هدف از این تحقیق تخمین تنش های موجود در اجزای رام خودرو پژو 405 و پیش بینی عمر خستگی رام می باشد. به طورکلی تنش های موجود در رام را می توان به دو دسته اصلی تقسیم نمود: تنش های مکانیکی که در اثر اعمال بارهای مکانیکی تولید می گردند و تنش های پسماند که پس از عملیات جوشکاری در قطعه بر جای می ماند. نظر به اینکه جوشها همواره به علت شرایط ذاتی خود دچار تمرکز تنش و دارای ریزترک های بیشتری نسبت به بقیه نقاط هستند، در این پژوهش بیشتر بر روی این نقاط تمرکز شده است. در این پایان نامه ابتدا با توجه به عوامل موثر بر تنش های پسماند این تنشها تخمین زده می شوند و سپس در تحلیلی دیگر، کل بدنه رام مدلسازی می گردد و بار مکانیکی اعمال شده و تنشهای مکانیکی حاصل می شود. در مرحله بعد تنشهای مکانیکی و پسماند با توجه به اصل بر هم نهی جمع می گردند و تنش کل به دست می آید. با تخمین تنش کل می توان به موقعیت بحرانی ترین نقاط پی برد. به این ترتیب شش نقطه به عنوان نقاط بحرانی معرفی خواهند شد. همین مراحل را می توان برای کرنش انجام داد و مقدارکرنش را در نقاط بحرانی مشخص نمود. در این پایان نامه از روش کرنش- عمر برای تخمین عمر خستگی رام استفاده می شود. بر اساس این روش نواحی که دارای کرنش بیشتری هستند، عمر کمتری دارند. با استفاده از این روش یک نقطه به عنوان حساس ترین نقطه از میان نقاط یاد شده معرفی خواهد شد و عمر خستگی در این نقطه تخمین زده خواهد شد. یک نمونه آزمایشگاهی نیز که دارای شرایط هندسی مانند بحرانی ترین نقطه است تهیه و مقدار بار تک محوری که موجب عمر خستگی مشابه با بحرانی ترین نقطه می گردد برای این نمونه به وسیله تست خستگی تعیین گردید. در مجموع عمر خستگی رام خودرو پژو 405 با عمر خستگی نمونه های آزمایشگاهی براساس بحرانی ترین محل خرابی خستگی در رام مقایسه و نتایج مورد بحث و نتیجه گیری قرار گرفت.

جوشکاری از جمله فن آوری های بسیار رایج در دنیای امروز استو تاثیر جوشکاری و فرایندهای مختلف آن در راحتی زندگی امروز و نیز اثرات یک جوش خوب در ایمنی و سلامت انسان امری انکار ناپذیر است.اما آنچه اهمیت دارد این است که اتصالات جوش نسبت به فلز پایه معمولآ خواص مکانیکی پایین تری داشته و بیشتر در معرض آسیب و شکست قرار می گیرند که شناخت پارامتر های موثر در استحکام خستگی میتواند به ایجاد جوش های مقاوم تر به خصوص در برابر بارهای خستگی کمک شایان نماید.برای شناخت پارامترهای موثر در استحکام خستگی یا نرخ گسترش ترک در اتصالات جوش همواره دو پارامتر ساختار میکروسکوپی و تنش های پسماند مورد بررسی قرار می گیرد و اثر این دو عامل یا بصورت همزمان و یا مجزا ،بررسی می شود.در فصل اول از این پایان نامه پس از شناخت انواع روش های جوشکاری و انواع اتصالات،به بررسی پارامترهای وابسته به استحکام خستگی یا مقاومت به گسترش ترک این اتصالات طبق نتایج آزمایشگاهی دیگر محققین پرداخته ایم.این پارامترها شامل : ترکیب شیمیایی و نسبت فازی در فلز، اندازه دانه های کریستالی و ساختار فلز، عملیات حرارتی و پس گرمایش پس از فرایند جوشکاری، نوع فرایند جوشکاری، تزریق برخی عناصر در حین فرایند جوشکاری، تنش های پسماند، نوع فلز جوش یا فلز پر کننده، هندسه اتصال جوش، سرعت جوشکاری، اثر موقعیت ابزار نسبت به راستای لبه اتصال، شکل و اندازه عیوب کریستالی، نوع جریان الکتریسیته می باشد که در اکثر این پارامترها استحکام خستگی یا گسترش ترک از جنبه میکروسکوپی بررسی شده است.با توجه به بررسی کلیه نتایج کار دیگر محققین،نتیجه شده است که تنش های پسماند حرارتی ضمن عملیات جوشکاری نقش بیشتری را نسبت به ساختار میکروسکوپی ،در نرخ گسترش ترک و به دنبال آن کاهش استحکام خستگی ایفا می کنند.بنابراین در فصل سوم اثر تنش های پسماند حرارتی در نرخ گسترش ترک اتصال جوش بررسی شده است و همچنین توزیع این تنش ها در مناطق مختلف اتصال جوش توسط نرم افزار abaqus ،به منظور پیش بینی مناطق ضعیف اتصال جوش نشان داده شده است.

مکانیک شکست دارای کاربردهای بسیار گسترده ای در طراحی قطعات سازه ها و ماشین آلات مربوط به صنایع مختلف مانند صنایع نیروگاهی ، خودروسازی ، کشتی سازی، هوافضا و ... می باشد در این پروژه برای بررسی رشد ترک خستگی ابتدا دو صفحه آلومینیوم-t6 7075 al هر کدام به ضخامت 15 میلیمتر و به پهنای 35 میلیمتر و طول 130 میلیمتر بصورت لب به لب و با فاصله کپ 1.5 میلیمتر و با پخ v دوطرفه 30 درجه به روش جوشکاری تیگ با سیم جوش 5356al به قطر 2.4 میلیمتر وبا تعداد 6 پاس جوشکاری شده است.سپس توسط عملیات تراش و فرز کاری نمونه های کششی فشرده (ct) بدست آمد بطوری که خط جوش در راستای خط ترک می باشد آنگاه توسط دستگاه تست خستگی با نیروی ماکزیمم 4000 نیوتن و 400 نیوتن تحت بار گذاری سیکلی قرار گرفت و نمودار رشد ترک برحسب طول ترک و به طبع دامنه فاکتور شدت تنش برحسب نرخ رشد ترک رسم گردید و همچنین مقدار دامنه فاکتور شدت تنش در نمونه مدلسازی شده در نرم افزار abaqus مقایسه گردید .

در این پایان نامه به بررسی اثر تنش های پسماند بر ضریب شدت تنش در اطراف سوراخ های کارسرد شده در آلیاژ آلومینیوم 3003 پرداخته ایم. بدین منظور سه نمونه آزمایشگاهی جهت بررسی نیروی وارد شده به مرغک، در طول مدت ورود به سوراخ تا زمان خروج کامل از آن تهیه و مورد آزمایش قرار گرفته اند. برای مدلسازی از آنالیز سه بعدی در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس استفاده شده است. جهت بدست آوردن ضریب شدت تنش، از روش کرنش سنج منفرد در آنالیز استفاده کرده ایم. نشان داده ایم که توزیع تنش متفاوتی بر روی سطوح داخلی و خارجی نمونه وجود دارد و باید از آنالیز دو بعدی اجتناب نمود. این توزیع متفاوت، جبهه ترک p شکل را ایجاد می کند، که نشان دهنده ی نرخ رشد متفاوت بر روی سطوح داخلی و خارجی است. سه مدل متفاوت با مقادیر انبساط مختلف در نظر گرفته شده و تاثیرات آنها بر روی ضریب شدت تنش، مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین اثر اصطکاک و تاثیر وجود ترک قبل از فرآیند انبساط سرد بر توزیع تنش های پسماند، مطالعه شده است. مشاهده شد که، با حذف اصطکاک بین دیواره مرغک و سوراخ توزیع تنش متفاوتی در حین ورود مرغک به دست نیامد. بنابراین این اتفاق می تواند نشان دهنده این مساله باشد که پیش بینی مقدار تنش های پسماند بوجود آمده بر اساس مقدار نیروی وارده به مرغک، کار صحیحی نمی باشد. در نتیجه مهمترین ملاک در پیش بینی مقادیر تنش پسماند در فرآیند انبساط سرد، مقدار و درصد انبساط می باشد. تنش پسماند فشاری ایجاد شده در طول ضخامت نمونه متغیر است، به طوری که سطح خارجی دارای بیشترین مقدار و سطح داخلی دارای کمترین مقدار است. همچنین معمولا نتایج سطح میانی با نتایج مدلسازی دو بعدی از نزدیکی خوبی برخوردار بوده و مطابقت می کنند. همین امر نشان می دهد که باید از مدلسازی دو بعدی مخصوصا در شرایطی که ضخامت نمونه زیاد است، پرهیز نمود. برای نمونه هایی که دارای ضخامت کم می باشند، تفاوت چندانی در توزیع تنش پسماند در طول ضخامت مشاهده نمی شود. به طوریکه در مورد ضخامت های کم نتایج به دست آمده از مدل سازی دو بعدی با دقت مناسب شبیه نتایج به دست آمده از مدل سازی سه بعدی است . هرچه میزان درصد انبساط سرد افزایش یابد، میزان تنش های پسماند فشاری بیشتر شده که این خود باعث کاهش در مقدار ضریب شدت تنش می گردد. همچنین به دلیل توزیع متفاوت تنش پسماند در عمق نمونه، مقدار ضریب شدت تنش نیز متفاوت است. لازم به ذکر است که بر اساس نتایج بدست آمده، انجام فرآیند انبساط سرد در زمانی که قطعه دارای ترک می باشد نیز می تواند در راستای کاهش مقدار ضریب شدت تنش موثر واقع شود. این تاثیر تابع طول ترک و درصد انبساط می باشد.

در این رساله مدلسازی رفتار مواد، تعیین تنش پسماند و عمر خستگی در لوله های جدار ضخیم یکپارچه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تنشهای پسماند در لوله های مرکب اتوفرتاژ شده بعد از جازنی تعیین شدهاند. لوله مرکب از دو لوله در هم جازده شده تشکیل شده که بعد از جازنی اتوفرتاژ گردیدهاند. برای تعیین تنشهای پسماند از خواص واقعی مواد استفاده شده است. مواد مطالعه شده در این تحقیق، آلیاژهای آلومینیوم a7075-t73 و a7075-o مورد استفاده در لولههای جدار ضخیم و فولاد din1.0406 مورد استفاده در لولههای تزریق موتورهای دیزل میباشند. مدلسازی رفتارهای بارگذاری و باربرداری مواد با استحکام بالا، نقش مهمی در تحلیل فرآیند اتوفرتاژ لولهها دارد. گرچه رفتار بارگذاری چنین موادی نزدیک حالت الاستیک- پلاستیک کامل است، اما رفتار باربرداری آنها با توجه به اثر باشینگر پیچیده میباشد. ضریب باشینگر بیشترین تاثیر را بر مدل¬سازی رفتار مواد پر استحکام دارد و باعث کاهش اثر مفید اتوفرتاژ خواهد شد. در مطالعات انجام شده در این رساله جهت بهرهگیری از یک مدل رفتاری مناسب و گردآوری دادههای تجربی، یک دستگاه سروهیدرولیک اینسترون و نتایج آزمایشگاهی تست¬های کشش- فشار تک محوره استفاده گردیده است. با توجه به اینکه در آلیاژهای مورد نظر معمولاً کرنش پلاستیک ایجاد شده به عنوان مشخصه باربرداری مطرح میباشد بنابراین برای مدل¬سازی رفتار این مواد لازم است آزمایش¬های مذکور با کرنش¬های پلاستیک متفاوت انجام گیرد. در این رساله همچنین موارد مهمی از جمله تاثیر مقدار کرنشهای پلاستیک ایجاد شده بر مدول یانگ و ضریب اثر باشینگر بررسی شدهاند. در نهایت خواص مکانیکی و رفتار فولاد din1.0406 با فولادهایی نظیر din1.6959، hy 180 و ph 13-8mo و رفتار آلیاژ آلومینیوم a7075 با آلیاژ آلومینیوم a5083 مورد استفاده در لولهها مقایسه گردیده است. در این تحقیق سعی بر آن شده است که تاثیر ضریب باشینگر بر روی تنشهای پسماند مورد بررسی قرار گیرد. در تعیین تنش پسماند از روش خواص ماده متغیر (vmp) استفاده شده است. همچنین تحلیل مذکور با استفاده از روش عددی fem توسط نرم افزار ansys و روش تحلیلی ایدهآل انجام شده و نتایج با یکدیگر مقایسه گردیده است. تعیین تنشهای پسماند در لولههای مرکب اتوفرتاژ شده بعد از جازنی و مقایسه آن با لوله یکپارچه از آلیاژ آلومینیوم a7075-o از دیگر مطالعات انجام شده در این رساله میباشد. در بخش پایانی این رساله، عمر خستگی لولههایی از جنس آلیاژ آلومینیوم a7075-o به صورت عددی و تجربی مطالعه و با هم مقایسه گردیدهاند.

چکیده پایان نامه: مشخصات عملکردی هر خودرو بر روی جاده نتیجه برهم¬کنش دینامیکی مؤلفه¬های مختلفی از ساختار خودرو است. اما در این میان تایر خودرو به سبب اینکه مستقیما با سطح جاده در تماس است نقش خاص و مهمی دارد. در واقع تایر مولد نیروها و گشتاورهایی است که کنترل حرکت خودرو را شامل می¬شود. اگرچه تایر ساختار نسبتا پیچیده¬ای دارد اما می¬توان با معین کردن و معرفی پارامترهایی خاص، مدلسازی رفتار لغزشی تایر را ساده¬سازی کرد. پیچیدگی ساختار و رفتارتایر آنچنان است که تاکنون تئوری کامل و جامعی که بتواند پاسخگوی سوالات متعدد در زمینه پیش¬بینی رفتار عملکردی تایر باشد، ارائه نشده است. تئوری¬های ارائه شده با چاشنی¬ای از روابط یا پارامترهایی که به طریق تجربی بدست می¬آیند –نه به روش تحلیل ریاضی و فیزیکی – مخلوط شده¬اند. هدف ما در اینجا بیان و توصیف اثر مشخصات هندسی تایر و فشار باد بر نیروی جانبی و گشتاور خودتنظیم تایر است، که در رفتار و عملکرد دینامیکی تایر نقش مؤثر و اساسی دارد. بدین منظور از نرم افزار آباکوس در مدل¬سازی¬هایمان بهره برده¬ایم. اثر هندسه تایر را با سه پارامتر: قطر رینگ، عرض مقطع و نسبت منظر بیان می¬شود. مشخص می¬شود برای یک مقدار ثابت بار نرمال، افزایش نسبت منظر تایر و نیز افزایش فشار باد موجب کاهش گشتاور خودتنظیم می¬شود؛ در حالیکه برای سایر پارامترها اظهار نظری از این نوع را نمی¬توان ارائه کرد.