آنچه در این پروژه مورد بررسی و تحلیل تنش قرار می گیرد، پوسته استوانه ای باز با طول نامحدود می باشد که شرایط بارگذاری آن به صورت فشار داخلی و یا خارجی می باشد. علاوه بر آنکه جنس ورق به صورت ارتوتروپیک وهدفمند می باشد، با توجه به هندسه پوسته، مساله به صورت کرنش صفحه ای می باشد. برای ایجاد شرایط همزمان ارتوتروپیک و هدفمند، ماده به صورت مرکب در نظر گرفته می شود به نحوی که درصد الیاف نسبت به زمینه در راستای شعاع متغیر باشد و این تغییرمی تواند وابسته به یکی از توابع مانند تابع غیرخطی، توانی و یا نمایی باشد. لازم به ذکر است که در این پروژه فرض بر آن است که الیاف ماده مرکب همراستا با محور طولی استوانه و یا کاملا عمود بر آن باشد. معادلات حاکم از روش اجزای محدود و با استفاده از روش حداقل انرژی پتانسیل استخراج گردیده است. درگام بعدی رفتار استاتیکی پوسته هدفمند با استفاده از تابع توانی بررسی می گردد. در این حالت نیز مانند حالت قبل از روش اجزای محدود و حداقل انرژی پتانسیل استفاده شده است. در نهایت، رفتار استاتیکی پوسته هدفمند ارتوتروپیک برای مقادیر متفاوت از توان هدفمند و بارگذاری های متفاوت در توابع غیرخطی و توانی بحث شده و نتایج عددی با مراجع موجود مقایسه می گردد. واژه های کلیدی: مواد هدفمند، پوسته استوانه ای باز، روش المان محدود، کرنش صفحه ای

هدف از انجام این پروژه، تحلیل پوسته استوانه ای هدفمند ارتوتروپیک تحت بار گذاری حرارتی واستاتیکی است. به این منظور ابتدا تحلیل حرارتی واستاتیکی پوسته استوانه ای هدفمند با طول بی نهایت تحت بارگذاری حرارتی و استاتیکی با استفاده از روش عددی (تفاضل محدود) انجام شده است. حل این قسمت، با توجه به اینکه بارگذاری حرارتی واستاتیکی به صورت متقارن محوری و با طول بی نهایت است، تحت حالت کرنش صفحه ای، انجام شده است. معادلات حاکم با استفاده از چهار معادله تعادل استخراج می شود و برای حل آنها از روش تفاضل محدود استفاده می شود و برای یافتن جواب های مورد نظر از روش غیرمستقیم گوس سایدل استفاده شده است. در اینجا مدول یانگ و ضریب هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی به صورت رابطه غیرخطی در راستای ضخامت پوسته تغییر می کند.با حل معادلات حاکم مقادیر جابجایی برای لایه های مختلف بدست آمده و با استفاده از روابط کرنش- جابجایی و تنش- کرنش، مقادیر تنش در لایه های مختلف بدست آمده است. در اینجا رفتار استاتیکی استوانه جدار ضخیم هدفمند ارتوتروپ برای مقادیر مختلف از توان ماده هدفمند بررسی شده و همچنین رفتار استاتیکی استوانه جدار ضخیم هدفمند ارتوتروپ با رفتار استاتیکی استوانه جدار ضخیم ساخته شده از مواد مرکب دو لایه ، سه لایه و چهار لایه تحت شرایط متشابه مقایسه شده است. درنهایت رفتار استاتیکی استوانه هدفمند ارتوتروپ برای مقادیر مختلف از توان ماده هدفمند برای ضخامت های مختلف بررسی شده است.

استفاده از تیرها به عنوان اجزای اصلی سازه ها در زمینه های مختلف اعم از هوافضا، دریایی، عمرانی و ... بسیار معمول بوده است، از سوی دیگر نانوکامپوزیت‏های تقویت شده با نانو لوله کربن به دلیل دارا بودن خواص مطلوب مکانیکی، حرارتی و فیزیکی، امروزه به طور گسترده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. از این رو در این تحقیق تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری تیر هدفمند تقویت شده با نانولوله کربن تک دیواره بررسی می شود. در قسمت اول بر اساس تئوری تیر اویلر برنولی و تئوری تیر تیموشنکو و با استفاده از روش عددی دیفرانسیل کوادریچر تعمیم یافته تحلیل ارتعاشات آزاد تیر هدفمند تقویت شده با نانولوله کربن بررسی شده است. در قسمت دوم بر اساس تئوری تیر اویلر برنولی و با روش المان محدود و نیومارک تحلیل ارتعاشات اجباری تیر هدفمند تقویت شده با نانولوله کربن تحت بار متمرکز متحرک با سرعت ثابت مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا همگرایی و دقت روش های ارائه شده با مقایسه نتایج به دست آمده از تحلیل تیر هدفمند، با نتایج دیگر تحقیقات اعتباردهی شده و سپس تاثیر ابعاد هندسی، نوع تکیه گاه و از همه مهم تر نحوه توزیع نانولوله کربن و درصد حجمی آن بر فرکانس طبیعی و پاسخ دینامیکی تیر مورد بررسی قرار گرفته است.

توسعه نانولوله های کربنی توجه بسیاری از محققین را برای استفاده از آنها به عنوان الیاف تقویت کننده پلیمرها به خود جلب نموده است. این الیاف می تواند جهت بهبود خواص کامپوزیت ها و به عنوان جایگزین مناسبی برای الیاف های متداول مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر آن، نانوکامپوزیت های پلیمری مبتنی بر نانولوله کربنی از جمله موادی هستند که بسیار مورد مطالعه قرار گرفته اند، زیرا ساخت این دسته از کامپوزیت ها بر اساس روش های متداول، به راحتی و بدون آسیب به نانولوله های کربنی امکان پذیر بوده و این امر نویدبخش تولید انبوه این دسته از کامپوزیت ها همراه با کاهش هزینه تولید در آینده خواهد بود. بسیاری از مطالعات انجام شده بر روی کامپوزیت های تقویت شده با نانولوله کربنی بر روی خواص آنها متمرکز است. اگرچه این مطالعات در تشخیص رفتار تنش-کرنش این کامپوزیت ها مفید بوده، اما استفاده از آنها به عنوان جزیی از یک سازه واقعی، هدف نهایی توسعه این دسته از مواد است. در نتیجه نیاز هست که پاسخ کلی کامپوزیت های تقویت شده با نانولوله کربنی به عنوان جزیی از یک سازه واقعی را مشاهده کرد. بنابراین هدف پژوهش حاضر، مطالعه اثر نانولوله کربنی بر روی خواص مکانیکی و ارتعاشی سازه های نانوکامپوزیتی می باشد. در این تحقیق، مطالعات جامعی بر روی اثر مرفولوژی نانولوله کربنی بر رفتار ارتعاشی کامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های کربنی انجام گرفته است. ارتعاشات آزاد و اجباری تیرهای نانوکامپوزیتی غیریکنواخت هدفمند پلی استر- نانولوله کربنی بر اساس تئوری تیر تیموشنکو بررسی شده است. پاسخ دینامیکی تیرهای نانوکامپوزیتی تحت اثر چندین بار متحرک نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. در پایان نیز مجموعه ای از مطالعات آزمایشگاهی جهت صحت سنجی نتایج حاصل از این پژوهش انجام گرفته است.

در این پروژه بهینه سازی دو منظوره پوسته های استوانه ای چند لایه مد نظر می باشد. برای این منظور استحکام تحت بار یکنواخت گسترده و کوچکترین فرکانس طبیعی پوسته را به عنوان معیار بهینه سازی تعریف می شود. روش استفاده شده روش الگوریتم ژنتیک مر باشد که با استفاده از روش مجموع وزنی دو معیار، به معیار واحد تبدیل شده و این معیار بهینه می شود. بهینه سازی بر روی پوسته استوانه ای بسته به طول محدود انجام گرفته و معادلات تنش و ارتعاش آن با استفاده از الاستیسیته سه بعدی حل گردیده است و نتایج آن ها با مراجع چاپ شده مقایسه گردیده است. نتایج بهینه سازی انجام شده به صورت جدول و نمودار ارائه شده است.

هدف از انجام این پروژه تحلیل استوانه هدفمند با حلقه پیزوالکتریک است. به این منظور ابتدا تحلیل دینامیکی استوانه هدفمند با طول بینهایت تحت بارگذاری دینامیکی با استفاده از روش لایه مجزای کامل انجام شده و با مراجع موجود مقایسه می گردد. حل این قسمت از مساله با توجه به این که بارگذاری دینامیکی به صورت متقارن محوری است با فرض حالت کرنش صفحه ای انجام می شود. معادلات حاکم از اصل کار مجازی استخراج گردیده و برای حل آنها در حوزه زمان از روش نیومارک استفاده می شود. در گام بعدی رفتار استاتیکی و دینامیکی استوانه جدار ضخیم هدفمند با یک حلقه پیزو به عنوان عملگر بررسی می گردد. استوانه و حلقه در جهت ضخامت به تعداد زیادی زیرلایه تقسیم می شوند با استفاده از روش لایه مجزا حوزه حل مسأله که یک منطقه دوبعدی است با درنظر گرفتن میدان تغییر مکان به صورت ترکیبی از میدان تغییر مکان صفحه ای مجزا و یک تابع چند جمله ای مناسب در جهت ضخامت به حوزه حلی یک بعدی تبدیل می شود. در این قسمت نیز همانند قسمت قبل تمام روابط بااستفاده از اصل کار مجازی به دست می ِآید که علاوه بر ترم های قبلی انرژی پتانسیل ماده پیزوالکتریک را نیز در بر می گیرد. سپس برای حل دستگاه معادلات به دست آمده در حوزه زمان از روش نیومارک استفاده می شود. در نهایت رفتار استاتیکی و دینامیکی استوانه ضخیم هدفمند برای مقادیر متفاوت از توان هدفمند بحث می شود و نتایج حاصل در نواحی دور از حلقه با نتایج گام اول مقایسه می گردد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.