواند در صنعت، به علت سهولت استفاده از آن و سرعت و دقت تحلیل بالا کاربرد فراوانی داشته باشد. برای مثال، نتایج حاصل از این کد نشان می دهد که ضریب کنوکسیون و مقدار شار حرارتی موثرترین پارامترها در جلوگیری از خطر فوران در جوشکاری حین کار می باشند.

یکی از انواع میکروسنسورهایی که در صنایع مختلف زیاد استفاده می شود میکروسنسور فشار می باشد . در میکروسنسورهای فشار از روشهای مختلفی برای اندازه گیری فشار استفاده می شود که یکی از این روشها استفاده از خاصیت پیزوالکتریک می باشد که در برخی از مواد مشاهده می شود . سنسور فشار میکروالکترو مکانیکی سیستمی یکپارچه می باشد که برای اندازه گیری فشار از تغییر شکل دیافراگم سیلیکونی بهره می برد . تغییر شکل دیافراگم سنسور به کمک المانهای پیزوالکتریک که بر روی دیافراگم جایگذاری شده است به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود که به کمک اندازه گیری این سیگنال فشار اعمالی بر روی دیافراگم اندازه گیری می شود . یکی از کاربردهای مهم این میکروسنسورها بکارگیری آنها در شرایط با دمای بالا می باشد . برای مثال اندازه گیری فشارگازهای داغ در موتورهای توربینی یا در توربینهای گازی راکتورها ی مبدل گرما . در این شرایط که دمای محیط بالا می باشد پس از مدت طولانی در دیافراگم میکروسنسور یک خزش به وجود می آید که این خزش سبب ایجاد خطا در اندازه گیری فشار توسط میکروسنسور می شود . در این پایان نامه پس از مطالعه پیشینه تحقیق وتحلیل پدیده خزش در دیافراگم یک میکروسنسور و سپس مقایسه abaqus یا ansys فشار پیزوالکتریکی هدف تعیین این مقدار خزش به صورت تحلیلی وسپسبه کمک نرم افزارهای نتایج بدست آمده از دو روش می باشد. کاربرد

در این پژوهش فرآیند جوشکاری حین کار به منظور بررسی فوران بر اساس روش المان محدود مدل سازی شده است. ابتدا فرآیند جوشکاری اتصال tشکل دو ورق بصورت دوبعدی و سه بعدی مدل سازی و نتایج با داده های تجربی مقایسه شده است. سپس با روش به روزرسانی بر اساس داده های تجربی، مدل توسعه یافته ای بصورت روابط دو بیضی گون برای منبع حرارتی بدست آمده است. مزیت عمده این مدل، کاهش ضرایب معادلات منبع حرارتی می باشد که این امر با مرتبط ساختن سایر ضرایب به خصوصیات فیزیکی وهندسی در جوش حاصل شده است. نتایج پژوهش نشان می دهد که مدل دو بعدی با اصلاح تابع تولید حرارت، قادر به پیش بینی میدان حرارتی بوده، ولی منجر به خطای فاحش در حل مکانیکی شده و بنابراین، استفاده از آن توصیه نمی گردد.از این مدل توسعه یافته، در تحلیل عددی فرآیند جوشکاری اتصال tشکل دو لوله استفاده شده و نتایج با داده های تجربی مقایسه شده است. همچنین نفوذ جوش و ضخامت haz پیش-بینی شده توسط این مدل با نتایج حاصل از میکروگرافی و میکروسختی سنجی مقایسه شده که تطبیق خوبی ملاحظه شده است. این مقایسه ها نشان می دهد که مدل دوبیضی گون توسعه داده شده در این پژوهش، قادر است بخوبی فرآیند جوشکاری را هم در اتصال tشکل دو ورق وهم در اتصال tشکل دو لوله شبیه سازی کند. با استفاده از این مدل اثر سرعت پیشروی جوش، ضخامت لوله و ضریب همرفت ناشی از عبور سیال از داخل لوله اصلی مطالعه شده است. با استفاده از نتایج حل مکانیکی، توزیع تنش در ضخامت لوله اصلی در حین جوشکاری بدست آمده احتمال بروز فوران بر اساس حل حرارتی و مکانیکی در تمامی حالات مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که ضریب همرفت جریان سیال عبوری از داخل لوله و ضخامت آن، نقش اساسی در کاهش احتمال فوران را دارد. از سوی دیگر افزایش ضریب همرفت به دلیل بالا بردن سرعت خنک شدن قطعه، باعث افزایش احتمال بروز ترک گرم خواهد شد و در عین حال ممکن است کیفیت جوش و نفوذ ذوب را نیز کاهش دهد. همچنین استفاده از آب راکد در داخل لوله به دلیل تشکیل حباب بخار موضعی در دیواره که موجب افزایش موضعی درجه حرارت می شود، برای جلوگیری از وقوع فوران توصیه نمی شود. جوشکاری حین کار روی لوله های فولادی به ضخامت کمتر از 5/5 میلیمتر به دلیل بالا بودن احتمال وقوع فوران مجاز نمی باشد؛ مگر اینکه یک جریان سرد کننده با ضریب همرفت کافی در داخل لوله برقرار باشد.نتایج نشان می دهد که هر چند افزایش زیاد سرعت جوشکاری، موجب کاهش نفوذ حرارت جوشکاری به عمق شده و تا حدودی احتمال بروز فوران را کاهش می دهد، اما به دلیل اینکه موجب کاهش کیفیت اتصال جوشی می گردد، توصیه نمی شود.

امروزه در بسیاری از زمینه¬های صنعتی می¬توان مثال¬های فراوانی از کاربرد¬های اتصالات چسبی مشاهده نمود. اتصالات چسبی در دههء گذشته به طور گسترده¬ای در صنایع خودرو¬سازی، هوافضا، سازه¬های تولید انرژی و سازه¬های ساختمانی بکار گرفته شده¬اند. با توجه به اینکه همچنان طراحی اتصالات چسبی بیشتر براساس اطلاعات آزمایشگاهی و تجربی انجام می¬گیرد، لذا بایستی رفتار مکانیکی این اتصالات با انجام آزمایشات و ارائه مدلهای تئوری دقیق¬تر مورد بررسی بیشتری قرار گیرد. در این پایان¬نامه به منظور بررسی رفتار ویسکوالاستیک اتصال چسبی در دمای محیط و دمای بالا، در قدم اول نمونه¬های حجمی چسب آرالدیت 2015 تهیه شده است. برای این منظور چسب دوجزئی مذکور در قالب¬هایی که از جنس سیلیکون و به ابعاد استاندارد برش داده شده ریخته¬گری شده است. سپس این نمونه¬ها در داخل کوره باز پخت شده و جهت انجام آزمایشات به منظور استخراج خواص مکانیکی آن مورد استفاده قرار گرفته است. نمونه¬های حجمی تحت آزمایش کشش جهت بدست آوردن خواص مکانیکی همچون مدول یانگ، تنش تسلیم و تنش نهایی قرار گرفته است. به این ترتیب خواص مکانیکی بدست آمده چسب از آزمایش کشش ساده با مقادیر ارائه شده توسط سازنده مقایسه و صحت ساخت نمونه¬ها بررسی شده است. سپس این نمونه¬ها تحت آزمایش خزش کششی تک محوره با بار ثابت در دماهای ثابت مختلف قرار گرفته¬اند. نتایج حاصل از این آزمایش جهت پیش¬بینی رفتار خزشی اتصال چسب بکار رفته است. برای این منظور مدلهای سخت شوندگی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته¬اند و مدلی بر اساس رفتار ویسکوالاستیک چسب ارائه شده است. نتایج نشان می¬دهند که مدل ویسکوالاستیک ارائه شده در این تحقیق نسبت به مدلهای موجود در نرم افزارهای المان محدود با دقت بیشتری رفتار خزشی چسب را در دماهای بالا شبیه¬سازی می کند. همچنین تاثیر هندسه اتصال بر عمر خزشی آن به روش تجربی و مدلسازی المان محدود بررسی شده است. هدف از این آزمایشات بالا بردن عمر خزشی اتصال چسب می باشد. در نهایت رفتار اتصال چسبی تحت آزمایش با بارهای متغیر مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج آن ارائه شده است.

امروزه طراحی دقیق سیستم های مهندسی به علت رقابت سازندگان، هزینه ی بالای مواد اولیه و نیز مسایل محیط زیست اهمیت بسیار زیادی پیدا کرده است. به همین دلیل نه تنها لزوم رعایت معیارهای طراحی مهندسی مکانیک بلکه بهینه بودن این سیستم ها ضروری به نظر می رسد. از این جهت بهینه سازی یکی از موضوعات مهم در علوم مهندسی و صنایع کاربردی می ‍ باشد و برای رقابت در عرصه طراحی و تولید، بهینه سازی در تمامی قطعات مکانیکی امری حیاتی است. از این رو می بایست در میان طرح های مهندسی به دنبال طرحی بهینه با هزینه کمتر و بازده بالاتر در عین سادگی مفهوم و ساخت آن بود. از آن جایی که سیستم های انتقال قدرت در صنایع خودرو و هوافضا وزن زیادی از خودرو را شامل می شوند، برای کاهش مصرف سوخت، افرایش شتاب، کاهش خطرات ناشی از تصادفات وهمچنین کاهش هزینه های تولید و کاهش مواد اولیه نیاز به کاهش حجم سیستم انتقال قدرت احساس می شود. در هر حال سیستم انتقال قدرت بهینه می باید قابلیت تحمل بارهای مکانیکی به خصوص از نظر شکست های ناشی از خستگی خمشی دندانه های چرخ دنده و خستگی های سطحی را داشته باشد. در این پایان نامه هدف اصلی، محاسبه ی معادلات لازم برای طراحی سیستم انتقال قدرت (گیربکس اصلی ) یک خودرو داخلی و بهینه سازی سیستم انتقال قدرت خودرو مذکور می باشد و سپس با استفاده از یکی از الگوریتم های تکاملی بهینه سازی برنامه ای تدوین خواهد شد تا به ازای افزایش عمر گیربکس حجم آن حداقل شود و یا حجم بهینه ی گیربکس، برای یک عمر خستگی مشخص محاسبه شود.

برای حل معادلات توزیع دما و جابه جایی چهار روش گسسته سازی، المان محدود، کوادراتور دیفرانسیلی و کوادراتور دیفرانسیلی هارمونیک معرفی شده است. نتایج چهار روش مذکور در جهت مقایسه ی دقت و اعتبارسنجی، در حالتی خاص با نتایج تحلیلی به دست آمده مقایسه شده است. مقایسه ی این روش ها برای انتخاب بهترین روش از نظر زمان و دقت حل صورت گرفته تا بهترین روش برای ورود به بخش بهینه سازی تعیین گردد. نتایج حاکی از دقت بالای روش گسسته سازی دارد. بهینه سازی در سه بخش تک، دو و سه هدفه انجام گرفته است. اهداف مورد مطالعه شامل افزایش ضریب اطمینان کمینه، کاهش وزن و کاهش بازه ی تغییرات ضریب اطمینان بیشینه و کمینه بوده و متغیرهای طراحی نیز شامل درصد حجمی مواد در جدار داخلی و خارجی، توان الگوی توزیع مواد و توان پروفیل ضخامت می باشند. در بخش نخست چهار روش مختلف الگوریتم ژنتیک پیوسته، ازدحام ذرات، جستجوی گرانشی و روش بهینه سازی تغییرشکل پذیر سازه ای تکاملی از نظر سرعت و دقت دستیابی به پاسخ بهینه در بهینه سازی تک هدفه ی ضریب اطمینان مورد مقایسه قرار گرفته اند. هدف دیگر در بخش بهینه سازی تک هدفه تعیین ضرایب مناسب برای تابع جریمه است. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی دقت بالاتر الگوریتم ژنتیکی پیوسته و سرعت همگرایی بالاتر الگوریتم جستجوی گرانشی است. همچنین داده های بهینه نیاز به درصد حجمی سیلیکون کاربید بیشتر در جدار خارجی و پروفیل ضخامت نزولی را پیش بینی می کنند. سپس با توجه به دقت بالاتر الگوریتم ژنتیکی پیوسته، به انجام بهینه سازی دو و سه هدفه با روش الگوریتم ژنتیکی با مرتب سازی بر اساس داده های نامغلوب پرداخته شده است. نتایج به دست آمده نشان از تناقض اهداف مطرح دارد.

تجزیه و تحلیل تنش و کرنش برای سازه های بلند با نسبت ارتفاع به قطر بیشتر از 15، همچون مخازن تحت فشار عمودی بلند که تحت نیروی چرخه ای باد قرار می گیرند یک نیاز اصلی در طراحی تجهیزات نفت و گاز است. این مخازن، تحت تأثیر بارگذاری فوق می توانند دچار کرنش های پیش رونده شوند. با توجه به این که کد asme علی¬رغم این¬که در قسمت بارگذاری ها، نیروی باد را به عنوان یکی از بارهای مهمی که باید در نظر گرفته شود تأکید کرده است ولی روش های خاصی برای طراحی مخازن با توجه به نیروی باد ارائه نمی دهد، ازاین رو طراحی و تحلیل این مخازن تحت فشار بلند همواره برای جلوگیری از شکست مخزن در اثر نیروی باد مورد توجه قرارگرفته و مهم است. لذا در این پروژه به تجزیه و تحلیل تنش و کرنش های پیش رونده در دو نوع مخزن عمودی بلند با اشکال هندسی متفاوت، تحت فشار طراحی ثابت و همچنین بارگذاری چرخه ای ناشی از باد پرداخته شده است. تحلیل عددی توسط کد آباکوس با استفاده از مدل سخت شوندگی ایزوتروپیک/سینماتیک غیرخطی (ترکیبی) انجام شده است. درنهایت نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از ادبیات فن مقایسه و نتیجه گیری شده است. نتایج نشان داد که مقدار کرنش های پیش رونده در مخزن با سطح مقطع یکنواخت بیشتر از مخزن با مقطع غیریکنواخت است و مقدار کرنش های پیش رونده در هر دو مخزن به اندازه ای نیست که به¬تنهایی باعث شکست مخزن شود.

مطالعه های دو دهه اخیر نشان دهنده این است که کرنش تغییر شکل پیشرونده ی عمر خستگی را کاهش می دهد و علاوه بر آسیب خستگی دوره ای معمولا منجر به آسیب بیش از حد مواد می شود. بنابراین اثر ترکیبی تغییر شکل پیشرونده - خستگی در طراحی و ارزیابی اجزاء ساختارها بسیار مهم است. در نظر گرفتن اثرات تغییر شکل پیشرونده در شکست خستگی موادی که در معرض بارگذاری دوره ای قرار دارند ضروری است.

امروزه استفاده از مواد پیزوالکتریک به عنوان مواد هوشمند توجه زیادی را معطوف خود کرده است. این مواد هنگامی که در معرض تغییر شکل قرار بگیرند، میدان الکتریکی تولید می کنند و وقتی در معرض میدان الکتریکی باشند، دچار تغییر شکل می شوند. رفتار دوسویه ی این مواد باعث کاربردهای فراوان آنها در وسایل الکتریکی-مکانیکی، مانند محرک ها و سنسورها شده است. به منظور ثبت یا کنترل رفتار مکانیکی حرارتی بسیاری از قطعات مکانیکی، امروزه از لایه های پیزوالکتریک در ساخت آنها استفاده می شود. از جمله ی این قطعات دیسک های دوار می باشند که در صنعت تولید نیرو نیز کاربرد فراوانی دارند. این دیسک ها غالباً در درجه حرارت و تنش بالا کار می کنند و به همین دلیل مساله ی بررسی رفتار خزشی در آنها اهمیت دارد. به خصوص این که تحقیقات نشان داده است که پیزوسرامیک ها حتی در دمای اتاق نیز متاثر از خزش می شوند. برای بهبود عملکرد و اعتمادپذیر بودن دیسک های گردان، رفتار خزشی این مواد هنگامی که در معرض دمای بالا قرار دارند باید مورد بررسی قرار گیرد. یکی از مشکلات و سختی های استفاده از دیسک های گردان در دماهای بالا، دشوار بودن شرایط بازبینی آنهاست. بدین منظور می توان تاریخچه ی پتانسیل الکتریکی این مواد هوشمند را برای بازبینی شرایط آنها بکار برد. در این پایان نامه رفتار الکترومغناطیسی و حرارتی وابسته به زمان (خزش) یک دیسک دوار ساخته شده از مواد پیزوالکتریک هدفمند مورد مطالعه قرار گرفته است. این دیسک دوار در میدان ثابت مغناطیسی تحت گرادیان دمایی قرار داشته و یک پتانسیل الکتریکی به آن اعمال می گردد. خصوصیات حرارتی، مکانیکی، مغناطیسی و الکتریکی متغیر ساختار مورد نظر در راستای شعاعی با استفاده از توابع توانی تعیین و تحلیل خزشی با استفاده از معادله ی خزش توانی نورتون انجام شده است. با استفاده از معادله ی تعادل، سازگاری و معادلات اساسی الاستیک و خزشی رفتار دیسک مورد نظر، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از روش شبه تحلیلی که در محیط برنامه ی matlab کدنویسی شده، استفاده شده است. نتایج به صورت توزیع تنش، کرنش، پتانسیل الکتریکی و کرنش خزشی با استفاده از روابط پرانتدل-راوس به دست آمده اند. در نهایت اثر میدان مغناطیسی و پتانسیل الکتریکی در توزیع تنش و کرنش در طول دیسک مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین اثر نمای تابع توانی توزیع ماده ی هدفمند در رفتار الکترومغناطیسی و مکانیکی بررسی شده است. برای اعتبارسنجی نتایج، با توجه به امکان حل تحلیلی معادلات حاکم در حالت الاستیک، با صرف نظر از کرنش های خزشی، پاسخ معادلات در زمان اولیه به دست آمده و با نتایج روش شبه تحلیلی مقایسه شده اند. در نهایت نتایج نشان می دهند که با استفاده از مواد پیزوالکتریک هدفمند به جای مواد پیزوالکتریک معمولی، موجب کم شدن تنش های مکانیکی می گردد.

هدف این پایان نامه تدوین و توسعه روشی موثر برای بدست آوردن معادله ساختاری حاکم بر پلی اتیلن بر مبنای رویکرد پدیده شناختی می باشد، که از آن در مدلسازی رفتار مکانیکی مواد استفاده می شود. منظور از رویکرد پدیده شناختی استفاده از داده های آزمایشگاهی بر اساس متغییرهای حالت مثل درجه حرارت، کرنش و تنش می باشد. از آنجا که لوله های پلی اتیلنی برخلاف لوله های فلزی دچار خوردگی نمی شوند، و عامل اصلی تخریب این لوله ها پدیده ای به نام خزش می باشد. لذا در این تحقیق رفتار خزشی لوله های پلی اتیلنی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور نمونه هایی از جنس پلی اتیلن سنگین تهیه شده و در دماهای مختلف تحت آزمایش خزشی کششی با بار ثابت قرار گرفته است. به کمک نمودارهای بدست آمده از این آزمایش ها، معادله ساختاری حاکم بر رفتار خزشی ماده پیشنهاد شده است، سپس با برازش منحنی به روش حداقل مربعات غیرخطی، ضرایب معادله ساختاری پیشنهاد شده بدست آمده است. در نهایت نتایج بدست آمده با ادبیات فن موجود در این زمینه مورد مقایسه قرار گرفته است.

امروزه مشکل مصرف سوخت وسایل نقلیه در دستور کار طراحان دستگاه های انتقال قدرت قرار دارد. به همین دلیل روش های متفاوتی برای حل آن پیشنهاد شده و در این زمینه ها تحقیقات وسیعی انجام می گیرد. از جمله این راه حل ها، استفاده از دستگاه های انتقال قدرت پیوسته (cvt ها) می باشد که انتظار می رود در آینده طرح غالب در اکثر خودروها باشد. مزیت عمده این دستگاه ها مصرف بهینه سوخت و راحتی کاربری آن هاست ولی معایبی نیز دارند از جمله محدودیت ظرفیت گشتاور انتقالی، اتلاف انرژی در خود سیستم به علت اصطکاک داخلی و لغزش، همچنین قیمت بالای تمام شده. از این رو بررسی عملکرد این دستگاه ها در پروژه های تحقیقاتی اخیر اهمیت بالایی دارد تا اثر عیوب مذکور کاهش یابند. سیستم (van doorne’s) با یک تسمه از جمله مناسب ترین طرح ها در خودروهای شخصی می باشد که بزرگ ترین محدودیت آن همان ظرفیت انتقال گشتاور پایین آن است. در این پایان نامه، سیستم کامل تر دو تسمه ای مورد بررسی قرار گرفته است که در آن، این عیب تا حدودی مرتفع شده است. به همین منظور، یک مدل ریاضی برای بررسی اتلاف انرژی اصطکاکی و لغزشی این سیستم تدوین شده و نتایج آن با نتایج تجربی موجود در ادبیات فن برای یک گیربکس نمونه مقایسه شده است. این مقایسه نشان می دهد که مدل مذکور عملکرد خوبی دارد. همچنین از روش بهینه سازی گروه ذرات نیز استفاده شده است تا پارامترهای هندسی مکانیکی سیستم طوری تعیین شود که بازده مطلوب تر فراهم شود. نشان داده شده است که با این روش می توان بازده سیستم را تا 23 درصد افزایش داد و در عین حال مشخص شده است که نیروی کششی اولیه تسمه بیشترین تأثیر را در این زمینه دارد.

واماندگی ناشی از خزش یکی از مهم ترین عواملی است که عمر قطعات مکانیکی که در درجه حرارت بالا کار می کنند را تعیین می کند. از قطعات مهمی که در درجه حرارت بالا و تحت تنش های مکانیکی قرار دارند، پره ها ی توربین گازی می باشند. در طرح های جدید، به منظور کاهش درجه حرارت پره ها و جلوگیری از خزش، جریان سیال خنک کن از کانال هایی در این پره ها عبور داده می شود تا این جریان موجب کاهش درجه حرارت بدنه پره شود. بنابراین، یکی از عوامل مهم در عملکرد سیستم خنک کاری، ضریب همرفت جریان داخل کانال ها می باشد. در این پژوهش، با مدل سازی کانال های خنک کاری به صورت مبدل هایی با روکش حرارتی محافظ و همراه با خنک کاری فیلمی- همرفتی، تأثیر دما و رطوبت مخصوص سیال خنک کن و نیز زبری کانال آن در مقدار ضریب همرفت جریال داخل کانال تعیین شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

جدایی پوسته ها از هسته یک مسئله اساسی در سازه های ساندویچی می باشد که می تواند به علت بعضی از نواقص ساخت یا به دلیل بعضی حوادث خارجی ایجاد شود. تحت یک بارگذاری مشخص، این منطقه ضعیف رشد کرده و در نهایت منجر به جدایی بین پوسته و هسته می شود که یکی از رایج ترین نوع نقص در سازه های ساندویچی می باشد. این جدایی بین لایه ای می تواند سبب کاهش شدید تحمل نیرو توسط سازه شود و تحت بارگذاری ضعیف تری نسبت به آنچه که انتظار می رود، دچار گسیختگی گردد. همچنین ترک در قطعات می تواند به دو دلیل ایجاد شود. یکی به دلیل ترک اولیه که در هنگام تولید قطعه ایجاد می گردد و دیگری ترک خستگی که در اثر پدیده خستگی اتفاق می افتد.برای مدل سازی انتشار ترک و تعیین پیشروی آن، از نظریه آهنگ رهایی انرژی کرنشی استفاده می کنیم. هدف اصلی بررسی ترک و مسئله جدایی پوسته از هسته و بدست آوردن میدان تنش در نوک ترک و اطراف آن می باشد تا بتوان رفتار ترک و جدایی را بررسی نمود و بررسی کرد که آیا این ترک و جدایی رشد می کند و یا ثابت باقی می ماند. در این رساله، با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus به مدل سازی ترک در سازه ساندویچی پرداخته شده است. این مدل سازی در چهار حالت صورت گرفته است. دو حالت برای تعیین آهنگ رهایی انرژی کرنشی برای ترک در هسته در مد اول و مد دوم شکست، و همچنین دو حالت برای جدایی پوسته از هسته در همین دو مد انجام شده است. در هر چهار حالت، ترک اولیه مش بندی شده و آهنگ رهایی انرژی کرنشی به روش های مختلف محاسبه گردیده و سپس به مقایسه نتایج با داده های تجربی، که سازگاری قابل قبولی را نشان می دهند، پرداخته شده است.