بهبود عملکرد ماشینکاری و براده بَرداری از فلزات یکی از نیازهای اساسی در تولید صنعتی می باشد. در این زمینه، ارتعاش چَتِر به عنوان یک عامل بازدارنده در بالا بردن بازده عملیات براده برداری شناخته میشود. دلیل این امر، ایجاد اثرات مضری همچون کیفیت سطح نهایی ضعیف، فرسایش زودرس ابزار ماشینکاری، و خرابی ماشین ابزار و یا ابزار ماشینکاری به هنگام رخ دادن پدید چتِر می باشد. در این پژوهش، روشی جدید برای کنترل نیمه فعّال ارتعاشات چتِر، با استفاده از میراگرهای هوشمند مگنتورئولوژیک مورد مطالعه قرار میگیرد. بهبود براده برداری ایمن از شرایط چتِر، با استفاده از مدلسازی یک میراگر مگنتورئولوژیک در فرآیند تراشکاری مطالعه گردیده و استراتژی کنترلی فازی ارائه میگردد. چتِر یک ارتعاش ناپایدار خود تحریک است که عمدتاً به واسطه اثر موج احیا شونده در حین عملیات ماشینکاری رخ میدهد. مشخصات دینامیکی سازه ای ، به ویژه اندازه، فاز، و قسمتهای حقیقی و موهومی تابع پاسخ فرکانسی، پارامترهای اساسی میباشند که در نمودار پایداری تأثیرگذار هستند. نمودار پایداری، در حقیقت مشخص کننده ی مرز های بین شرایط پایدار و ناپایدار در فرآیند براده برداری میباشد. در رساله ی حاضر، کاهش چتِر با تغییر دادن این عوامل به صورت نیمه فعّال و به وسیله ی یک میراگر مگنتورئولوژیک که بین ابزارگیر و یک قسمت بدون ارتعاش دستگاه قرار داده شده انجام میشود. در ابتدا یک شبیه سازی کامپیوتری برای بررسی ارتعاش ماشین ابزار انجام گردیده و با استفاده از مدل بوک-ون اصلاح شده، مدلی مجزا برای میراگر مگنتورئولوژیک ارائه میشود. نرم افزار تهیه شده قابلیت در نظر گرفتن اثر امواج احیا شونده را دارا می باشد، به این معنی که محاسبه ی ضخامت دینامیکی براده به علت ارتعاش نسبی، با توجه به موج حاضر و موج پیشین ایجاد شده روی سطح قطعه کار در نظر گرفته شده است. از آنجا که سیستم کلی به علّت وجود میراگر مگنتورئولوژیک و کنترلر، غیر خطی میباشد، روشهای معمول تولید نمودار مرز های پایداری که در حوزه فرکانس انجام میشوند، در اینجا قابل استفاده نیستند. به این منظور، با ارائه ی راهکاری از شبیه سازی در حوزه زمان به جهت تشخیص شرایط چتِر و ایجاد نمودارهای پایداری استفاده شده است. در مرحله بعد، مدل میراگر مگنتورئولوژیک و برنامه ی شبیه سازی چتِر با هم ترکیب میشوند تا با استفاده از مدل یکپارچه ی به دست آمده، اثر میراگر مگنتورئولوژیک بر روی نمودار پایداری مورد برسی قرار گیرد. در نهایت، یک کنترلر فازی به منظور انتخاب بهترین ولتاژ برای میراگر مگنتورئولوژیک در هر لحظه طراحی میگردد. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی این میباشند که رویکرد ارائه شده در کاهش شرایط چتِر به خوبی پایداری عملیات ماشینکاری را افزایش میدهد.

استفاده از استوانه های جدار نازکfgm در طول سال های اخیر در محیط های با دمای حرارتی بالا، نظیر راکتور های هسته ای و صنایع هوایی و فضایی با سرعت بالا، کاربرد بسیاری پیداکرده اند. مبحث کمانش در رفتار مکانیکی آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پروژه، کمانش مکانیکی و حرارتی استوانه های جدار نازک fgm تحت بارگذاری شعاعی و محوری در محیط های حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. ماده fgm ترکیبی از فلز و سرامیک فرض شده، خواص ماده به صورت تابعی از ضخامت پوسته،آرام و پیوسته برحسب توزیع توانی نسبتهای حجمی تشکیل دهنده(فلز و سرامیک) تغییر می کند، همچنین خواص ماده وابسته به دما در نظرگرفته شده است. معادلات بر اساس تئوری مرتبه اول پوسته ها و روابط غیرخطی سینماتیک ساندرز می باشند. ابتدا طبق تئوری دانل معادلات تعادل و پایداری استوانه های جدار نازک استخراج و توابع مثلثاتی برای تغییر مکان که شرایط مرزی را ارضا کند، در نظرگرفته شده، نتایج در مورد تکیه گاه ساده تحت 3 نوع شرط مرزی حرارتی ارائه شده است. همچنین با اعمال روش اجزای محدود بر تغییرات دوم انرژی (معیار ترفتز) با صرفنظر کردن از چرخش های قبل از کمانش، پایداری استوانه جدار نازک fgm مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر آن به کمک نرم افزار اجزای محدود abaqus، مقادیر ویژه بار بحرانی محاسبه و نتایج تحلیلی بدست آمده با نتایج نرم افزار مقایسه شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، اثرات تغییرات توان نسبت حجمی، پارامترهای هندسی نظیر نسبت شعاع به ضخامت و نسبت طول به شعاع و محیط حرارتی خارجی بر بار کمانش مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد، بار بحرانی کمانش تحت بارگذاری محوری مستقل از نسبت طول به شعاع است و با افزایش این نسبت فقط تعداد مود شیپ های هندسی کمانش افزایش می یابد، ولی با افزایش نسبت شعاع به ضخامت بار بحرانی کمانش به شدت کاهش می یابد. در بارگذاری شعاعی بار بحرانی کمانش با افزایش نسبت طول به شعاع و نسبت شعاع به ضخامت کاهش می یابد. در هر دو نوع بارگذاری مکانیکی ذکر شده، بار بحرانی کمانش به شدت به توان نسبت حجمی وابسته است و با افزایش توان نسبت حجمی کاهش پیدا می کند. در نهایت کمانش حرارتی تحت 3 نوع بارگذاری تغییرات یکنواخت، خطی و غیر خطی دما در دو حالت خواص وابسته به دما و خواص مستقل از دما بررسی شده است. نتایج کمانش حرارتی نشان می دهد که اختلاف درجه حرارت بحرانی، با افزایش پارامتر هندسی نسبت شعاع به ضخامت وافزایش توان نسبت حجمی، کاهش می یابد. اختلاف درجه حرارت بحرانی در حالت خواص وابسته به دما به مراتب کمتر ازخواص مستقل از دما می باشد. نتایج برای حالات مختلف بارگذاری مکانیکی و حرارتی و چند ترکیب مختلف فلز و سرامیک ارائه و با مقالات دیگران مقایسه شده است.

روش المان محدود طیفی به عنوان یک روش مدل سازی دینامیکی دقیق سازه های مهندسی شناخته می شود. در این تحقیق مدل المان محدود طیفی برای آنالیز ارتعاشی ورق های مستطیلی چندلا متقارن و نامتقارن عمودبرش و هم چنین ورق های با میراگرهای فعال، غیرفعال و میراگرهای دوگان فعال- غیرفعال ارایه می شود. بر خلاف سازه های یک بعدی، بررسی رفتار موج در سازه دوبعدی پیچیده تر می باشد. بنابرانی در این تحقیق مدل المان محدود طیفی تنها برای ورق های نوع لوی ارایه شده است که در نتیجه مسأله ورق دوبعدی به یک مسأله ورق یک بعدی معادل تبدیل می شود. سپس ورق با استفاده از روش نوار محدود به چندین نوار تقسیم می شود که المان های طیفی در راستای عمود بر این نوارها تعریف شده است. فرمول بندی المان محدود طیفی شامل معادله های دیفرانسیل پاره ای حرکت، میدان جابجایی، تابع های شکل و ماتریس المان طیفی می باشد. آنالیز ارتعاشی ورق های مستطیلی چندلا متقارن و نامتقارن عمودبرش شامل ارتعاش آزاد و ارتعاش واداشته می باشد. در ارتعاش آزاد فرکانس های طبیعی و شکل مودها برای ورق های مستطیلی با ابعاد مختلف محاسبه می شوند و در ارتعاش واداشته ارتعاش ورق زیر بارگذاری های متمرکز و گسترده ضربه ای با محتوای فرکانسی بالا بررسی می شود. نتیجه های روش المان محدود طیفی با نتیجه های روش تحلیلی و روش المان محدود در حوزه زمان، مقایسه و اثر کاهش حجم محاسبه و دقت حل روش المان محدود طیفی نسبت به روش المان محدود در حوزه زمان ارزیابی می شود. میراگرهای دوگان فعال- غیرفعال از دو لایه مرکب پیزوالکتریک و ویسکوالاستیک تشکیل شده اند که بر روی لایه میزبان الاستیک سوار می شوند. معادله های حرکت حاکم بر ورق با میراگر دوگان فعال- غیرفعال به کمک اصل همیلتون استخراج و سپس ماتریس المان طیفی از حل دقیق دستگاه معادله دیفرانسیل درهم گیر حاکم در حوزه فرکانس فرمول بندی می شود. عمل کرد میرایی میراگرهای دوگان فعال- غیر فعال نسبت به میراگرهای فعال و غیرفعال با استفاده از یک کنترل کننده مشتقی- تناسبی مورد بررسی قرار می گیرد. برای درست سنجی و دقت حل فرمول بندی المان طیفی ورق های با میراگر دوگان فعال- غیرفعال، نتیجه ها با نتیجه های روش تحلیلی مقایسه می شوند.

در تحقیق حاضر، سازه های بتن آرمه با قاب خمشی بر اساس کمینه کردن شاخص خسارت با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده اند . خسارت در یک عضو سازه ای فرآیندی است که در اثر بارگذاری بر روی آن ایجاد می شود و در صورتی که بارگذاری افزایش پیدا کند، این فرآیند نیز توسعه می یابد. خسارت وقتی در مورد یک عضو یا یک اتصال مطرح است به آن خسارت موضعی گفته می شود. ممکن است خسارت در یک طبقه از ساختمان مورد مطالعه باشد، بدیهی است این نوع خسارت ترکیبی از خسارت های موضعی اعضاء تشکیل دهنده آن طبقه خواهد بود که به آن خسارت طبقه اطلاق می شود. همچنین در صورتی که آسیب دیدگی کل ساختمان مورد نظر باشد به آن خسارت کلی گفته می شود. شاخص خسارت اندازه کمی (عددی) میزان خسارت وارد شده به یک عضو، طبقه و یا کل ساختمان را معین می نماید. بحث مربوط به اندازه گیری خسارت در ساختمان ها حدود سی سال است که در ادبیات فنی ظاهر شده است. پس از مطالعه بر روی انواع شاخص های خسارت ارائه شده در سال های اخیر، شاخص خسارت اصلاح شده پارک-آنگ به عنوان روش ارزیابی خسارت در این پایان نامه مورد استفاده قرار گرفت. از آنجا که محاسبه این شاخص خسارت نیاز به تحلیل های غیر خطی و دینامیکی دارد، از نرم افزار کدباز و قدرتمند opensees جهت این امر استفاده شد. سپس با نوشتن برنامه ای در محیط نرم افزار متلب و با فراخوانی خروجی های مورد نیاز از نرم افزار opensees ، شاخص خسارت اصلاح شده پارک-آنگ محاسبه گردید. در نهایت با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک ، دو تیپ سازه 3 و 6 طبقه تحت سه زلزله طبس، منجیل و السنترو بهینه سازی شدند. در این پایان نامه سعی گردید علاوه بر کمینه کردن شاخص خسارت سازه در طول مراحل بهینه سازی، وزن سازه نیز کاهش یابد تا طرح بهینه از لحاظ اقتصادی نیز توجیه پذیر باشد. نتایج حاصل شده، بیانگر کارا بودن استفاده از الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزاری جهت بهینه سازی می باشد

ورق های دایره ای سوراخ دار چرخان در بخش های مختلف صنعت کاربردهای فراوان و مهمی دارند. تحلیل ارتعاشی ورق های دایره ای سوراخ دار چرخان می تواند در ساخت هرچه کارآمدتر آن ها به ما کمک کند. با ساخت این ورق ها از جنس مواد با عملکرد درجه-بندی شده، ما قابلیت های بیشتری از آن ها می توانیم استخراج کنیم. مواد درجه بندی شده، نوعی از مواد مرکب هستند که ساختار مواد در آن ها به صورت پیوسته از سطحی به سطح دیگر تغییر می کند. این ویژگی، توانمندی ها و انعطاف پذیری زیادی به طراحان و سازندگان در زمینه ساخت قطعاتی که باید شرایط سخت محیطی یا اعمالی را تحمل کنند، به ما ارائه می دهد. در این پایان نامه ورق دایره ای سوراخ دار از جنس ماده با عملکرد درجه بندی شده در حالات حرکت شتاب دار مورد تحلیل ارتعاشی قرار می گیرد. روابط حاکم از تئوری کلاسیک ورق به دست می آید. معادلات حرکت ورق در دستگاه استوانه ای با استفاده از دیاگرام آزاد نیرویی آن به دست می آید. معادلات حرکت در راستای شعاعی و مماسی از روش انتگرال گیری دیفرانسیلی حل می شوند و نتایج آن به عنوان ضرایب در معادله حرکت در راستای ضخامت بکار گرفته می شود. معادله حرکت در راستای ضخامت از روش انتگرال گیری دیفرانسیلی گسسته سازی و سپس حل می گردد. فرکانس های طبیعی بی بعد به دست آمده مختلط هستند که نشان گر تغییر در دامنه نوسان علاوه بر تغییر فرکانس می باشند. نتایج عددی برای ترکیب هایی از دو شرط مرزی تکیه گاه ساده و گیردار به دست آمده اند. تأثیر تغییر تابع شتاب زاویه ای، اندیس درجه بندی، تعداد امواج محیطی، ضخامت و نسبت شعاع داخلی به بیرونی ورق بر تغییر دامنه و فرکانس نشان داده شده است.

از آنجایی که اتمهای سطحی تعیین کننده خواص شیمیایی از جمله واکنش پذیری مواد هستند، برای یک ماده الاستیک با اندازه کوچک ، اثرات سطحی را نمی توان نادیده گرفت چرا که نسبت سطح به حجم بخش بسیار عمده ای تشکیل می دهد . در این پایان نامه با اضافه کردن اثرات سطحی، به تحلیل کمانش و ارتعاش نانوصفحات با خواص همسانگرد پرداخته شده است. برای مسئله کمانش، نیروهای وارده بر نانوصفحه به صورت محوری و برش خالص در نظر گرفته شده است. سه ماده مختلف مانند گرافن، نقره و آلومینیم مورد مطالعه قرار گرفته است. از جمله ویژگی های منحصر به فرد گرافن می توان به اندازه نانومتری، سختی و استحکام مکانیکی بسیار زیاد، قدرت رسانایی الکتریکی و حرارتی بسیار بالا، انعطاف پذیری و خاصیت مغناطیسی اشاره کرد. این ویژگی های منحصر به فرد باعث شده تا این ماده مورد توجه دانشمندان در حوزه های مختلف قرار گیرد. برای بررسی اثرات مقیاس کوچک از نظریه غیر محلی ارینگن و برای بررسی اثرات سطحی از نظریه گورتین- مرداک در استخراج معادلات ساختاری استفاده شده است. نظریه غیرمحلی به دلیل تطابق خوب نتایج آن با نتایج شبیه سازی های اتمی انتخاب شده است. خواص سطحی گورتین- مرداک شامل کشش سطحی، سطح تنش پسماند سطحی و چگالی سطحی است. برای استخراج معادلات کمانش و ارتعاش نانوصفحات همسانگرد از نظریه کلاسیک صفحات و برای حل معادلات استخراج شده از روش تفاضل محدود استفاده شده است. روش تفاضل محدود، از از عبارات تفاضلی برای مدل کردن معادله دیفرانسیل ورق و همچنین شرایط مرزی استفاده می کند. از این رو حل مساله خمش همزمان به حل مجموعه ای از معادلات جبری که برای هر نقطه شبکه در داخل ورق نوشته شده، تبدیل می شود. در ادامه توسط یک برنامه در محیط نرم افزار متلب اقدام به حل مساله شده و تاثیر پارامترهای مختلف بر بار بحرانی کمانشی و فرکانس ارتعاشی مطالعه گردیده است. از روش حل ناویر برای اعتبارسنجی نتایج بهره گرفته شد. تاثیر ضریب مقیاس کوچک، اثرات سطحی، مودهای مختلف، نسبت بار، نسبت ابعاد، شرایط مرزی مختلف واثرات حرارت بر کمانش و ارتعاش نانوصفحات بررسی شده است. نشان داده شده استکه روش تفاضل محدود، روش مناسبی برای بررسی نانوساختارها??به لحاظ دقت و همگرایی میباشد.زمانی که طول صفحه افزایش می یابد، اثرات سطحی بر روی نسبت بار کمانش بحرانی بیشترمی شود.همچنین افزایش پارامترغیر محلی، اثرات مدول الاستیک سطحی و تنش پسماند سطحی را کاهش می دهد.از سوی دیگر با افزایش مود کمانش ،اثرات سطحی کاهش می یابد.

در این پژوهش آنالیز ارتعاش آزاد ورق مرکب لایه لایه بر پایه تئوری دو متغیره پالوده شده به روش المان محدود سلسله مراتبی مورد بررسی قرار گرفته است. تئوری ورق دو متغیره پالوده شده یک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالاتر است، که درمعادله ی حرکت آن از دو مولفه ی خمشی و برشی برای تغییرات میدان جابجایی استفاده می گردد. روش المان محدود سلسله مراتبی یک روش تظریف نوعp است، که مرتبه ی تابع های شکل تقریب جابجایی با استفاده از نقاط مجازی در المان افزایش می یابد و موجب افزایش سرعت حل مساله می گردد. در این مقاله اثر پارامتر های نسبت مدول های یانگ، طول به عرض ، طول به ضخامت و شرایط مرزی گوناگون ورق مرکب لایه لایه بر پاسخ ارتعاش آزاد به روش های المان محدود استاندارد و سلسله مراتبی به دست آمده است و نتایج آن با حل تحلیلی تئوری دومتغیره پالوده شده مقایسه گردیده است.