در این پژوهش یک روش کاربردی و غیر مخرب برای تشخیص محل و اندازهی ترک در تیرها با دانستن تعداد کمی از فرکانسهای طبیعی تیر سالم و ترکدار ارائه شده است. ترک، که بصورت باز در نظر گرفته شده است، بایک فنر پیچشی مدل میگردد. وجود فنر پیچشی تیر را به دو قسمت تقسیم میکند. پس از تعیین شرایط مرزی و سازگاری دو تیر، معادلات دیفرانسیل حرکت آنها به کمک روش کوادراتور دیفرانسیلی به معادلات جبری تبدیل شده که با حل مسئله مقدار ویژه حاصل، فرکانسهای طبیعی تیر ترکدار محاسبه میگردد. سپس محل ترک و اندازهی آن به کمک الگوریتمهایی مانند کانتورهای فرکانسی و ژنتیک تعیین میگردد. در تشخیص ترک برای تیرهای نازک از معادله تیر اولر-برنولی و برای تیرهای ضخیم از معادله تیر تیموشنکو استفاده شده است. جهت بررسی الگوریتم ارائه شده، آزمایش تحلیل مودال تجربی بر روی تعدادی تیر یک سرگیردار نازک، که ترکهایی با اندازه ها و محلهای متفاوت در آنها ایجاد شده، انجام گرفته است. همچنین نتایج حاصل از این تحقیق با نتایج حاصل از سایر تحقیقات انجام شده مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که الگوریتم ارائه شده محل و اندازهی ترک را با دقت مناسبی پیشبینی میکند.

استفاده از امواج هدایت شده فراصوت در بازرسی لوله های نفت، گاز، پتروشیمی و صنایع تولید انرژی به منظور تشخیص عیب و ترک، رو به گسترش است. به کمک این امواج در وقت و هزینه، در قیاس با روش های سابق که به صورت نقطه به نقطه بازرسی می شد، صرفه جویی قابل توجهی می شود. در این پایان نامه به بررسی امواج هدایت شده ی فراصوت در لوله های ایزوتروپیک چند لایه پرداخته شده است. با این فرض که لایه ها بدون فضای مابین، به یکدیگر متصل هستند و شرایط مرزی در سطح داخلی استوانه داخلی و سطح بیرونی استوانه بیرونی تنش صفر می باشد. هدف از این طرح استخراج دیاگرام های طیف فرکانسی ( فرکانس بر حسب عدد موج )، سرعت فاز بر حسب فرکانس، سرعت گروه بر حسب فرکانس و در نهایت ساختار موج در لوله های چند لایه می باشد. در این پژوهش ابتدا استوانه توپر (میله) و سپس لوله ی یک لایه بررسی شدند و پس از اطمینان از صحت روش و کد نوشته شده و مقایسه با مراجع مختلف، به حل معادلات برای استوانه چند لایه پرداخته و نمودارهای مربوطه با موفقیت استخراج شده اند.

دکل حفاری سازه ای پراهمیت در صنعت نفت بشمار می رود. این سازه شامل اعضاء اصلی و اتصالات است. عملکرد صحیح این سازه در توانایی تحمل نیروهای اعمالی از رشت? حفاری و دیگر اعضا، در شرایط مختلف خلاصه می شود. بنابراین اتصالات دکل باید به گونه ای طراحی شوند که تنش ها در آنان کمتر از مقدار تسلیم باشد. اتصالات به علت شکل ظاهری از با اهمیت ترین اعضا به شمار می روند. نیروهای اعمالی بر دکل ممکن است دچار تغییر شوند که در چنین شرایطی خستگی در دکل و اتصالات رخ می دهد. تحلیل تنش پایه واساس خستگی محسوب می شود. این پروژه برخی از اتصالات دکل را تحت شرایط بحرانی مورد تحلیل قرار می دهد. از انواع این اتصالات می توان به نوع گوشواره ای و چندحفره ای اشاره کرد. نشان داده می شود که اتصال گوشواره ای مورد کاربرد، تحت نیروی مذکور نمی تواند رفتار الاستیک داشته باشد بنابراین این پروژه نمون? جایگزین را پیشنهاد می کند. جازنی بر روی اتصالات گوشواره ای انجام می شود و تاثیر مثبت آن به دنبال کاهش در تنش، معین می شود

دکل های حفاری از سازه های هستندکه در صنعت نفت هر کشور نقش بسزایی دارند. برای برپایی دکل ها از اجزاء مختلفی استفاده می شود یکی از این اجزاء عضو قرقره ای است که به عنوان عضوی مهم در برپاسازی دکل ایفای نقش می کند. بخش اصلی این عضو را استوانه ای تشکیل می دهد که به علت وجود اتصالات با سطوح بارگذاری کوچک، تنش های بسیاری را متحمل می شود. این گونه بارها با توجه به کوچک بودن سطوح تاثیرشان و بزرگی مقادیرشان به بارهای موضعی معروفند. تحلیل تنش و تغییر مکان این اجزا تحت بارگذاری های موضعی از دستور العمل ها و استانداردهای مخصوص به خود پیروی می کند. هدف این پایان نامه ارزیابی مقاومت اجزاء استوانه ای دکل حفاری است که حامل قرقره کابل بلندکننده می باشند. در این تحقیق به مقایسه نتایج بدست آمده از روش اجزاء محدود با دستورالعمل ها و نتایج تئوری می پردازیم تا دقت نتایج مورد ارزیابی قرار گیرد.

پره های متحرک توربین گاز از حساس ترین قطعات توربین می باشند که تحت دما و تنش های بالایی قرار دارند و بایستی گرادیان های شدید دمایی را تحمل نمایند. آن ها تحت تأثیر عواملی مانند خزش و خستگی، که ناشی از شرایط کاری پره می باشند. قرار می گیرند و این عوامل باعث محدود شدن عمر شان می گردد. به منظور جلوگیری از شکست ناگهانی آن ها در حین کار و به تبع آن جلوگیری از وارد آمدن خسارات سنگین به مجموعه توربین گاز، تخمین عمر این قطعات تحت تأثیر عوامل ذکر شده ضروری می باشد. در این پایان نامه، پره متحرک مرحله اول توربین گازی سولار، مدل سنتار، که متعلق به شرکت ملی نفت ایران می باشد، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. به کمک روش اجزاء محدود و توسط دو نرم افزار اباکوس و انسیس، به ترتیب آنالیزهای خزشی و خستگی روی پره مورد نظر انجام شد و با استفاده از نتایج حاصل از آنالیز اجزاء محدود و همچنین مدل های مطرح تخمین عمر موجود، تخمینی از عمر خزشی، عمر خستگی و عمر خزش - خستگی متقابل پره بدست آمد. مشاهده شد که نتایج حاصل از آنالیز اجزاء محدود پره در مقایسه با مستندات فنی موجود توربین گاز ، با مدل لارسن - میلر انطباق بهتری داشته و این مدل تخمین دقیق تری از عمر خزشی پره را بدست می دهد. همچنین عمر خستگی بدست آمده از آنالیز اجزاء محدود با عمر بدست آمده از رابطه محاسباتی کافین - مانسون، تطابق خیلی خوبی دارد؛ اما عمر تخمینی بدست آمده تحت اثر خزش بسیار کمتر از عمر خستگی محاسبه شده توسط آنالیز اجزاء محدود می باشد که بیان گر آن است که خزش عامل اصلی محدودیت عمر پره می باشد. عمر خزش - خستگی متقابل پره نیز توسط قانون جمع خطی آسیب های ناشی ازخزش و خستگی، محاسبه شده است.

در این پایان نامه به بررسی امواج هدایت شده ی فراصوت در ورق های ایزوتروپیک دو لایه با این فرض که لایه ها بدون فضای مابین، به یکدیگر متصل هستند و شرایط مرزی در سطح های بالا و پایین ورق به صورت تنش صفر می باشد، پرداخته شده است. هدف از این تحقیق استخراج دیاگرام های طیف فرکانسی ( فرکانس بر حسب عدد موج )، سرعت فاز بر حسب فرکانس، سرعت گروه بر حسب فرکانس، زاویه ی تابش بر حسب فرکانس و در نهایت شکل مود و توزیع تنش در ورق های چند لایه می باشد. ابتدا ورق تک لایه بررسی شده و پس از اطمینان از صحت روش و کد نوشته شده با مقایسه با مراجع مختلف، به حل معادلات برای ورق دو لایه جامد-جامد و سیال – جامد پرداخته و نمودارهای ذکر شده در بالا رسم می شوند. با توجه به منحنی های پراکندگی بدست آمده مشاهده می شود که با افزایش فرکانس تعداد مود های بیشتری در جسم منتشر می شوند که هر کدام از این مود ها دارای یک شکل مود و منحنی توزیع تنش خاصی می باشد. در ادامه به نحوه ی تحریک یک مود خاص در یک فرکانس پروب برای ورق تک لایه و دو لایه پرداخته می شود و نمودار های زاویه تابش بر حسب فرکانس رسم می شوند و نتایج برای ورق تک لایه و دو لایه مقایسه می شوند.

استفاده از لوله های پلی اتیلنی در شبکه های توزیع گاز طبیعی به طور چشم گیری در حال افزایش است. روش های متداول تعمیر این لوله ها نیازمند حفاری خاک، جداسازی قسمت آسیب دیده و جایگزینی آن می-باشد. این موضوع باعث گردیده است که شرکت های فعال در زمینه ی صنعت گاز رسانی به دنبال یافتن راهکارهایی برای بهبود روش های تعمیر لوله های پلی اتیلنی باشند. در این تحقیق به منظور شبیه سازی و تحلیل رفتار لوله های پلی اتیلنی دانسیته ی متوسط mdpe وصله شده ی مدفون در زمین، از روش اجزاء محدود استفاده شده و کار مدل سازی طرح، به وسیله ی نرم افزار ansys صورت گرفته است. آسیب دیدگی های بررسی شده سوراخ های دایره ای و بیضی شکل با ابعاد مختلف در لوله می باشد. مقادیر حداکثر تنش های فون مایسز در لوله ی آسیب دیده و انواع مختلف وصله ی پلی اتیلنی با شکل ها و ابعاد گوناگون تحت اثر بارهای اعمالی شامل بر همکنش سازه و خاک، حضور بار ترافیکی، فشار داخلی لوله، وزن خاک و روسازی، تغییرات دما در دوران عملکرد محاسبه گردیده است. سپس مقادیر تنش به دست آمده از حل اجزاء محدود، با مقادیر مجاز تنش برای کارکرد مطمئن در طی 50 سال مقایسه گردیده است. بر اساس نتایج حاصل، وصله ا ی تمام پوش به طول 8/304 میلی متر و ضخامت 76/4 میلی متر از جنس پلی اتیلن دانسیته ی سنگین hdpe برای استفاده در شرایطی با دمای کارکرد زیر بیست درجه ی سانتی گراد و به منظور ترمیم آسیب دیدگی هایی در قالب سوراخ دایره ای تا قطر 20 میلی متر و سوراخ بیضوی با نسبت اقطار بزرگتر از 3/0، مناسب است. این نوع تعمیر در دماهای عملکردی بالاتر در دراز مدت در معرض خطر قرار دارد.

در این پایان نامه انتشار امواج هدایت شده ی فراصوت در میله ای با مقطع مستطیل مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. این مسئله به‏ صورت سه بعدی حل شده و تنش بر روی سطوح خارجی میله برابر با صفر در نظر گرفته شده است. هدف از این تحقیق استخراج منحنی ‏های پراکندگی طیف فرکانس (فرکانس بر حسب عدد موج)، سرعت فاز بر حسب فرکانس، سرعت گروه بر حسب فرکانس و ساختار موج برای میله ای با مقطع مستطیل می‏ باشد. ابتدا با استفاده از روش پتانسیل، معادلات فرکانسی برای مودهای طولی، پیچشی و خمشی به‏ طور جداگانه استخراج شده‏ است. سپس به کمک نرم افزار matlab برنامه‏ ای برای حل عددی معادله ‏ی فرکانسی نوشته و نتایج و نمودارهای مربوط به انتشار هرکدام از مودها در میله‏ای با مقطع مربع بدست آمده‏ است. سپس نتایج بدست آمده با نتایج ارائه شده در مراجع مقایسه شده و پس از اطمینان از صحت روش و کد نوشته شده، به حل معادلات برای سطح مقطع مستطیل پرداخته و نمودارهای مربوط به هر مود با موفقیت استخراج شدند. در انتها نیز تغییرات ناشی از افزایش نسبت اضلاع مقطع میله مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با افزایش نسبت اضلاع مقطع میله فرکانس قطع کاهش یافته و سرعت فاز سریعتر به سمت سرعت موج سطحی ریلی میل می‏ کند.

تنش موجود در اجسام در غیاب هر گونه نیروهای خارجی و گرادیان حرارتی تنش پسماند نامیده می شود. این نوع تنش می تواند در اثر عملیات حرارتی، کار سرد و ... در حین تولید قطعه به وجود آید. وجود تنش پسماند در جسم باعث کاهش حد تنش مجاز، گسترش ترک و در نتیجه افت عمر خستگی می شود، از این رو اندازه گیری آن در صنعت از اهمیت بسیاری برخوردار است. تا به امروز روش های متعددی بدین منظور مورد استفاده قرار گرفته است که هر یک از آن ها علیرغم داشتن امتیازها و قابلیت های متعدد، دارای نقاط ضعفی نیز می باشند. یکی از این روش ها استفاده از امواج فراصوت است. در این روش تغییر سرعت انتشار امواج الاستیک فراصوت ناشی از تنش های پسماند، مطالعه می شود. در این پایان نامه، ابتدا رابطه سرعت امواج هدایت شده در تیر تحت تنش اولیه در حالت یک بعدی مطالعه می شود، سپس معادلات حرکت ذره در یک محیط الاستیک سه بعدی نا محدود که تحت تنش قرار گرفته است، مورد بررسی قرار می گیرد. سه مولفه خطی شده معادلات حرکت، تشکیل یک مسأله کلی مقادیر ویژه را می دهند که پاسخ های آن، مقادیر سرعت انتشار موج در اجسام تحت تنش را در اختیار می گذارد. همچنین وابستگی سرعت موج به مسیر حرکت نشان داده می شود. با استفاده از معادلات بدست آمده نتایج تحلیلی به دست آمده برای آلومینیوم و فولاد، ارائه شده است.

در این پژوهش شکست پره‏های توربین بخار نیروگاه رامین بررسی شده است. پره‏های توربین اجزاء بحرانی و مهمی در نیروگاه‏ها هستند. وظیفه‏ی پره‏ها تبدیل حرکت خطی بخار دما و فشار بالا به حرکت چرخشی به‏دلیل اختلاف فشار است. اگر پره‏ها شکسته شوند، توربین از کار می‏افتد که سبب خسارات اقتصادی خیلی زیادی می‏شود. ابتدا برای تولید مدل هندسی سه بعدی پره از اسکن سه بعدی کمک گرفته شده است. از تست مودال تجربی و مقایسه‏ آن با تحلیل مودال عددی که توسط روش اجزاء محدود صورت پذیرفته برای تایید مدل ساخته شده استفاده شده است. سپس به فرآیند مونتاژ مرحله‏ی آخر توربین فشار ضعیف و شبیه‏سازی اجزاء محدود پرداخته می‏شود. با توجه به تحلیل‏های استاتیکی و خستگی، نتایج حاصل از خستگی نشان می‏دهد که عمر پره در بازه‏ی سیکلی بی‏نهایت قرار دارد. همچنین، نتایج تحلیل دینامیکی نشان می‏دهد که ارتعاشات موجود در سیستم نمی‏توانند سبب شکست در ریشه‏ی ایرفویل پره شود. در نهایت سایش به‏علت قطرات و با استفاده از مدل تجربی لی بررسی شده است. این سایش ناشی از رطوبت بخار در ردیف آخر پره‏ی توربین بخار است. نتایج نشان می‏دهد که مقدار سایش پیش‏بینی شده توسط این مدل مشابه مقدار اندازه‏گیری شده در لبه‏ی حمله‏ی ایرفویل پره هست.

هر صنعتی نیازمند برنامه های پیشگویانه، در جهت بهینه نمودن مدیریت منابع و بهبود اقتصاد کارخانه با کاهش هزینه های غیر ضروری و افزایش سطح ایمنی می باشد. درصد بسیاری از خرابی های موجود در کارخانجات در فرآیند تولید، به دلیل خرابی یاتاقان های غلتشی می باشد. هدف از این پژوهش پیشنهاد الگوریتمی، برپایه ی روش تجزیه ی مقادیر منفرد، و به کارگیری روش هایی در زمینه عیب یابی یاتاقان های غلتشی می باشد. روش های عیب یابی ارائه شده دارای چهار مرحله ی پردازش سیگنال، استخراج ویژگی، انتخاب ویژگی و دسته بندی عیوب با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی می باشند. از شش روش پردازش سیگنالی الگوریتم تجزیه ی مقادیر منفرد، تحلیل پوش، تبدیل موجک پیوسته، تبدیل موجک گسسته و ترکیب تبدیل موجک پیوسته با روش های تحلیل پوش و تجزیه ی مقادیر منفرد، جهت سه مجموعه داده ی یاتاقان های غلتشی، استفاده شده است. موجک های مناسب با استفاده از سه معیار بیشترین انرژی، کمترین آنتروپی و بیشترین نسبت انرژی به آنتروپی از میان 87 موجک مادر بررسی شده، انتخاب شده اند. موجک بایر 1.3 با استفاده از معیار انتخاب موجک انرژی، به عنوان بهترین موجک در زمینه ی عیب یابی انتخاب گردید. در این پژوهش از دوازده ویژگی آماری و چهار روش انتخاب ویژگی استفاده شده است. ویژگی های میانه، انحراف معیار استاندارد و ویژگی ترکیبی دوازدهم، دارای کارائی بهتری نسبت به ویژگی های بررسی شده در پژوهش، در تشخیص عیب یاتاقان غلتشی می باشند. همچنین معیار تفکیک کننده خطی فیشر، معیار بهتری برای انتخاب ویژگی ها نسبت به سایر ویژگی های بررسی شده در این پژوهش می باشد. شبکه ی شعاع مبنا نیز دارای قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به سایر شبکه های بررسی شده در این کاربرد است. همچنین الگوریتمی برمبنای تجزیه ی مقادیر منفرد ارائه گردیده است که نتایج، نشان دهنده ی کارائی بالای این روش، برای تشخیص عیوب یاتاقان های سرعت بالا و سرعت پائین می باشد.

در این تحقیق، تخمین رفتار شیکدان الاستیک در مخزن کروی با دو انشعاب شعاعی مجاور و انشعاب متقارن محور بررسی شده است. تحلیل بر پایه آنالیز المان محدود الاستوپلاستیک و بر اساس تئوری ترکیبی کران پایین پریس‏ملان انجام گرفته شده است. در تحلیل از روش طراحی به کمک تحلیل استفاده شده است. روش طراحی به کمک تحلیل، عموماً به دو روش دسته‏بندی تنش‏ها و روش مستقیم تقسیم می‏شود. تغییر شکل پیشرونده‏ پلاستیک یکی از پنج معیار روش مستقیم است. تغییر شکل پیشرونده پلاستیک سازه‏های تحت بارگذاری سیکلی را مورد بررسی قرار می‏دهد و توسط مفهوم شیکدان شرح و بسط داده می شود. در طراحی نیروگاه‏ها، رابطه بین توان تولیدی، ظرفیت تولید بخار و اندازه راکتور به گونه‏ای است که نصب تعداد زیادی انشعاب به مخزن راکتور را الزامی می‏نماید. این انشعاب‏ها باید در سطح محدودی نصب شوند و لزوماً در فاصله کمی از یکدیگر قرار می‏گیرند. بر همین اساس بررسی رفتار شیکدان در انشعاب‏های مجاور شعاعی و انشعاب‏های متقارن محور ضروری به نظر می‏رسد. تحلیل برای تغییرات شعاع انشعاب، تغییرات ضخامت و تغییرات طول انشعاب متقارن محور انجام شده است. همچنین تحلیل برای تغییرات فاصله و تاثیر تداخل میدان‏های تنش دو انشعاب شعاعی مجاور در فشار شیکدان و تغییرات شعاع و ضخامت انشعاب در مخزن کروی با دو انشعاب شعاعی مجاور انجام گرفته است. فشار‏های شیکدان الاستیک با نتایج فشار حدی در انشعاب متقارن محور مقایسه شده است. نمودار‏های طراحی مخزن کروی با دو انشعاب شعاعی مجاور تحت فشار داخلی بدست آورده شده است.

مفصل انعطاف پذیر با حلقه های دایره ای شکل (لرزه گیر)، یکی از مهمترین انواع مفاصل انعطاف پذیر می-باشدکه در سیستم های خط لوله کاربرد فراوانی دارد. در این تحقیق تحلیل شیکدان (تحت بارهای متغیر تکراری، رفتار سازه در نهایت الاستیک خواهد شد) بر روی این مفاصل مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نظریه ملان برای محاسبه بار شیکدان در سازه ای که از مواد الاستیک- پلاستیک کامل ساخته شده باشد، اگر هر توزیع تنش پسماند خود متعادلی بتوان یافت که در ترکیب با تنش الاستیک، از تنش تسلیم ماده کمتر باشد، در آن صورت سازه شیکدان خواهد کرد. توسط ماکرو نرم افزار اجزاء محدود ansys v.11 با انجام بارگذاری و باربرداری یک میدان تنش پسماند خود متعادل در سازه ایجاد شده که این میدان با ترکیب با میدان تنش الاستیک ناشی از فشار داخلی باید از تنش تسلیم ماده کوچکتر باشد (در حالی که تنش تسلیم نیز باید شرط تسلیم را تأمین نماید). با استفاده از روش حاضر بار شیکدان برای تیر با شرایط مرزی و بارگذاری‏های مختلف و صفحه با سوراخ میانی تحت بارگذاری متناسب مورد محاسبه قرار گرفته است. در انتها نتایج فشار شیکدان لرزه گیر به صورت نمودارهایی بر حسب فشار شیکدان و پارامترهای هندسی لرزه‏گیر نظیر شعاع متوسط مفصل، شعاع حلقه ها، ضخامت جداره و زاویه مرکزی حلقه ها ارائه شده است.

در این تحقیق ضرایب شدت تنش ترک‏های سه‏بعدی در محل اتصال انشعاب شعاعی به مخزن کروی محاسبه شده است. تحلیل با روش آنالیز اجزاء محدود الاستیک بوده و بارگذاری‏ استاتیکی است. بارگذاری در مدل‏سازی‏ها به صورت فشار هیدرواستاتیک درون مخزن و در لبه‏ها شرایط تقارن در نظر گرفته شده است. مدل‏سازی اجزا محدود توسط المان‏های سه‏بعدی 20 گره‏ای و المان‏های متقارن محور 8 گره‏ای مرتبه دوم صورت گرفته است. برای ایجاد خاصیت تکینگی در نوک ترک از المان‏های تکین استفاده شد. ضرایب شدت تنش از دو روش برون‏یابی جابجایی‏ها و انتگرال j بر پایه حل اجزا محدود محاسبه شده‏اند. در این پژوهش سه نوع ترک در محل اتصال انشعاب به مخزن که ممکن است از جوشکاری ناقص بوجود آمده‏ باشند، مورد بررسی قرار گرفته‏ است: ترک یک طرفه متقارن محور، ترک محاط شده متقارن محور و ترک غیر متقارن محور در انشعاب. ضرایب شدت تنش بی‏بعد شده بر حسب ‏پارامترهای هندسی بی‏بعد، برای ترک‏های متقارن و غیر متقارن محور به صورت نمودار ارائه شده‏اند. نتایج و نمودار‏های ارائه شده نشان می‏دهند که المان‏های تکین حساسیت کمتری نسبت به اندازه المان‏ها دارند و رفتار نوک ترک را در حالت الاستیک خطی بهتر توصیف می‏کنند. با توجه به نمودارها مشاهده می‏شود که ضخامت جوش بر مقادیر ضرایب شدت تنش مود اول تاثیر چندانی ندارد در صورتی که بر ضرایب شدت تنش مود دوم تاثیر دارند.

در علم دینامیک خودرو واژه شمی به نوسانات ناخواسته‏ی چرخ های فرمان‏گیرنده حول محور فرمان‏گیری (یا کینگ پین) اشاره دارد. با وجود آن‏که عوامل ایجادکننده‏ی این پدیده دقیقاً مشخص نیست اما می توان آن را پاسخ دینامیکی سامانه‏ی فرمان خودرو به عوامل تحریک‏کننده بیرونی و تشدید داخلی بین درجات آزادی دانست. در این تحقیق به منظور بررسی عوامل ایجادکننده‏ی شمی چرخ جلو در یک خودرو، یک مدل مطلوب با سه درجه آزادی از سامانه‏ی فرمان، که جزئی‏نگری لازم تا حد ممکن در آن در نظر گرفته شده، مورد استفاده قرار گرفته است. در این مدل پارامترهای مهم سامانه‏ی تعلیق و فرمان نظیر، کستر، انحراف کینگ‏پین و غیره در نظر گرفته شده است. در گام اول معادلات دینامیکی ‏سامانه‏ی فرمان استخراج شده و سپس به صورت بی‏بعد در آمده اند. به دنبال آن به منظور بررسی رفتار ‏سیستم‏ در مجاورت نقاط تعادل، نقاط تعادل و نوع تعادل در فضای فاز بدست آمده و بررسی شده است. دوشاخگی نقاط تعادل به ازای همه‏ی پارامترهای سیستم مطالعه، اثر این پارامترها بر روی دامنه‏ی شمی بررسی شده و در قالب نمودارهای دوشاخگی نمایش داده شده است. در پایان، با استفاده از معیار لیاپانوف، امکان وقوع رفتار آشوبناک در سیستم بررسی شده است. به این ترتیب به کمک مطالعات صورت گرفته مقدار بحرانی پارامترهای سیستم برای ورود به رفتارهای غیر قابل پیش‏بینی و آشوبناک مشخص شده است. همچنین با توجه به این نتایج محدوده‏ی ایمن برای طراحی ‏سامانه‏ی فرمان مشخص شده است. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش ضریب سختی و استهلاک سامانه‏ی فرمان، کوچک نمودن گشتاور لختی اجزای متصل به چرخ، انتخاب تایر مناسب و نیز طراحی بهینه‏ی هندسه‏‏ی فرمان می‏توان دامنه‏ی شمی را کاهش داد و از وقوع رفتار آشوبناک در سیستم جلوگیری نمود.

زانویی یکی از اجزای مهم در سیستم لوله کشی های صنعتی است و نه تنها باعث تغییر جهت خط لوله می شود، بلکه می تواند نیرو و گشتاورهای ناشی از گسترش گرما را به دلیل سختی کمتر نسبت به لوله مستقیم متصل شده به آن جذب کند. خطوط لوله در نیروگاه های هسته ای، صنایع نفت و دیگر صنایع، بارهای مکانیکی و گرمایی مختلفی را تحمل می کنند و در معرض انواع مختلف بار خمشی ناشی از وزن مرده، تنش های حرارتی و همچنین بارگذاری فشار داخلی هستند. تحت این بارها تنش بیشینه در زانویی رخ می دهد. زانویی بخش ضعیف سیستم لوله کشی است و زودتر از لوله مستقیم از کار می افتد. با وجود این واقعیت که نازک شدن جداره غالبا در زانویی ها اتفاق می افتد، بسیاری از مطالعات انجام شده بر لوله مستقیم متمرکز است. خم کردن یک لوله مستقیم به شکل زانویی یک فرآیند جریان پلاستیک است. همه ابعاد در زانویی بر اساس قوانین جریان پلاستیک تغییر می کنند. در حقیقت سطح مقطع زانویی کاملا دایره ای نیست و بیضی شدن قابل توجهی دارد و تغییرات ضخامت (نازک شدن و ضخیم شدن) و دیگر تغییر شکل ها مانند پهن شدن که در فرآیند ساخت ایجاد می شوند را شامل می شود. نازک شدن یک نقص اصلی در همه روش های خم کردن لوله است. بارگذاری بر روی مواد به دو صورت ثابت یا چرخه ای صورت می گیرد. مقاومت مواد در بارگذاری چرخه ای نسبت به بارگذاری ثابت کمتر است. سازه هایی که از مواد الاستیک-پلاستیک ساخته می شوند تحت بارگذاری چرخه ای ممکن است بر اثر چند مکانیسم شکست، بسته به مقدار بار اعمال شده بشکنند. هنگامی که بار از بار تسلیم سازه کمتر است، پاسخ به طور کاملا الاستیک است اما سازه در نهایت ممکن است پس از تعداد زیادی بارگذاری چرخه ای با توجه به خستگی پر تکرار بشکند. هنگامی که بار چرخه ای از ظرفیت تحمل بار تسلیم سازه بیشتر شود، تغییر شکل های پلاستیک تجمع پیدا خواهد کرد. اگر زمانی که سازه تحت بارگذاری چرخه ای بین اولین تسلیم و سطوح فروپاشی پلاستیک است پلاستیسیته معکوس یا رچتینگ رخ ندهند گفته می شود سازه شیکدان الاستیک را نشان می دهد. در شیکدان الاستیک تجمع کرنش پلاستیک متوقف می شود و جسم رفتاری الاستیک خواهد داشت. در شیکدان الاستیک، سازه تغییر شکل پلاستیک محدود را در چرخه اول (و یا چند چرخه بعدی) تجربه می کند که موجب ایجاد تنش باقی مانده در سازه می شود، به طوری که در بارگذاری های چرخه ای پس از آن فقط تغییر شکل الاستیک در سازه رخ می دهد. روشن است که پس از پاسخ اولیه الاستیک-پلاستیک، سازه به طور کامل رفتار الاستیک دارد. در این پایان نامه شیکدان الاستیک در زانویی تحت فشار داخلی و گشتاور درون صفحه بررسی شده است. با نوشتن برنامه ماکرو برای نرم افزار انسیس بار شیکدان در زانویی با ضخامت غیر یکنواخت مورد بررسی قرار گرفته است. این پایان نامه شامل شش فصل است. در فصل دوم پیشینه ای از کارهای محققان بر روی این سازه و تحلیل های شیکدان انجام شده آمده است. در فصل سوم، تئوری شیکدان استاتیک و معادلات حاکم بر زانویی شامل محاسبه تغییرات ضخامت بر اثر خم کردن در هنگام ساخت بیان شده است. در فصل چهارم روش تحقیق به وسیله ی برنامه نویسی ماکرو و نرم افزار انسیس و استفاده از قضیه ملان توضیح داده شده است. در فصل پنجم برای ارزیابی روش به کار رفته یک تیر با شرایط مرزی متفاوت مورد تحلیل قرار گرفت و نتایج با نتایج تحلیلی مقایسه شد. تحلیل شیکدان برای زانویی با ضرایب زانویی متفاوت تحت بار ترکیبی فشار داخلی و خمش درون صفحه ای که با استفاده از برنامه ماکرو به دست آمده است در قالب نمودارهایی که بر حسب پارامترهای بدون بعد هستند بیان شده است. در فصل آخر نیز بررسی و مقایسه نتایج و ارائه پیشنهاد ها آمده است.

در این تحقیق فشار شیکدان مخزن کروی دارای انشعاب مایل محاسبه می شود. بر اساس قضیه ی ملان اگر یک میدان تنش باقیمانده وجود داشته باشد که در ترکیب با میدان تنش الاستیک حاصل از بارگذاری اصلی، از تسلیم سازه جلوگیری کند، در این صورت سازه شیکدان خواهد کرد. در روش حاضر از روش تحلیل اجزای محدود برای تحلیل سازه استفاده شده است. به کمک تحلیل الاستیک-پلاستیک، سازه تحت تاثیر بارگذاری دلخواه قرار می گیرد و به روش حدس و خطا وجود میدان تنش پسماند جستجو می شود. محاسبات توسط برنامه ای به زبان apdl در محیط نرم افزار ansys v13 انجام شده است. اثر تغییر زاویه تمایل انشعاب (نسبت به راستای شعاع مخزن)، نسبت شعاع انشعاب به شعاع مخزن (r/r)، و نسبت ضخامت انشعاب به ضخامت مخزن (t/t) بر فشار شیکدان بررسی شده است. برای ارزیابی دقت روش حاضر بارهای شیکدان چهار نوع تیر با شرایط مرزی و بارگذاری مختلف، و همچنین فشار شیکدان مخزن کروی با انشعاب شعاعی نظیر زاویه تمایل صفر درجه به دست آمده و نتایج در مقایسه با منابع موجود، انطباق قابل قبولی را نشان داده است. نتایج تحلیل حاضر برای مخزن کروی با انشعاب مایل، نشان داده است که با افزایش زاویه تمایل انشعاب فشار شیکدان افزایش نمی یابد و با افزایش نسبت شعاع، فشار شیکدان کاهش می یابد در حالی که با افزایش نسبت ضخامت، فشار شیکدان افزایش می یابد.

در پژوهش حاضر تحلیل خزشی نازل ردیف اول توربین گازی ge-f9 به روش اجزاء محدود انجام شده است. نازل‏ها با وجود عملکرد در دماهای بسیار بالا و بروز پدیده‏ی خزش عمر محدودی دارند. بنابراین جهت خنک‏کاری سوراخ‏هایی در نقاطی از پره‏ها برای عبور هوای خنک‏کننده در نظر گرفته شده که با ورود گرد و غبار موجود در هوا، این سوراخ‏ها به مرور زمان مسدود شده و سیال خنک‏کننده درون پره محبوس می‏شود. تنش ناشی از فشار داخلی سیال به مرور زمان در دمای بالا منجر به بروز پدیده‏ی خزش شده و پره از سمت مکش دچار گسیختگی می‏شود. ابتدا به کمک اسکن سه‏بعدی مدل هندسی پره ساخته شده و با ورود آن به نرم‏افزار تحلیل‏گر ansys تحلیل سازه‏ای بدون تأثیرات خزش و سپس تحلیل خزشی انجام شده است. نتایج تحلیل سازه‏ای اول نشان می‏دهد که تسلیم در پره رخ نداده و بادکردگی پره از سمت مکش بسیار کم است. نتایج تحلیل خزشی نشان می‏دهد که با بیش از حد گرم شدن پره این بادکردگی افزایش چشم‏گیری داشته که به گسیختگی خزشی از این ناحیه ختم می‏شود. در نهایت با استفاده از پارامتر لارسن-میلر عمر خزشی نقاط بحرانی پره با توجه به تنش و دما تخمین زده شده و راهکارهایی برای به تعویق انداختن شکست نازل‏ها ارائه می‏گردد.

در این تحقیق توزیع تنش ناشی از حضور پیچ در تک لایه و چندلایه‎ی مرکب با ماتریس فلزی بررسی شده است. برطبق فرضیات صورت گرفته کلیه ی فیبرها و ماتریس ها به طور هم جهت تحت بار کششی محدود قرار گرفته اند. ماتریس علاوه بر نیروی برشی نیروی کششی را نیز تحمل می کند، بنابراین نتایج روش تحلیلی با استفاده از روش شیرلگ اصلاح شده به دست آمده اند. نتایج حاصل از تمرکز تنش برای ماده‎ی مرکب بران-آلومینیم استخراج شده و در نهایت اثر پارامترهای هندسی هم چون قطر پیچ، عرض صفحه و فاصله ی لبه ی آزاد تا مرکز سوراخ بررسی شده است. در حالتی که نیروی کششی ماتریس کم باشد، نتایج به دست آمده برای تک لایه ی مرکب با نتایج حاصل از روش شیرلگ معمولی و اجزاء محدود مقایسه شده اند. برای اعتبارسنجی نتایج تحلیلی مدل چندلایه، از روش اجزاء محدود استفاده شده است. بررسی ها تطابق خوبی بین روش های تحلیلی و روش اجزاء محدود را نشان می دهد. نتایج نشان می دهد تغییر پارامترهای هندسی موجب تغییر در میدان تنش شده است.

هدف از این تحقیق تعیین ضرایب تمرکز تنش در مخازن کروی با یک انشعاب شعاعی با در نظر گرفتن تغییر شکل های بزرگ در محل اتصال است. بدین منظور دو نوع اتصال انشعاب به مخزن بررسی شده است. در نوع اول، اتصال تیز و در نوع دوم، اتصال دارای شعاع گوشه بررسی شده اند. این بررسی ها در محدوده تغییر شکل های بزرگ و به روش المان محدود انجام شده است. به منظور مدل سازی و تحلیل تغییر شکل های بزرگ در مدل های مختلف از برنامه نویسی در محیط نرم افزار ansys استفاده شده است. در مدل سازی سازه مورد نظر از المان پوسته عمومی درجه دو (shell93) استفاده شده است. مخزن کروی و انشعاب متصل به آن تحت فشار داخلی و بارگذاری های خارجی شامل: نیروی محوری، ممان خمشی، نیروی برشی و نیز بارگذاری ترکیبی بررسی شده است. در این بررسی، تنش اصلی اول، شدت تنش که دو برابر تنش برشی ماکزیمم است و تنش فون میزز استخراج شده اند. ضرایب تمرکز تنش حاصل از نتایج تحلیل تغییر شکل بزرگ با نتایج موجود در استاندارد bs5500 مقایسه شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که تنش ها تحت بارگذاری ترکیبی همواره کوچکتر از نتایج حاصل از قاعده جمع آثار خطی است. این اختلاف در برخی از مدل ها بسیار زیاد است.

در این پایان نامه، اثر رفتار ویسکوالاستیک مواد بر روی توزیع تنش اتصال های مواد مرکب پلیمری مورد بررسی قرار گرفته است. به علت پلیمری بودن جنس ماتریس و چسب، رفتار آن ها به صورت ویسکوالاستیک در نظر گرفته شده است. جنس فیبرها نیز به صورت الاستیک فرض گردیده است. در این بررسی، مواد مرکب به صورت ورق های تک لایه و چندلایه ی تقویت شده با فیبرهای بلند هم جهت با راستای طولی ورق فرض گردیده اند. با توجه به اختلاف زیاد سختی فیبر و ماتریس، از تئوری شیرلگ در این تحقیق استفاده گردیده است. سه بررسی جداگانه بر روی اتصال های چسبی، اتصال های پینی و بار گذرای ناشی از ایجاد ترک در مواد مرکب مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی اتصال های چسبی، بار کششی به چسب شوند ه ها اعمال گردیده است که باعث به وجود آمدن برش خالص در لایه ی چسب می گردد. در این بخش، ابتدا از مدل کلاسیک دو بعدی اتصال های چسبی استفاده و تنها ویسکوالاستیسیته چسب در این مدل وارد گردیده است. با استفاده از روشی تحلیلی و به کمک تبدیل لاپلاس، رابطه های حاکم بر لایه ی چسب در فضای لاپلاس استخراج گردیده و برای انجام تبدیل معکوس لاپلاس و بازگرداندن رابطه ها به حوزه ی زمان از قضیه ی مانده ها استفاده شده است. سپس، اثر ترک ناشی از بریده شدن فیبرها در اتصال چسبی ورق های تک لایه و چندلایه ی مرکب با استفاده از مدل سازی میکرومکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر چسب، ماتریس ماده مرکب نیز در این بخش به صورت ویسکوالاستیک فرض گردیده است. با به کارگیری تبدیل لاپلاس، معادله های حاکم استخراج شده به صورت تحلیلی در حوزه ی لاپلاس حل شده است. سپس به کمک الگوریتم های عددی تبدیل لاپلاس معکوس، رابطه های حاکم در حوزه ی زمان به دست آورده شده اند. برای تصدیق روش ارایه شده، پاسخ های به دست آمده در هر مرحله با نتیجه های حاصل از روش المان محدود به کمک نرم افزار انسیس مقایسه شده است، به طوری که تطابق خوبی بین این دو دسته از پاسخ ها مشاهده شده است. نتیجه ها نشان می دهد که افزایش زمان باعث کاهش تنش برشی در لایه ی چسب گردیده و بیشینه ی آن را که در لبه های ناحیه ی چسبی اتفاق می افتد، کاهش می دهد. علیرغم بی تاثیر بودن جابه جایی مکان ترک در ناحیه ی میانی محدوده ی چسبی، نزدیک شدن زیاد مکان ترک به لبه ها باعث افزایش تمرکز تنش برشی در زیر ترک و نیز افزایش تنش برشی بیشینه در لبه ی مقابل می گردد. همچنین، گذر زمان باعث افزایش تمرکز بار محوری در فیبر کنار ترک می گردد. افزایش کسری حجمی فیبرها در چندلایه ها نیز باعث افزایش تنش برشی در چسب می گردد. در بخش بعدی، تحلیلی میکرومکانیکی برای بررسی اتصال های پینی ورق های تک لایه و چندلایه ی مرکب به کار برده شده است. به کمک تبدیل لاپلاس و روشی تحلیلی، معادله های حاکم بر مدل استخراج و به کمک الگوریتم های عددی تبدیل لاپلاس معکوس در حوزه ی زمان به دست آورده شده اند. در این بررسی، اثر لقی پین و نیز دو مود مکانیزم شکست برش دوطرفه و کشش خالص بر روی توزیع تنش وابسته به زمان در این اتصال مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتیجه های به دست آمده در این بخش نیز با نتیجه های به دست آورده شده از روش المان محدود صحت سنجی گردیده است. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که در مقطع های زمانی بالاتر، بار کششی بیشینه در فیبر سالم همسایه ی سوراخ پین بزرگ تر گردیده و مقدار بار کششی در فیبرهای دورتر از سوراخ پین دچار کاهش به نسبت اندکی می شوند. علاوه براین، اثر پارامترهای هندسی همچون نسبت قطر سوراخ پین به عرض ورق و نیز فاصله ی بین مرکز سوراخ پین تا لبه ها بر روی توزیع بار وابسته به زمان بررسی شده است. در بخش پایانی، اثر ویسکوالاستیسیته ی ماتریس ماده ی مرکب بر روی توزیع بار گذرای ناشی از ایجاد گسیختگی در فیبرها مطالعه گردیده است. در این بررسی از دو روش تفاضل محدود و تابع تاثیر استفاده شده است. پاسخ های به دست آمده نشان دهنده ی آن است که رفتار ویسکوالاستیک ماتریس باعث کاهش ضریب تمرکز بار دینامیکی گردیده و ضریب تمرکز بار در حالت پایدار را تا حدودی افزایش می دهد. همچنین، افزایش تعداد فیبرهای بریده شده به وسیله ی ترک، باعث افزایش ضریب تمرکز بار دینامیکی و حالت پایدار می گردد.

در این رساله، ارتعاشات غیرخطی تیرهای دولایه در حضور لغزش بین لایه ای مورد بررسی قرار گرفته و معادله های حاکم بر ارتعاشات همزمان طولی و عرضی با فرض تغییرمکان های بزرگ و اثر غیرخطی چسبش- لغزش استخراج می شوند. در این راستا، ارتعاشات آزاد و اجباری تیرهای دولایه با وجود اصطکاک بین لایه ای و نیز تاثیر پارامترهای مختلف بر تغییر رفتار دینامیکی سیستم و شتاب منتقل شده، مطالعه و تحقیق می شود. همچنین به کمک تحلیل عددی معادله های حاکم، رژیم های حرکتی مختلف در رفتار دینامیکی ساختار لایه ای با ترسیم فضای فاز، دیاگرام دوشاخگی، نگاشت پوانکاره و تخمین بزرگترین نمای لیاپانوف، شناسایی می شود. شبیه سازی های انجام شده، رژیم های حرکتی چند- دوره ای، شبه- دوره ای و آشوبناک را در صفحه های فضای فاز و نگاشت پوانکاره سیستم نشان می دهد. مقایسه ی نتایج مدل سازی حاضر به کمک یک، دو و سه شکل مود با شبیه سازی های صورت گرفته به کمک نرم افزار انسیس، نشان می دهد که با افزایش شکل مودهای به کار رفته در مدل سازی، تطابق نتایج اجزای محدود و تحلیل عددی بهبود می یابد. در مبحث ارتعاشات تیرهای خمیده، پس از استخراج معادله ی مشخصه ی حاکم، شکل مودهای طولی و عرضی تیر به طور مستقل و به کمک حل مسئله مقدار ویژه تعیین می گردد. در ادامه با استخراج معادله های حاکم بر ارتعاشات غیرخطی تیرهای خمیده ی دولایه و به کمک شکل مودهای محاسبه شده، فازهای مختلف حرکت دینامیکی این ساختارها با در نظر گرفتن اصطکاک بین لایه ای بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که رفتار دینامیکی تیرهای خمیده دولایه پس از لغزش اولیه، رژیم های آشوبی را تجربه می کند. همچنین، نشان داده می شودکه وجود جرم اضافی در ارتعاشات تیرهای دولایه، باعث دگرگونی فضای فاز سیستم می گردد؛ به طوری که با افزایش پارامتر جرم اضافی پدیده ی ضربان در ارتعاشات عرضی ظاهر می شود. به منظور بررسی اثر وجود لغزش بین لایه ای در فنرها بر معیار راحتی سفر، خودرویی با سیستم تعلیق فنرهای تخت در نرم افزار انسیس مدل سازی شده و تاثیر پارامترهای مختلف مانند دامنه ی تحریک، سرعت برخورد با مانع، جرم خودرو و اصطکاک بین لایه ای بر جذب ارتعاش ناشی از برخورد با مانع شیب مورد بررسی قرار می گیرد.

در این تحقیق بررسی رشد ترک خستگی در لوله دارای ترک طولی نیم بیضوی در دو حالت ترک داخلی و خارجی بررسی گردید. همچنین لوله در دو حالت جدار نازک و جدار ضخیم در نظر گرفته شده است. در ابتدای این تحقیق ضرایب شدت تنش به کمک چهار روش همبستگی جابجایی، برون یابی جابجایی، جابجایی گره 1/4 و روش انرژی استخراج شده اند که تطباق خیلی خوبی بین نتایج بدست آمده است. در قسمت اول، رشد ترک خستگی در لوله جدار ضخیم دارای ترک طولی داخلی توسط مدل دو درجه آزادی انجام شد و خطای این روش نسبت به مدل چند درجه آزادی نیز محاسبه گردید. بدلیل خطای کم مدل دو درجه آزادی نشان داده شدکه این مدل می تواند روش مناسبی برای مدلسازی رشد ترک در لوله باشد. سپس برای همان ترک از مدل چند درجه آزادی نیز استفاده شد و ضعف های آن تبیین گردید. در قسمت دوم، از مدل دو درجه آزادی برای مدلسازی رشد ترک طولی خارجی در لوله استفاده گردید. در قسمت سوم نیز رشد ترک در حضور تنش اولیه مورد ارزیابی قرار گرفت. در هر سه قسمت ذکر شده مدلسازی رشد ترک بر اساس معادله پاریس در مود اول و همراه با استخراج تغییرات نسبت منظربر حسب عمق نسبی و میزان سیکل کاری لوله بوده است. علاوه بر آن شرح دقیقی از روش زیرمدل در تحلیل ترک و استخراج ضرایب شدت تنش بیان گردیده است.

هدف از پژوهش حاضر بررسی رشد ترک در ردیف آخر پره توربین بخار نیروگاه رامین اهواز به کمک روش اجزاء محدود می باشد. یکی از مشکلات رایج در صنعت نیروگاهی پیدایش ترک و شکست در پره های ردیف آخر توربین به دلایلی از جمله دوفازی بودن محیط کاری پره، نیروی گریز از مرکز پره، برخورد سیال، ارتعاش و نامیزانی می باشد. ترک ها با توجه به میزان بار، ساختار مواد و شکل هندسی پره در نقاط مختلف پره شکل می گیرند. بنابراین، لازم است که به تحلیل شکست پره های توربین به منظور طول عمر و اعتماد-پذیری بیشتر اهمیت داده شود. تحلیل مسئله با استفاده از مدل سازی سه بعدی اجزای محدود، در حالت به وجود آمدن مودهای سه گانه مکانیک شکست ارزیابی شده است. برای مدل سازی تونل ترک از المان های ایزو پارامتریک 20 گره ای به شکل منفرد در جبهه ترک استفاده شده است. در محیط نرم افزار انسیس تونل ترک در پره ی بحرانی تر جاگذاری و سپس پره تحت بارگذاری مرکب و شرایط مرزی مورد نظر قرار گرفت. به کمک روش اندرکنش انتگرالی به محاسبه ضرایب شدت تنش پرداخته شد و با استفاده از روش مدل دو درجه آزادی به گسترش ترک در مقطع پنج سانتی متری پره توربین بخار پرداخته شد. در انتهای هر مرحله از رشد ترک نیز تخمین عمر پره در اثر وجود ترک محاسبه شد. همچنین به دلیل بارگذاری مرکب رشد ترک در یک مرحله خارج از صفحه ترک مورد بررسی قرار گرفت.

در این تحقیق بار حد شیکدان الاستیک لوله دارای ترک با استفاده از روش اجزای محدود محاسبه و ارائه شده است. روش ارائه شده شامل یک روش دو مرحله ای از جمله یک تحلیل عمومی و یک تحلیل محلی است. روش اول رفتار شیکدان سازه را در یک مفهوم کلی با بکار گیری تئوری کلاسیک شیکدان (قضیه ملان) بدون ترک در نظر می گیرد، در حالی که روش دوم رفتار شیکدان را درون ناحیه ی نزدیک ترک بر حسب ضریب شدت تنش تعیین می کند. این روش با استفاده از قابلیت کدنویسی نرم افزار اجزای محدود ansys v.14 و با فرض ماده الاستیک-پلاستیک کامل انجام شده است. دو مورد ترک و بارگذاری در نظر گرفته شده اند‏: 1) ترک نیم بیضوی طولی واقع بر سطح داخلی لوله تحت فشار داخلی متغیر و گشتاور خمشی ثابت و 2) ترک نیم بیضوی محیطی واقع بر سطح خارجی لوله تحت گشتاور خمشی متغیر و فشار داخلی ثابت. اثرات هندسه ی لوله و ترک از جمله نسبت شعاع داخلی لوله به ضخامت لوله، عمق نسبی ترک و نسبت منظر ترک بر بار حد شیکدان بررسی شده است. به منظور اعتبار سنجی روش حاضر، فشار شیکدان لوله جدار ضخیم با ترک سطحی و همچنین بار حد شیکدان استوانه جدار نازک تحت فشار داخلی و بارگذاری حرارتی متغیر به دست آمده و نتایج در مقایسه با نتایج موجود در منابع، انطباق قابل قبولی را نشان داده است. نتایج تحلیل حاضر برای لوله دارای ترک نشان می دهد که با افزایش طول و عمق ترک مرز ایمن بار حد شیکدان کاهش می یابد. همچنین مشاهده می شود که با افزایش ضخامت لوله، مرز بار حد شیکدان لوله دارای ترک نسبت به لوله سالم کاهش بیشتری پیدا می کند.

در این پایان‏نامه توزیع تنش در اجزای اتصال تک‏لبه تحت بارهای کششی و خمشی که در آن چسب شونده‏ها از مواد مرکب بافته شده با شکل بافت ساده هستند، با استفاده از روش اجزاء محدود در نرم افزار انسیس ورکبنچ مورد بررسی قرار گرفته است. در تحلیل اتصال ابتدا نیروی کششی و گشتاور خمشی مناسب به دست آمده سپس تأثیر پارامترهایی نظیر ضریب سستی (فاصله بین رشته ها)، ضخامت چسب، طول چسب، مدول الاستیسیته و ضریب پواسون چسب را بر روی تنش های وارده بر چسب و نیز اجزای تشکیل دهنده چسب شونده، شامل فاز زمینه و رشته ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‏دهد که بخش عمده ی بارهای اعمالی توسط مجموعه ی رشته ها خصوصاً رشته های تار که در راستای اعمال بار هستند، تحمل می شود. همچنین تنش در رشته‏های به‏کار رفته بسیار کمتر از مقاومت کششی آنها است. لذا احتمال گسیختگی در رشته‏ها وجود ندارد. عامل اصلی گسیختگی در اتصالات چسبی تنش تورق است که باید به حداقل ممکن خود برسد. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش ضریب سستی، افزایش ضخامت چسب، افزایش طول چسب، کاهش مدول الاستیسیته و کاهش ضریب پواسون چسب، تنش در اجزای اتصال کاهش می‏یابد. به عبارت دیگر مقاومت اتصال در برابر بارهای اعمال شده افزایش می‏یابد.

در این تحقیق بار حد شیکدان مخزن استوانه ای دارای انشعاب با استفاده از روش اجزای محدود محاسبه و ارائه شده است. این روش با استفاده از قابلیت کدنویسی در نرم افزار اجزای محدود ansys v.14 و با فرض ماده الاستیک پلاستیک کامل انجام شده است. این روش ساده، برای ارزیابی تغییر شکل های کوچک پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرد که دو نوع آنالیز المان محدود انجام می شود. اولین مرحله آنالیز به منظور تعیین تنش الاستیک مورد نیاز در قضیه ملان در سازه انجام می شود. در آنالیز دوم با در نظر گرفتن ماده به عنوان الاستیک پلاستیک کامل، اول بار ثابت به صورت خطی وارد می شود و تنش الاستیک در جسم ایجاد می کند و سپس بار سیکلی به صورت تدریجی وارد می شود تا در نهایت کل بار بر سازه اعمال شود. با استخراج نتایج حاصل از دو تحلیل، میدان تنش پسماند معادل محاسبه و با مقاومت تسلیم ماده مقایسه خواهد شد، در صورت تامین کردن شرط ملان بار شیکدان محاسبه می شود. اثر تغییر نسبت شعاع انشعاب به شعاع مخزن (r/r)، نسبت ضخامت انشعاب به ضخامت مخزن (t/t) و نسبت شعاع مخزن به ضخامت مخزن (r/t)، بر بار حد شیکدان مخزن استوانه ای دارای انشعاب تحت فشار داخلی ثابت و گشتاور خمشی متغیر بر روی انشعاب آن بررسی شده و برای ارزیابی دقت روش حاضر فشار شیکدان استوانه ی جدار ضخیم تحت فشار داخلی و همچنین بار حد شیکدان استوانه جدار نازک تحت فشار داخلی و بارگذاری حرارتی متغیر به دست آمده و نتایج در مقایسه با نتایج موجود در منابع دیگر، انطباق قابل قبولی را نشان داده است. نتایج تحلیل حاضر برای مخزن استوانه ای دارای انشعاب نشان می دهد که با کاهش نسبت (r/t) و (r/r) و افزایش نسبت (t/t) محدوده بار حد شیکدان سازه افزایش می یابد.

در این پایان نامه تحلیل شیکدان استوانه ی جدارضخیم تحت فشار داخلی با استفاده از الگوریتم های هوشمند صورت گرفته است. در ابتدا قضیه ی ملان تعریف می شود. این قضیه برای سازه ی مورد نظر هنگام استفاده از دو معیار تسلیم ترسکا و فون مایزز به طور جداگانه تشریح شده است. سپس قضیه ی ملان برای سازه ی مورد نظر تحت هر دو معیار ترسکا و فون مایزز، به صورت یک مسئله ی بهینه سازی مطرح شده به گونه ای که با حل آن بتوان بیشینه ی بار شیکدان را در سازه تعیین نمود. برای حل این مسئله ی بهینه سازی از الگوریتم های هوشمند استفاده شده است. در این راستا الگوریتمی بهینه سازی تحت عنوان الگوریتم مدیر کارآمد ابداع گردیده است. روال کار این الگوریتم به طور کامل تشریح می گردد. عملکرد این الگوریتم به لحاظ سرعت رسیدن به جواب و عدم گیر افتادن در بهینه های محلی مورد بررسی قرار گرفته و در سطح بالایی ارزیابی شده است. سپس چگونگی بکارگیری این الگوریتم در حل مسئله تحت هر دو معیار ترسکا و فون مایزز به طور دقیق بیان می شود. نتایج در حالت استفاده از معیار ترسکا، دقت بسیار بالایی را نشان می دهد. در مورد استفاده از معیار فون مایزز نیز ارزیابی های انجام گرفته، صحت روش مورد استفاده را تأیید می نماید. نتایج به دست آمده همچنین اهمیت انجام تحلیل شیکدان در سازه ی مورد نظر را هنگامی که تحت بار چرخه ای قرار گیرد، واضح می سازد.

در این پایان نامه توزیع تنش میان لایه ای در اتصال چسبی تک لبه لوله ای در حضور یک نقص (حفره و جدایش) در چسب، در یک تحلیل تحت بارگذاری پیچشی و در تحلیل دیگر تحت بارگذاری کششی مورد بررسی قرار گرفته است. فرض شده است که تنش برشی در راستای ضخامت چسب متغیر است و لوله ها می توانند از لحاظ مشخصات فیزیکی و هندسی غیر مشابه باشند. یک معادله جابجایی درجه دوم برای چسب در راستای ضخامت در نظر گرفته شده است. تحلیل مبتنی بر معادلات تعادل، روابط بین تنش-کرنش و کرنش-جابجایی می باشد. همچنین در این پژوهش به بررسی اثر مدول الاستیسیته و طول لایه چسب و مدول الاستیسیته لوله ها بر توزیع تنش پرداخته شده است. نتایج به دست آمده به‏ روش تحلیلی با نتایج به دست آمده از حل المان محدود به‏ کمک نرم افزار انسیس مقایسه شده و تطابق نسبتاً خوبی نیز بین این نتایج مشاهده شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش مدول الاستیسیته‏ لوله ها، بیشینه تنش برشی کاهش و با افزایش مدول الاستیسیته‏ لایه‏ چسب، بیشینه تنش برشی افزایش می‏یابد. همچنین با توجه به نتایج حاصل، وجود نقص هایی مانند حفره و جدایش در ناحیه اتصال، باعث افزایش تنش برشی در نواحی نزدیک به این نقص ها می شوند. مقدار این افزایش، تحت تأثیر اندازه و به ویژه مکان وقوع این نقص ها می باشد.

در این رساله انتشار امواج لمب در چند لایه های الاستیک – ویسکوالاستیک از قبیل: یک ورق الاستیک با روکش ویسکوالاستیک و یک اتصال چسبی سه لایه الاستیک – ویسکوالاستیک با استفاده از روش ماتریس کلی بررسی شده و مودهای موج لمب با سطح اتلاف پایین مشخص می شوند. همچنین، پارامترهای مطلوب منبع تولید موج لمب که یک ترنسدیوسر تابش زاویه ای می باشد، برای تولید امواج لمب با سطح اتلاف پایین در اتصالات چسبی سه لایه الاستیک – ویسکوالاستیک تعیین می شوند.

در تحقیق حاضر میدان تنش در اطراف اتصالات پیچی رشته ی حفاری تحت تاثیر بارگذاری های مختلف ‏مانند پیش بار، محوری، خمشی و پیچشی تحلیل شده است. این کار به کمک روش المان محدود با استفاده از ‏نرم افزارهای ‏ansys‏ و ‏abaqus‏ صورت پذیرفته است. بدین منظور برنامه هایی پارامتری توسط زبان های ‏برنامه نویسی هر دو نرم افزار مذکور تهیه شده که طیف بسیار گسترده ای از اتصالات را در بر می گیرد. تحلیل ‏استاتیکی غیرخطی با در نظرگرفتن تغییرشکل های بزرگ و اثرات تماس در شانه و دندانه های درگیر انجام شده ‏است. ضمن معرفی مفهوم و روش های دست یابی به ضریب تمرکز تنش، تاثیر پارامترهایی چون نوع رزوه، ابعاد و ‏هندسه ی اتصالات و همچنین زاویه ی انحراف چاه، گشتاور محکم نمودن اتصالات، نوع و مقادیر بارگذاری های ‏خارجی بر نتایج حاصل از تحلیل مورد بررسی قرارگرفته است. در ادامه با در نظر گرفتن اثرات کرنش پلاستیک، ‏تنش میانگین و نیز بارگذاری متناوب، عمرخستگی اتصالات پیچی مختلف بررسی و مقایسه شده اند. نتایج نشان ‏می دهد که نوع رزوه، ابعاد و هندسه اتصالات و نیزگشتاور محکم نمودن اتصالات نقش بسزایی در مقادیر ضریب ‏تمرکز تنش و نیز عمر خستگی اتصالات پیچی ایفا می نمایند.‏

مهمترین پدیده ای که پوسته های تحت فشار خارجی را تهدید می کند، پدیده کمانش می باشد. پدیده کمانش در پوسته ها را می توان از دو جهت مورد بررس قرار داد. -1 بررسی عوامل موثر بر کمانش -2 بررسی روشهای تقویت پوسته در مقابل کمانش . از عوامل موثر بر پدیده کمانش که مورد بررسی قرار گرفته اند، می توان به ضخامت ، شعاع و مدول الاستیسیته پوسته اشاره کرد. یکی از راههای تقویت مخازن تحت فشار خارجی، استفاده از رینگهای تقویت کننده می باشد که به دو صورت داخلی یا خارجی روی مخازن نصب می شوند. اما سئوالی که مطرح می باشد این است که از رینگ داخلی استفاده کنیم یا از رینگ خارجی. این مسئله، از جمله مسائلی است که مورد بررسی قرار گرفته است . موضوع دیگری که مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته، تاثیر فاصله رینگها بر فشار کمانش می باشد. استفاده از رینگهایی که مدول الاستیسیته آنها از مدول الاستیسیته پوسته بیشتر می باشد یکی دیگر از موضوعاتی است که تجزیه و تحلیل شده است . یکی دیگر از روشهای تقویت مخازن، استفاه از مخازن موجدار می باشد که در دو مدل بررسی شده است . -1 حالتی که مخزن بطور سرتاسری موجدار شده -2 حالتی که فقط دو قسمت از مخزن موجدار شده است . سئوالی که مطرح می باشد این است که کدام روش برای تقویت مخازن بهتر می باشد. این موضوع در 5 مخازن معادل بررسی شده است . مخازن معادل به مخازنی گفته می شوند که هموزن، هم حجم و هم جنس باشند. در نهایت مخزنی که بطور سرتاسری موجدار شده، نسبت به سایر مخازن از استحکام بیشتری در مقابل کمانش برخوردار می باشد.

در اثر تکرار بار وقتی کرنشهای پلاستیک در سازه وجود داشته باشد، این کرنشها ممکن است پایدار و یا بتدریج افزایش یابند. در صورتیکه سطح باز از حد معینی کمتر باشد کرنشها پایدار می مانند و اصطلاحا سازه shakedown می کند، یعنی رفتار سازه پس از چند تکرار بار، الاستیک خواهد شد. دو معیار برقراری shakedown در سازه عبارتند از محدود ماندن کرنش های پلاستیک و محدود شدن کار کرنش پلاستیک . به دلیل اهمیت طراحی مخازن تحت فشار و کاربرد نظریه shakedown به عنوان یکی از معیارهای طراحی، پدیده shakedown مورد بررسی قرار گرفت . حد پایین بار shakedown با استفاده از روش ساده ای به نام elastic compensation، برای مخازن کروی انشعاب دار تحت فشار داخلی تکراری با استفاده از روش اجزای محدو الاستیک خطی محاسبه گردید. نتایج برحسب پارامترهای بدون بعد r) r/t, r/r r/t شعاع کره، t ضخامت کره، r شعاع انشعاب ) و استفاده از المان پوسته به صورت جداول و نمودار ارائه شده اند، تاثیر پارامترهای هندسی a (زاویه انشعاب ) r/r, t/r بر ضریب بی بعد باز shakedown بررسی شد و نتایج حاصل با مقادیر مشابه در منابع دیگر در صورت وجود مقایسه شده است . همچنین نظر به اینکه محدود شدن کرنشهای پلاستیک ، در بارگذاری تکراری منجر به shakedown می گردد، کرنشهای پلاستیک در مخزن جدار ضخیم تحت فشار داخلی به روش mars با استفاده از روش اجزای محدود الاستیک خطی محاسبه شد.

به دلیل ایمنی مخازن تحت فشار پدیده خستگی در این سازه ها مورد بررسی قرار گرفت . پدیده خستگی به سه مرحله شروع ترک ، رشد پایدار ترک و شکست تقسیم می شود که در مورد مراحل دوم و سوم می توان از مکانیک شکست الاستیک خطی کمک گرفت . یکی از پارامترهای مهمی که به کمک آن می توان رفتار ترک را بررسی کرد ضریب شدت تنش است . در این تحقیق ضریب شدت تنش کششی بدون بعد مخزن کروی دارای انشعاب ترک دار (ترک عمیق در محل اتصال انشعاب به کره و در راستای محور انشعاب قرار دارد) بر حسب پارامتر بدون بعد پوسته با استفاده از روش اجزای محدود و المان پوسته محاسبه شده است . در اطراف نوک ترک از المان منفرد استفاده شده است . تاثیر پارامترهای هندسی r/t (نسبت شعاع انشعاب به ضخامت آن)، r/t (نسبت شعاع مخزن به ضخامت آن)، r/r (نسبت شعاع مخزن به شعاع انشعاب) و a زاویه تمایل انشعاب بر ضریب شدت تنش در محدوده گسترده ای از مقادیر پارامترها با این فرض که تعریف پوسته نازک همزمان برای مخزن کروی و انشعاب معتبر باشد، انجام شد و نتایج حاصل با مقادیر مشابه در منابع دیگر در صورت وجود مقایسه شده است .