شکل دهی الکترومغناطیس یک روش شکلدهی دینامیکی نرخ بالاست که در آن نرخ کرنش های بالایی بدست می آیند. در این فرآیند، اثر متقابل جریان ایجاد شده در قطعه کار و میدان مغناطیسی سیم پیچی که در مجاورت آن قرار دارد، باعث تغییرشکل قطعه کار می گردد.هدف اصلی این پایان نامه بدست آوردن تحلیلی بر پای? معادل? تعادل انرژی به منظور مدلسازی تغییرشکل پلاستیک استوانه های فلزی جدار نازک تحت اثر نیروی الکترومغناطیس است. به این منظور سطح تسلیمی ارائه شده که اثرات متقابل نیروها و ممانهای منتجه ی داخلی را در بر می گیرد. همچنین با ترکیب مدل سخت شوندگی توانی و مدل کوپر سایموند، اثرات سخت شوندگی کرنشی و نرخ کرنش بطور توامان در نظر گرفته می شود. روش ارائه شده امکان درنظر گرفتن ترمهای مختلف انرژی جنبشی و کار پلاستیک را فراهم می آورد.

در این پایان نامه، شبیه سازی فرآیندهای شکل دهی دینامیکی حلقه های فلزی توسط مدلهای یک بعدی بدون در نظر گرفتن تغییرشکل ها و اثرات طولی با نوشتن معادله ی حرکت شعاعی حلقه و همچنین مدل دو بعدی متقارن محوری با استفاده از اصل پایداری نرخ تغییرات انرژی و اعمال روش حساب تغییرات صورت گرفته است. بر پایه ی تئوری تغییرشکل هنکی و استفاده از مدل ساختاری توانی و رابطه ی کوپرسایموند اثرات سخت شوندگی کرنشی در نرخ کرنش اعمال شده است. معادله ی دینامیکی حاصل از مدل انرژی توسط الگوریتم نیومارک و روش نیوتن رفسون در هر مرحله حل شده و با به هنگام سازی مختصات حلقه در هر مرحله امکان تحلیل تغییرشکلهای محدود نیز توسط مدل انرژی فراهم آمده است. مدل های دینامیکی بدست آمده برای شبیه سازی فرآیند شکل دهی انفجاری و الکترومغناطیس بکار گرفته شده و نتایج حاصله با نتایج پژوهش های پیشین مقایسه گردیده است.

در یک دهه گذشته ، رغبت شدیدی در استفاده از وسایل سیالی سیالی مغناطیسی – رئولوژیکی (mr) به خاطر خواص کنترل پذیر سیال mr در داخل این وسایل که باعث تنظیم خواص ترمومکانیکی وسیله می شود ، وجود دارد. در این رساله ، ابتدا، یک تحلیل بی بعد برای دمپرهای mr مد ترکیبی بر پایه مدل معادله ساختاری بینگهام سیالات mr مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس ، یک حل تحلیلی کلی برای جریان حلقوی سیال بدست می آید و روش حل نیز ارائه می شود. این روش برای هر مدلی مثل مدل های بینگهام ، herschel–bulkley ، crowley–kitzes ، robertson–sti? و casson قابلیت کاربرد دارد. این مدل ها ، مدل های شبه استاتیکی نامیده می شوند و با وجود اینکه می توانند رفتار نیرو – جابجایی این دمپرها را پیش بینی نمایند ، نمی توانند رفتار غیر خطی سرعت – نیرو را پیش بینی نمایند . از این رو ، مدل های دینامیکی مورد مطالعه قرار می گیرند و چندین مدل با یکدیگر مقایسه می شوند و سرانجام ، یک مدل کلی وابسته جریان ، فرکانس و دامنه تحریک بر اساس مدل bouc-wen ارائه می شود.

در این پایان نامه، رفتار مچالگی سازه های جاذب انرژی s شکل با مقطع مربعی، به عنوان یک ساده سازی از اجزای سازه ای قسمت جلوی خودرو، به صورت تجربی، عددی و تحلیلی بررسی می شود. تحلیل تجربی جاذب انرژی s شکل تحت بار فشاری به صورت شبه استاتیکی انجام می شود. در این راستا، جهت اطمینان از تقارن در بارگذاری، یک فیکسچر مخصوص طراحی، ساخته و برروی دستگاه تست کشش 300 کیلونیوتن نصب می شود. در این آزمایش ها سرعت حرکت فک دستگاه معادل با 5 میلی متر بر دقیقه است. هدف اصلی این آزمایش ها پیدا کردن تغییر شکل عمومی، فروریزش پلاستیک محلی و نمودار نیرو-جابجایی سازه s شکل تحت بار فشاری است. دو تحلیل اجزای محدود مختلف با استفاده از abaqus/explicit انجام می شود. در تحلیل اول بارگذاری و شرایط مرزی مطابق با شرایط آزمایش ها در نظر گرفته شده که نتایج آن تطابق خوبی را با نتایج حاصل از تحلیل تجربی نشان می دهد. سپس از مدل اجزای محدود صحه گذاری شده برای بررسی تاثیر هریک از متغیرهای هندسی برروی نیروی بیشینه مچالگی و انرژی جذب شده استفاده می شود. در تحلیل اجزای محدود دوم بارگذاری و شرایط مرزی مطابق با یکی از مراجع در نظر گرفته شده است. در تحلیل تئوری، مکانیزم فروریزش سازه مطابق با مشاهدات تجربی و عددی در نظر گرفته شده است. در این تحلیل، در ابتدا یک مکانیزم فروریزش برای تیر منحنی شکل توخالی ارائه شده و رابطه بین انرژی جذب شده و زاویه دوران در این نوع تیر با استفاده از معادله انرژی بدست می آید. در مرحله بعد، از این رابطه برای مدلسازی رفتار قسمتهای منحنی سازه s شکل در هنگام فروریزش استفاده شده و در نهایت رابطه نیرو-جابجایی استخراج می شود. براساس شبکه های عصبی نوع gmdh فرامدل هایی جهت مدلسازی انرژی جذب شده (e) و نیروی بیشینه مچالگی (fmax) بر پایه داده های حاصل از مدلسازی اجزای محدود دوم بدست آمده و با استفاده از این فرامدل ها، بهینه سازی در فضای معین و نامعین انجام شده است. بهینه سازی چند هدفی در فضای معین برروی جاذب انرژی s شکل با در نظر گرفتن توابع متضادی مانند وزن، جذب انرژی و نیروی بیشینه مچالگی انجام و منحنی پارتو ارائه می شود. همچنین بهینه سازی چند هدفی در فضای نامعین برپایه طراحی مقاوم براساس قابلیت اطمینان با در نظر گرفتن نامعینی های احتمالاتی در متغیرهای هندسی و ویژگیهای ماده انجام شده است. در این راستا توابع هدف متضاد عبارتند از میانگین و واریانس انرژی جذب شده ویژه و نیروی بیشینه مچالگی.

در این رساله پیش کمانش پوسته ی استوانه ای fgm جدار نازک که در سطح داخلی و خارجی آن دارای یک لایه نازک پیزوالکتریک می باشد تحت شرایط تکیه گاهی ساده، بررسی گردیده است و بار محوری بحرانی کمانش به دست آمده است. معادلات این پوسته از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول (fsdt) استخراج شده است و حل دقیق به وسیه نرم افزار matlab انجام شده است. در نهایت نیز مدلسازی المان محدود در نرم افزار ansys انجام شده است و نتایج دو روش بررسی و مشاهده گردید که با تقریب بسیار خوبی هم خوانی دارند.

در این رساله حل تحلیلی کامل ترموالاستیسیته برای استوانه توخالی کوتاه از fgm در معرض بارهای حرارتی پایدار سه بعدی و مکانیکی ارائه شده است. توزیع دما تابعی از جهات شعاعی، طول و جانبی فرض می شود. این نوع تحلیل، انواع مختلف کشش و شرایط مرزی تغییر مکان را در بر می گیرد. فرض می شود ویژگی های ماده استوانه ای (سیلندر) بوسیله تابع توانی از جهت شعاعی بیان شده باشد. نتایج با داده های شناخته شده در مقالات معتبر می شوند. در این رساله حل تحلیلی عمومی برای تنش های حرارتی و مکانیکی در پوسته های جدار ضخیم با خواص تابعی (fg) کوتاه تحت بارگذاری های حرارتی و مکانیکی سه بعدی در شرایط استاتیک ارائه شده است. حل بر مبنای روش مستقیم و استفاده از توابع بسل است که محدودیت های روش تابع پتانسیل برای استفاده انواع متداول شرایط مرزی مکانیکی و حرارتی را ندارد. مزیت این روش در کلی بودن و استفاده از ریاضیات برای تحلیل رفتار انواع مختلف شرایط مرزی مکانیکی و حرارتی است. روش پیشنهاد شده قابلیت توسعه به انواع دیگر مسائل مکانیکی و ترمومکانیکی را دارد، و قابل اجرا برای حل مسائل مواد با خواص تابعی است. تحلیل نشان می دهد زمانیکه اندیس های قانون توان برای ضرایب الاستیسیته برابر هستند، ضریب انبساط حرارتی، و ضریب هدایت گرمایی و حلقه تنش ها با افزایش اندیس قانون توان افزایش می یابد. بررسی نشان می دهد که می توان یک پروفیل fgm ساخت که تقریباً تنش در تمام سرتاسر ضخامت آن یکسان باشد، که حاصل آن بهینه سازی استفاده از مواد است.

در این رساله تحلیل الاستو پلاستیک سیلندر جداره ضخیم بسیار طویلی تحت فشار داخلی با سه ماده پلاستیک کامل ، ماده با سخت شوندگی کرنشی خطی و غیرخطی در نظر گرفته شده است. از روش المان محدود درحالت الاستیک و تعمیم آن به حالت پلاستیک با استفاده از روش خواص مادی متغیر در هر دو حالت بارگذاری و باربرداری استفاده شده است. فشار اتوفریتژ و مرز الاستو پلاستیک بهینه سیلندر دارای سخت شوندگی کرنشی در حالت کرنش صفحه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. تحلیل الاستوپلاستیک یک سیلندرجداره ضخیم طویل با مواد هدفمند در حالت کرنش صفحه ای و تحت فشار داخلی صورت گرفته است. در حالت باربرداری از تئوری سخت شوندگی کرنشی سینماتیک استفاده شده و تحلیل الاستو پلاستیک سیلندر تحت بارگذاری فشاری سیکلی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده با استفاده از نرم افزار انسیس ، تئوری نموی و نتایج موجود در مراجع مختلف مقایسه شده است که تعامل نزدیکی بین آنها برقرار است.

در این پایان نامه به بررسی خواص مکانیکی از قبیل مدول یانگ، مدول برشی و ضریب پواسون و رفتار مکانیکی مانند کمانش و ارتعاشات جانبی و پیچشی نانولوله های کربنی و گرافین ها به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی پرداخته شده است. برای این منظور، جهت محاسبه انرژی پیوندی بین اتمهای کربن از تابع پتانسیل ترسف-برنر استفاده شده است. این شبیه سازی ها در دسته جواب کانونی که از ترموستات نوز-هوور برای ثابت نگه داشتن دما در دمای اتاق استفاده می نماید، انجام شده است. الگوریتم انتگرال گیر مورد استفاده برای حل معادلات حرکت نیوتون نیز سرعت-ورلت می باشد. در این مطالعه اثر پارامترهای هندسی، تعداد لایه ها، شرایط مرزی، کایرالیتی، نقص ساختاری و کرنش اولیه کاملا مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج بدست آمده در حد امکان با نتایج بدست آمده در تاریخچه تحقیقات مقایسه گردیده است که همخوانی قابل قبولی بین این نتایج مشاهده می شود. در نهایت نشان داده شده است که بر خلاف کایرالیتی اثرات شرایط مرزی و پارامترهای هندسی بسیار مهم می باشند.

روشfe یک روش کارآمد برای حل آن دسته از مسایل مهندسی است که از روشهای تحلیلی قابل حل نمی باشند. fem با وجود این مزایا با کمبودهایی مواجه است.از جمله عدم توانایی حل مسائل با هندسه های پیچیده، تغییر شکل های زیاد، مسائلی که شامل ترک هستند. برای حل اینگونه مسائل روشهای جدیدی پیشنهاد شدند که روشهای بدون مش نامیده می شوند.روشهای بدون مش نیازی به برقراری ارتباط بین گرهها ندارند.در نتیجه قادر به حل مسائلی هستند که fem از حل آنها باز می ماند. روشهای بدون مش علی رغم تواناییشان در حل این مسائل، کمبودهایی دارند،از جمله زمان بر بودن فرایند حل و دشوار بودن اعمال شرایط مرزی. با توجه به اینکه برای حل برخی مسائل استفاده از روشهای بدون مش اجتناب ناپذیر است و توجه به مزایای fem به لحاظ کوتاه بودن پروسه ی حل و سهولت اعمال شرایط مرزی ایده ی تلفیق این دو روش مطرح شد. رویکردهای مختلفی به منظور تلفیق این روشها ارائه شده است. در این تحقیق با استفاده از مفهوم ذرات مجازی، به تلفیق روش efg و fem پرداخته ایم. دو مسئله مختلف تیر یک سرگیردار تحت بارگذاری و صفحه ی نیمه بی نهایت با ترک مرکزی درmatlab برنامه نویسی و با استفاده از این شیوه ی تلفیقی تحلیل شد. به علاوه تاثیر متغیرهایی از جمله نوع تابع وزن، دامنه ی تاثیر، تعداد المانهای fem، تعداد ذرات روش efg و تغییر تعداد نقاط گوس را در مسئله تیر در روش پیشنهادی بررسی کرده و نتایج را در قالب نمودارها نمایش داده ایم.سرانجام این بررسی ها و نتایج حل دو مسئله را با نتایج حل دقیق مقایسه کردیم.

دو دهه ی گذشته شاهد پیشرفت بی سابقه ای در زمینه ی علم و فناوری نانو بوده است همانگونه که تعداد فزاینده نشریات مختص به ساخت، توصیف ویژگی ها و کاربرد های نانو لوله های کربنی گویای این امر است. این به دلیل خصوصیات ممتاز مکانیکی، الکترونیکی و سایر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانولوله های کربنی نسبت به دیگر مواد موجود است. مدل سازی محاسباتی نانوسازه ها می تواند به طور گسترده در دو دسته ی اصلی طبقه بندی شود: مدل های اتمی و مدل های محیط پیوسته. مدل های اتمی دقیق تر ولی ایجاد و اجرای آن ها پر هزینه و زمان بر می باشند. مدل های محیط پیوسته از نظر محاسباتی کارآمد ترند اما ماهیت گسسته ی نانو مواد را لحاظ نمی کنند. این رساله درصدد ارائه ی یک مدل مکانیک مولکولی جامع می باشد که مزایای دو مدل بیان شده برای تحلیل خواص مکانیکی نانولوله های کربنی کایرال شامل مدول های یانگ محیطی و طولی، نسبت پوآسون و مدول برشی را در بر داشته باشد. بدین منظور، ابتدا مدول یانگ، نسبت پوآسون و سختی خمشی گرافن به عنوان المان پایه ی نانو لوله های کربنی، با استفاده از تئوری تابع چگالی تعیین شده است. سپس با برقراری پیوندی بین مکانیک مولکولی و تئوری تابع چگالی، ثوابت نیرویی مدل مکانیک مولکولی برای نانولوله های کربنی کایرال محاسبه شده اند. همچنین، رفتار کمانشی نانولوله های کربنی کایرال تک دیواره و چند دیواره تحت بارهای محوری و پیچشی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده از تحلیل ارائه شده، بیانگر تطابق بسیار خوب آن با داده های موجود در دبیره می باشد.

در این رساله به تجزیه و تحلیل الاستو پلاستیک پوسته کامپوزیتی کروی و پوسته کروی پیزوالکتریک کروی تحت بارگذاری دینامیکی یا انفجاری، با استفاده از روش چبیشف کالوکیشن پرداخته می شود. بنابراین استفاده از کلاهک ها ی کروی دارای رشد قابل توجهی در مکانیک و ساختار عمرانی در سال های اخیر داشته و چون این کلاهک ها از پوسته کروی تشکیل می دهند، تحقیق و تفحص پوسته های کروی مخصوصا کامپوزیت کروی از اهمیت بالایی برای طراحی بر خوردار هستند. این رساله بر اساس سختی ایزوترپیک و تئوری جریان می باشد که ابتدا سختی کرنشی الاستو پلاستیک بیان می شود و کرنش پلاستیک بر این اساس بدست می آید که با ترکیب با کرنش الاستیک معادلات حاکم بر پوسته بدست می آید. این تحلیل با استفاده از روش چبیشف کالوکیشن حل می شود. که ابتدا معادلات را به فرم نموی می نویسیم و سپس با استفاده از نقاط کالوکیشن و روش نیمارک و روش تکرار آنرا برای بدست آوردن جابجایی حل می کنیم. نتایج آنها با مقالات و با نتایج بدست آمده از نرم افزار المان محدود abaqus جهت نشان دادن صحت و درستی نتایج مقایسه می شوند و در ادامه تاثیر بارهای مختلف با شعاع های مختلف روی پوسته کروی کامپوزیت غیر خطی الاستیک و الاستو پلاستیک و پیزوالکتریک بررسی می شود.

در این مطالعه، رفتار صفحات مستطیلی غیرهوشمند و هوشمند تحت اثر بارهای دینامیکی مورد بررسی قرار می گیرد. در هوشمندسازی این سازه ها از قطعات پیزوالکتریک به عنوان ماده هوشمند استفاده می گردد. با استفاده از اصل همیلتون معادلات حاکم بر حرکت سیستم استخراج می شود و از روش بسط توابع ویژه برای حل این معادلات استفاده می گردد. همچنین، الگوریتم کنترل بهینه خطی کلاسیک با فیدبک جابجایی-سرعت به منظور برآورده ساختن هدف های کنترلی مورد استفاده قرار می گیرد. بارگذاری دینامیکی اعمال شده در همه حالات بنابر اهمیت بالای آن در موارد عملی، به صورت جرم متحرک بوده، و در کنار آن به منظور مطالعه اهمیت اثرات اینرسی از بارگذاری به صورت نیروی متحرک نیز استفاده شده است. بارگذاری های انجام شده به دو صورت بار متمرکز و بار گسترده صورت می گیرد و از شرایط مرزی مختلف نیز به منظور بررسی اثرات تکیه گاهی استفاده می شود. صفحه نازک در نظر گرفته شده در این مطالعه به دو صورت نامیرا و میرا فرض می شود و اثرات قرارگیری صفحه روی بستر الاستیک نیز مورد مطالعه قرار می گیرد. همچنین، ارتعاشات صفحات مستطیلی با فرض رفتار خطی سازه میزبان و با اعمال سطوح نسبتا پایینی از ولتاژهای ورودی به محرک ها، تا هدف مطلوب قابل کاهش می باشد. با توجه به هزینه پایین، نصب آسان و سهولت تامین منابع انرژی خارجی در هوشمندسازی سازه های مطالعه شده با استفاده از محرک های پیزوالکتریک، عملکرد سیستم و مکانیزم کنترل فعال پیشنهادی برای توسعه و کاربرد در موارد عملی نظیر به اثبات می رسد

هدف از این تحقیق، مطالعه رفتار های مکانیکی مختلف پوسته های مخروطی کامپوزیتی می باشد. به منظور استخراج معادلات حرکت حاکم برای شرایط بارگذاری گوناگون، بر اساس تئوری پوسته نازک، اصل همیلتون به کار گرفته می شود. برای توصیف رفتار الاستو-پلاستیک پوسته های مخروطی تحت بار دینامیکی داخلی، از تئوری تغییر شکل کلی هنکی استفاده می گردد. روش تحلیلی گلرکین به همراه شکل مود های تیر بعنوان توابع وزن، به خدمت گرفته شده تا معادلات دینامیکی حرکت به دست آید. به کارگیری توابع تیر امکان بررسی نقش شرایط مرزی در رفتار مکانیکی پوسته های مخروطی را فراهم می آورد. سپس، معادلات دینامیکی توسط روش انتگرال زمانی نیومارک حل می گردند. خصوصیات ارتعاشاتی پوسته های مخروطی کامپوزیتی تحت شرایط مرزی مختلف نیز در این رساله به کمک روش گلرکین مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. همچنین، یک راه حل دقیق برای تحلیل کمانش خطی پوسته های مخروطی کامپوزیتی ارائه می گردد. تاثیرات شرایط مرزی، نیم زاویه راس، طول، و تعداد لایه ها بر پاسخ پوسته بطور کامل مورد بررسی قرار می گیرد. نشان داده می شود که نتایج حاصله از مطالعه تحلیلی حاضر در تطابق بسیار خوبی با نتایج دیگر منابع موجود هستند.

در این تحقیق تحلیل ارتعاشات تیر جدار نازک کامپوزیتی و کنترل آن بوسیله لایه های پیزو مد نظر قرار می گیرد. تیرهای جدار نازک در حال دوران مانند پره، در بسیاری از زمینه های مهندسی مکانیک و هوافضا به کار برده می شوند. در این تحقیق کنترل ارتعاشات خمشی یک تیر جدار نازک کامپوزیتی در حال دوران مورد بررسی قرار می گیرد. مساله برای یک تیر تک سلولی که شامل توابع اعوجاج، نیروی گریز از مرکز و تاثیرات لایه پیزو می باشد، فرمولبندی می شود. معادلات حاکم با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده و سپس با روش گلرکین توسعه یافته حل می شوند. برای بدست آوردن ورودی کنترل (ولتاژ ورودی به عملگر) از روش کنترل بهینه استفاده شده است. در شبیه سازی عددی تاثیر پارامترهایی از قبیل سرعت دوران، زاویه لایه و کنترل بهینه تحت اعمال تحریکات خارجی بوجود آمده توسط انفجار ، بر روی تیر جدار نازک با مقطع مستطیلی و با دو نوع پیکربندی متفاوت، مورد بررسی قرار می گیرند.

فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی منجر به ایجاد تغییرات پیچیده فیزیکی و متالورژیکی در قطعه کار می شود. در این فرآیند همچنین عوامل غیرخطی کننده ماده نظیر پارامترهای وابسته به دمای جوش باعث پیچیده تر شدن بیشتر مساله می شود. به همین جهت ارائه یک مدل ریاضی دقیق حرارتی و تنشی در این شرایط بسیار مشکل است.باتوجه به کاربرد وسیع مخازن تحت فشار و لوله ها در صنعت و استفاده فراوان از روشهای مختلف جوشکاری لزوم بسط دادن تحلیل تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری به این کاربرد مهم صنعتی بسیار اهمیت می دهد. در این تحقیق یک تحلیل حرارتی- مکانیکی گذرای سه بعدی برای جوشکاری قوسی با گاز محافظ به روش اجزاء محدود برای دو هندسه یکی جوشکاری تیگ و دیگری جوشکاری میگ در حالت یک پاس انجام شده است. تحلیل حرارتی - مکانیکی به دو بخش تقسیم می شود. در بخش اول یک تحلیل انتقال حرارت گذرای سه بعدی انجام شده و تاریخچه حرارتی جوش محاسبه می گردد. در بخش دوم با استفاده از نتایج دمایی بدست آمده از بخش نخست،یک تحلیل ترمو- الاستو - پلاستیک گذرای سه بعدی برای محاسبه تغییرشکلهای جوشی و تنشهای پسماند جوشی انجام می گردد. سپس جهت صحت نتایج با داده های تجربی موجود مقایسه خواهد شد،پس از آنکه از صحت مدل المان محدود اطمینان حاصل گردید،تنش های پسماند جوشی از این مدل استخراج و به عنوان نتایج صحیح ذخیره می گردد. از نتایج این تحقیق می توان به تطابق بسیار خوب نتایج با داده های تجربی اشاره نمود،بنابراین می توان گفت روش اجزاء محدود قادر به پیش بینی نتایج تنش پسماند جوشکاری می باشد.

در این رساله سامانه ای جهت محاسبه ایمپالس ناشی از بارگذاری انفجاری به منظور شکل دهی صفحات دایروی، مربعی و مستطیلی طراحی و ساخته شده است. این سامانه بصورت پاندول بالستیک می باشد که با ثبت نوسانات پاندول، مقدار ایمپالس ایجاد شده را اندازه گیری می کند. اندازه گیری ایمپالس بر اساس معادله حرکت، محاسبه سرعت اولیه پاندول در لحظه انفجار و نهایتاْ اندازه حرکت خطی حرکت مجموعه می باشد. همچنین این سامانه قابلیت شکل دهی صفحات دایروی، مربعی و مستطیلی در فواصل مختلف خرج تا ورق را با بکارگیری لوله های استقرار خرج دارا می باشد. در بخشی دیگر از این رساله، شکل دهی انفجاری ورق های مربعی و مستطیلی با استفاده از سامانه پاندول بالستیک بررسی شده و مدلی بی بعد مبتنی بر پارامتر های موثر بر این فرایند ( نظیر ایمپالس، مشخصات هندسی ورق، جنس ورق و ... ) و با بکار بردن نتایج تجربی ارئه شده است. این مدل با استفاده از روش تجزیه مقادیر منفرد بدست می آید که بر اساس آن می توان چگونگی تغییرات خیز مرکز ورق را نسبت به سایر پارامتر های موثر در این فرایند بررسی کرد. نتایج بدست آمده از این مدل تطابق خوبی با نتایج تجربی دارد.

در این رساله به بررسی رفتار ورق های دایروی پیش و پس از گسیختگی موضعی ورق در ناحیه تکیه گاه پرداخته می شود. در اینجا، با استفاده از معادلات حرکت به بررسی رفتار ورق تحت بارگذاری پرداخته می شود و فرآیند بارگذاری به صورت دینامیکی مورد بررسی قرار می گیرد و پارامترهای مربوطه از قبیل ایمپالس بحرانی، زمان جدایش ورق، تغییر شکل نهایی ورق و تقسیم بندیهای انرژی به دست می آیند. سپس با استفاده از روش انرژی به بررسی رفتار ورق ابتدا تحت بارگذاری های یکنواخت سراسری با فرض تشکیل شدن چندین مفصل پلاستیک با محل شعاعی ثابت در طی فرآیند تغییر شکل و سپس تحت بارگذاری های موضعی با فرض تشکیل یک مفصل پلاستیک متحرک پرداخته می شود که این تغییر شکل به صورت مخروطی است و نتایج به دست آمده نیز ارائه می گردند و این نتایج با نتایج بدست آمده از مقالات مشابه مقایسه می شوند.

بررسی پاسخ سازههای ساخته شده از مواد گوناگون، به بارهای ضربهای ناشی از برخورد احتمالی با اجسام خارجی، همواره یکی از دغدغهها و در عین حال علاقه مندیهای محققان و مهندسان بوده است. از این منظر و با درنظرگرفتن گسترش استفاده از مواد fgm در سالهای اخیر، لزوم بررسی اثر ضربه بر روی سازه های fgm احساس می شود.در این تحقیق، اثر ضربه سرعت آهسته یک گلوله کروی بر روی صفحه مستطیلی fgm با شرایط مرزی ساده، تحلیل و بررسی خواهد شد. بدین منظور تئوری تغییرشکل برشی مرتبه اول برای ورقها (fsdpt) با درنظرگیری رفتار الاستیک مواد بکار گرفته می شود و از آنجا معادلات حرکت ورق بدست خواهد آمد. از روش حل ناویر برای توصیف توابع جابجایی و نیرو استفاده می شود. محاسبه نیرو به کمک قوانین تماس در پیوند با روش تفاضل محدود (fdm) شرح داده می شود و پاسخ صفحه به ضربه سرعت آهسته برای صفحه مستطیلی fgm به ازای سرعتهای مختلف برخورد، جرم های مختلف ضربه زننده، ضخامت های مختلف صفحه و ترکیب های مختلف فلز و سرامیک در صفحه fgm بدست خواهد آمد.

فرآیندهای با نرخ انرژی بالا، کاربردهای گوناگونی دارند و امروزه از آنها به طور گسترده در صنایع مختلف نظیر هوافضا، هواپیمایی و هوانوردی، خودروسازی و قطعه سازی استفاده می شود. این فرآیندها شامل شکل دهی، فشارش پودر، جوشکاری و برشکاری هستند که به کمک مواد پرانرژی و یا سازوکارهای مکانیکی انرژی بالایی را ایجاد می کنند، انجام می شود. به علت استفاده گسترده از این فرآیندها در صنایع مختلف، نیاز به ارائه مدلی برای این فرآیندها احساس می شود که بتوان به کمک آنها رفتارهای مواد و تغییرات خواص مکانیکی و فیزیکی آنها را پیش بینی نمود. جهت ارائه مدل برای این فرآیندها الگوریتم های مختلفی نظیر الگوریتم ژنتیک، چند جمله ای های pareto ، آنالیز ابعادی و ... وجود دارد. یکی از موثرترین و مهندسی ترین روش های مدلسازی فرآیندهای فیزیکی استفاده از آنالیز ابعادی است. موثر بودن این روش مدلسازی در این است که تمامی پارامترهای فیزیکی مستقل و تاثیرگذار بر فرآیندها، در مدلسازی دخالت مستقیم دارند. به کمک آنالیز ابعادی برای 4 فرآیند مذکور مدل بی بعد ارائه گردید که برای نیل به این مقصود از داده های تجربی به دست آمده در دانشگاه گیلان و مراجع معتبر خارجی استفاده شده و در انتها مقایسه ای بین نتایج حاصل از مدل بی بعد و نتایج تجربی ارائه گردید. در انتها اشاره می شود که از مدلسازی به روش تحلیل ابعادی می توان برای مدلسازی فرآیندهای پیچیده موجد در علوم مختلف، صنعت و طبیعت از جمله علوم هواشناسی و جغرافیایی بهره جست.

هدف از انجام این پایان نامه، مطالعه غیر خطی ارتعاشات آزاد و اجباری نانولوله های کربنی واقع در بستر الاستیک با در نظر گرفتن اثر حرارتی است. بدین منظور بر اساس تئوری مکانیک محیط پیوسته، مدل های تیر الاستیک غیر موضعی ارائه شده اند. نانولوله ها از طریق تعامل های بین لایه ای واندروالس به هم متصل شده اند. مدل پایه ی پاسترناک و مدل واندروالس غیر خطی بترتیب برای مدل کردن اثرات بستر الاستیک و تعاملات بین لایه ای واندروالس استفاده شده اند. با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو که اثرات تغییر شکل برش عرضی و لختی دورانی را در نظر می گیرد یک نانولوله ی دو جداره با شرایط مرزی متفاوت تحلیل می شود. معادلات حاکم با استفاده از اصل همیلتون بدست می آیند و سپس با استفاده از روش تحلیلی گالرکین حل می شوند. اثرات پارامتر غیر موضعی، ثابت فنر بستر الاستیک، نسیت طول به قطر نانولوله و تغییر دما روی ارتعاشات آزاد نانولوله های دو جداره با شروط مرزی مختلف بررسی شده اند. در ادامه بر اساس تئوری تیر اویلر-برنولی غیر موضعی، معادلات حرکت مربوط به ارتعاشات اجباری نانولوله های تک جداره ارائه شده است. سپس از روش مقادیر چندگانه برای حل این معادلات استفاده شده و رفتار نانولوله های تک جداره برای دو حالت تحریک، شامل تحریک پایه و تحریک سخت غیر تشدید بررسی شده است. در نهایت اثر پارامترهای مهم بر روی دامنه فرکانس پاسخ بررسی شده اند.

در قسمت اول این پایان نامه رفتار کمانشی پوسته های استوانه ای مشبک کامپوزیتی?تحت نیروی محوری توسط روش های تحلیلی و المان محدود بررسی شده است. ابتدا یک روشی تحلیلی بر مبنای روش آغشته سازی تقویت کننده ها بدست آمده و سپس دقت نتایج آن توسط مدل المان محدود بدست آمده توسط نرم افزار abaqus اندازه گیری شده که نشان می دهد مدل تحلیلی نیروی کمانش را در ناحیه کمانش کلی پوسته ی تقویت شده با دقت مناسبی پیشبینی می کند. همچنین رفتار کمانشی پوسته های تقویت شده با تقویت کننده در اشکال مختلف با یکدیگر مقایسه شده اند. به علاوه تاثیر افزایش ضخامت بر روی این پوسته ها بررسی شده که نشان می دهد بیشترین میزان افزایش نیروی کمانش به ازای افزایش وزن در ناحیه کمانش کلی اتفاق می افتد و همچنین نیروی کمانش پوسته ی تقویت شده بعد از یک ضخامت مشخص کمتر از نیروی کمانش پوسته ی تقویت نشده خواهد بود. در قسمت دوم یک مدل تحلیلی بر مبنای تئوری سندرز برای بررسی رفتار ارتعاشی پوسته های تقویت نشده با شرایط مرزی مختلف بدست می آید و سپس دقت آن توسط نرم افزار اندازه گیری شده که تطابق خوبی در این نتایج دیده می شود. در انتها رفتار ارتعاشی مدل های استفاده شده در قسمت اول در شرایط مرزی مختلف بطور مختصر مطالعه می شود.

در این رساله، یک مدل پیوسته در مقیاس نانو بر پایه پتانسیل بین اتمی جهت بررسی رفتار مکانیکی نانولوله های کربنی تک جداره ارائه شده است. بدین منظور، با بکارگیری قانون کوشی- بورن ارتباطی میان انرژی کرنشی در سطح پیوسته و انرژی پتانسیل ذخیره شده در پیوندهای اتمی برقرار گردیده است. کرنش بحرانی در نانولوله های کربنی با استفاده از یک روش تقریبی بررسی می شود، سپس با استفاده از مدل ساختاری توسعه یافته، مدول یانگ نانولوله های کربنی تک جداره محاسبه می گردد. همچنین این تئوری با در نظر گرفتن کوپلینگ چند اتمی غیر خطی و کایرالیتی نانولوله کربنی، اثرات مهم ممان خمشی و انحنای سطح خمیده را مورد بررسی قرار می دهد. با بکارگیری تئوری توسعه داده شده، روابط ساختاری که مستقل از ضخامت نانولوله و مدول یانگ می باشند، میان تنش، گشتاور، کرنش، انحنا و پتانسیل بین اتمی استخراج می شود. نتایج حاصل به خوبی گواه بر همگرایی و دقت بالا در روش به کار گرفته شده است.

در این پایان نامه به بررسی برهمکنش های بین نانوساختارهای کربنی مختلف و نقش آن در کاربردهایی نظیر نانوحسگرها، رهایش هدفمند دارو و نانونوسانگرهای گیگاهرتزی در بخش هایی جداگانه به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی کلاسیک پرداخته شده است. برای این منظور، نیروها و برهمکنش های داخلی نانوساختار به کمک تابع پتانسیل تجربی ربو محاسبه شده اند. همچنین برهمکنش های بین نانوساختارها که از جنس وندروالس هستند، به کمک تابع پتانسیل لنارد-جونز محاسبه شده اند. برای ثابت نگه داشتن انرژی و دمای سیستم مورد بررسی، از ترموستات نوز-هوور در ترکیب با الگوریتم سرعت-ورلت جهت حل معادلات کلاسیک حرکت نیوتن استفاده شده است. در بخش نانوحسگرها اثر وجود دو گاز نجیب آرگون و کریپتون با نسبت های جرمی مختلف در حضور هوای خشک و خالص و در مجاورت با صفحه ی گرافن کربنی تک لایه روی فرکانس پایه ی ارتعاش گرافن بررسی شده است. در بخش رهایش هدفمند دارو، به منظور بررسی حرکت صلب گونه ی مولکول داروی ضدسرطان سیزپلاتین در داخل نانولوله ی کربنی تک جداره، معادلات دینامیک جسم صلب برای اولین بار وارد معادلات حرکت دینامیک مولکولی گردید و موقعیت بهینه ی مولکول سیزپلاتین در داخل نانولوله با شعاع های مختلف بدست آمده است. در بخش نانونوسانگرها میزان میرایی حرکت نوسانی یک نانونوسانگر بر پایه ی نانولوله ی دوجداره و همچنین تغییرات فرکانس، دمای سیستم و سایر پارامترهای حرکت بر حسب زمان و دامنه ی حرکت نوسانی بررسی شده است. در تمام بخش ها، نتایج بدست آمده با نتایج چاپ شده در تاریخچه ی تحقیقات مقایسه گردیده است که همخوانی قابل قبولی بین آنها مشاهده می شود.

یکی از دلایل شکست سازه ها و اجزای مکانیکی یا یک ماشین حتی در یک مدت بسیار کوتاه ، ارتعاشات ناخواسته و کنترل نشده است . بنابراین کنترل ارتعاش یکی از موضوعات مورد تحقیق در بین مهندسان بوده است. در این بین وزن کم، استحکام بالا ، قدرت تحمل بار و تجمع خواص دو یا چند ماده در یک ماده در یک کامپوزیت باعث استفاده از این مواد در مهندسی شده است. آلیاژهای حافظه دار با خواص بی همتایی مانند حافظه داری شکل ،pseudoelasticity و تغییر شگفت آور خواص مکانیکی، در سال های اخیر به عنوان مواد نوین در مصارف پزشکی و غیر پزشکی مانند عملگرها و یا تجهیزات جذب و کنترل ارتعاش به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. از طرفی دیگر بدون استفاده از روش های عددی حل معادلات کاربردی مهندسی با دقت بالا تقریبا غیر ممکن خواهد بود. در بین روشهای عددی موجود ، روش المان مرزی با توجه به مزایایی که دارد ، در مهندسی در حال گسترش است. در این رساله پس از تشریح خواص آلیاژ های حافظه دار ، معادله لاپلاس که بیانگر معادله فیزیکی تعداد زیادی از مسائل است به کمک روش المان مرزی حل شده است.سپس معادله پواسون نیز با توجه به شباهت با معادله ارتعاش صفحه ، در باقی ماندن بخشی از انتگرال سطح در محاسبات ، با دقت محاسباتی قابل قبول حل شده است. سپس ارتعاش یک صفحه کامپوزیتی چند لایه متقارن مجهز به الیاف آلیاژهای حافظه دار به روش دقیق بررسی شده است و در نهایت این صفحه به روش المان مرزی حل شده و ارتعاش آزاد آن بحث شده است.

با توجه به کاربردهای وسیع جاذب های انرژی در صنایع مختلف مانند خودرو، هوافضا، نظامی و غیره، این اجزا از اهمیت بسزایی برخوردار می باشند. در رساله حاضر به مطالعه ی تحلیلی و تجربی مقاطع جداره نازک بعنوان جاذب انرژی پرداخته شده است. سطوح مقطع مختلفی برای لوله ها انتخاب شده است و آزمایشات تحت بارگذاری استاتیکی و دینامیکی انجام می شود. بعلاوه، اثر پارامترهای مختلف هندسی تا حد امکان بررسی خواهد شد تا نحوه ی کنترل مقدار انرژی جذب شده و نحوه ی اثرگذاری این پارامترها بر روی انرژی جذب شده آشکار گردد. در انتها نیز نتایج تحلیلی بدست آمده و نتایج تجربی با هم مقایسه شده تا قابلیت بکارگیری و دقت مدل تحلیلی در پیش بینی رفتار لوله های مختلف با سطوح مقطع متفاوت بعنوان جاذب انرژی تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی مشخص شود.

هدف این پژوهش بررسی تاثیر هندسه غشاء صماخ روی تخریب این غشاء تحت بارگذاری آکوستیکی ، با استفاده از المان محدود است. غشاء صماخ نقش مهمی در عملکرد شنوایی دارد. بنابراین بررسی تاثیر خصوصیات هندسی این غشاء می تواند در افزایش سطح شنوایی در بیمارانی که دچار افت شنوایی انتقالی هستند موثر باشد. ابتدا در مورد آناتومی غشاء صماخ ، ساختار و اطلاعات تجربی آزمایشگاهی مطالبی آورده شده است. سپس به طور اجمالی انواع مدلسازی ها بررسی شده است و خصوصیات هندسی و شرایط مرزی مشترک از بین آن ها انتخاب شده است. سپس در انسیس تحلیل آنالیز هارمونیک انجام شده است. غشا صماخ تحت بارگذاری 120 دسیبل بارگذاری شد، که آستانه درد است و تحت این بارگذاری دچار آسیب می شود. در این حالت تخریب غشاء صماخ تحت آنالیز هارمونیک بررسی شد. پس از انجام آنالیز هارمونیک ، طراحی بر اساس احتمالات در انسیس روی نتایج انجام شد. برای انجام این آنالیز ، ابتدا یک فایل ماکرو در انسیس از نتایج به دست آمده از بارگذاری آکوستیکی تهیه شد. پارامتر های ورودی شامل زاویه قرارگیری این غشاء نسبت به کانال گوش و نیز ارتفاع مخروط غشاء می باشد. این پارامترها دارای عدم قطعیت می باشند و می توانند تغییر کنند. دو پارامتر جابه جایی قسمت برآمدگی غشاء و ماکزیمم تنش در غشاء به عنوان پارامترهای خروجی در نظر گرفته شدند . نتایج نشان می دهد که ارتفاع مخروط غشاء تاثیر زیادی در مقاومت این غشاء تحت بارگذاری آکوستیکی دارد. در نتیجه در جراحی هایی که روی این غشاء صورت می گیرد باید این پارامتر به عنوان یکی از پارامترهای اصلی در نظر گرفته شود

در این رساله، کمانش حرارتی و ارتعاشات آزاد پوسته های کروی جدارک نازک عمیق fgm در محیط حرارتی مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. شرایط مرزی برای پوسته کروی به صورت تکیه گاه های ساده در نظر گرفته شده است و فرض شده است که پوسته کروی تحت بار حرارتی افزایشی یکنواخت قرار دارد. معادلات حاکم براساس تئوری مرتبه اول پوسته ها و معادلات سینماتیکی غیر خطی سندرس استخراج شده اند. به منظور حل معادلات حاکم روش تحلیلی گلرکین مورد استفاده قرار گرفته می گیرد. مواد تشکیل دهنده پوسته fgm بصورت ترکیبی از سرامیک و فلز می باشد که خواص مکانیکی آن ها توابعی خطی از مختصات ضخامت هستند. تأثیر پارامترهای مختلف مانند نسبت ضخامت به شعاع، زاویه کمکی و کسر حجمی بر روی رفتار کمانشی و فرکانس طبیعی پوسته های کروی مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج به دست آمده با نتایج موجود در ادبیات مربوطه مقایسه شده و از نتایج ارائه شده اطمینان حاصل گردیده است.

در این رساله، رفتار کمانشی غیرخطی تیرها و پوسته های استوانه ای ایزوتروپیک، مرکب و مدرج هدفمند تحت انواع بارگذاری مکانیکی و گرمایی و شرایط مرزی متنوع مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور روش المان محدود بر پایه دو رهیافت کلاسیک و مکانیک محیط پیوسته به کار گرفته می شود. پس از گسسته سازی و درونیابی معادلات و تشکیل فرم ضعیف سیستم معادلات غیر خطی شبه استاتیکی، سه الگوریتم تنظیم بار، تنظیم جابجایی و طول کمان برای حل آن معرفی شده که برای حل مسائل ناپایداری شامل جهش الگوریتم طول کمان بکار برده می شود. برای تحلیل غیر خطی خمشی تیرها از المانهای یک بعدی با استراتژی لاگرانژی و المانهای دو بعدی با استراتژی اویلری استفاده شده و در پی آن، دو رهیافت مذکور به منظور تحلیل غیرخطی کمانش تیرهای کامل و ناقص به کمک المانهای یک بعدی و استراتژی لاگرانژی به کار گرفته می شود. یک مدل فون میسز تنش صفحه ای با سخت شوندگی ایزوتروپیک رفتار پیش و پس کمانش الاستو پلاستیک تیرهای fgm تحت بار مکانیکی را پیش بینی می کند. ایده اصلی در تحلیل غیرخطی هندسی و مادی تیرهای fgm استفاده از ظرفیت پلاستیسیته فاز فلز به عنوان یک ماده تغییر شکل پذیر در طول بارگذاری می باشد. اثرات شماره مودهای محوری، نقص هندسی، شاخص توانی ماده fgm، پارامترهای هندسی و شرایط مرزی روی نقطه کمانش بحرانی، مسیرهای پیش و پس کمانش، نقطه انشعاب پلاستیک و توزیع تنش به طور کامل مطالعه می شود. در ادامه یک فرمول بندی جدید المان محدود غیرخطی نیمه تحلیلی برای استوانه های نازک بر اساس رهیافت مکانیک محیط پیوسته معرفی شده همچنین به کمک این رهیافت، یک مدل ریاضی برای اعمال نقص هندسی اولیه استوانه، به وسیله گرادیان تغییر شکل پیشنهاد می شود. یک مقایسه بین رهیافت مکانیک محیط پیوسته و رهیافت کلاسیک برای رفتار کمانشی پوسته های استوانه ای کامل و ناقص تحت بارگذاری محوری فشاری، گرمایی و پیچشی صحت جوابها را ارزیابی می کند. رهیافت کلاسیک برای استوانه ها بر اساس تئوری پوسته های نازک و برپایه تقریب فون-کارمن تعریف می شود. در تحلیل کمانش غیر خطی استوانه کامل دو روش یعنی روش های آشفتگی و اغتشاش بار که تعویض مسیر اولیه به مسیر ثانویه کمانش را برعهده می گیرد با یکدیگر مقایسه می شوند.

در این پژوهش چندین مدلسازی های تحلیلی برای بررسی رفتار الاستیک- پلاستیک نرخ بالای صفحات دایره ای تحت بارگذاری انفجاری ارایه می گردد.مدلسازی بر پایه ترکیب سینماتیک سازه ای تغییر شکل و جنبه های پدیدار شناختیویسکوپلاستیک ماده بنا نهاده می شود. بنا بر ماهیت تغییر شکل و لزوم یافتن پاسخ های گام به گام یکپارچه متناسب با پیشروی بارگذاری، معادلات ساختاری در حالت نموی بیان می شوند. با استفاده ازتئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول، سیستم غیرخطی هندسی از نوع فون – کارمن ومدلدینامیکی غیرخطی ورق میندلین،معادلات نموی سینماتیکی ودیفرانسیلی حاکم استخراج می شوند.با پیاده سازی قانون جریانو در نظر گرفتن یکسخت شوندگی کرنشی مرکب،مدل های ویسکوپلاستیک با پایه فیزیکی به معادلات ملحق می شوند. جهت انتگرالگیری معادلات ساختاری،یک الگوی نیمه ضمنی از الگوریتم صفحه-متقاطع برای روند نگاشت برگشتی بکار برده می شودتادر تقریب پارامترهای بروز شونده زمانی، سازگاری تابع تسلیم نیز همزمان تضمین گردد. جهت گسسته سازی معادلات ریاضی، روش شبه – طیفی کالوکیشن بر پایه چند جمله ای های چبیشف بنا نهاده می شود. برای خطی سازی مکانی و گسسته سازی زمانی به ترتیب از برون یابیمربعی و روش پیمایش زمانی ضمنی هوبالت استفاده میگردد. تاریخچه زمانی پارامترهای عمده در فرآیند نظیر؛ کرنش پلاستیک موثر، نرخ کرنش پلاستیک موثر، تنش تسلیم دینامیکی، درجه حرارت افزوده شدهو خیز مرکز ورق به ازای چند ورق فلزی و نیز سیستم های مختلف فون – کارمن محاسبه می شود. انتشار زمانی نواحی پلاستیک از طریق توزیع تنش های منتجه بدست می آید. بخشی از نتایج مدلسازی شبه طیفی با داده های تجربیحاصل از لوله انفجار و بخشی دیگر نیز با شبیه سازی اجزای محدود مقایسه می شوند. همچنین،چندین پانل دایره ای کامپوزیتی ساخته شده از الیاف- فلز و شیشه نیز مورد آزمایش قرار می گیرند.در بخش دیگری از رساله،مدلسازی مذکور برای تحلیل غیر متقارن ورق های قطاعی حلقوی با چندین شرط مرزی و هندسه نیز توسعه داده می شود تابه عنوان محکی برای مقایسه سایر تحلیل های آتی مورد بهره برداریقرار گیرد.همچنین دو مدلانرژی بر پایه تئوری حدی جهتپیش بینی سر راست فرآیند مخصوصاًدر حالت آستانه ای مود دوم شکست ارایه می گردند.با توجه بهالگوهای تغییر شکل ومعادله تعادل انرژی در مود های اول و دوم شکست، تئوری خط تسلیم به نحوی بکار برده می شود تا خیز دائمی و سهم سرعت باقیمانده پسا- شکست ورق همچنان به شکل فرم بسته ولی دقیق بدست آیند. نتایج بدست آمده برای فلزات مختلف با نتایج آزمایشگاهیبارگذاری انفجاری مقایسه و صحه گذاری می گردند. کارایی این نوع نگرش در تحلیل حدی سازه ها امتحان و کاربرد آن در مدل های سرراست امتحانمی گردد.

پوسته های استوانه ای بدلیل کاربرد بسیار زیاد در صنایع مختلف، یکی از سازه هایی می باشد که از دیرباز جهت طراحی صحیح و استفاده مطمئن مورد توجه محققین قرار گرفته است و با توجه به نیاز صنایع، مواد مختلفی جهت ساخت این سازه ها استفاده می شود که اخیرا مواد با تابع هدفمند بدلیل خواص مطلوب مکانیکی که مهمترین آن مقاومت بالای حرارتی می باشد، قابلیت جایگزینی با مواد رایج در صنایع مختلف را دارد که لازمه آن شناسایی رفتار مکانیکی پوسته های استوانه ای با تابع هدفمند می باشد. با مروری بر تحلیلهای انجام شده روی پوسته های استوانه ای مشاهده می شود که اکثرکارهای ارائه شده با استفاده از تئوریهای ساده شده پوسته ها انجام شده و در نتیجه جوابهای حاصل شده از دقت بالایی برخوردار نمی باشد، بطوریکه در خصوص پوسته های جدار ضخیم این موضوع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. از طرفی دیگر، اکثر کارهای ارائه شده جهت تحلیل پوسته های استوانه ای با تابع هدفمند شامل پوسته های با تابع هدفمند یک بعدی بوده که امکان کنترل خواص مکانیکی آنها با تغییر کسر حجمی فقط در یک بعد و اکثرا در جهت ضخامت امکانپذیر می باشد، در حالیکه امروزه با ارائه مواد با تابع هدفمند چند بعدی شرایط طراحی پوسته های استوانه ای با تابع هدفمند دو بعدی در جهت محوری و شعاعی فراهم شده است. با توجه به مطالب ذکر شده اهمیت بررسی دقیق رفتار مکانیکی پوسته های استوانه ای با تابع هدفمند دو بعدی با استفاده از تئوری سه بعدی الاستیسیته جهت استفاده در صنایع مختلف کاملا مشخص می باشد که در رساله حاضر در سه بخش تحلیل کمانشی، دینامیکی و رفتار غیرخطی مادی پوسته های استوانه ای جدار ضخیم با تابع هدفمند دو بعدی ارائه شده است. تحلیل ارتعاشات آزاد با بررسی کسرهای حجمی ماده با تابع هدفمند در جهات شعاعی و محوری، شرایط مختلف مرزی روی فرکانسهای طبیعی و مدهای ارتعاشی انجام شده است. تعیین بار بحرانی فشاری خارجی با بررسی تاثیر دما، کسرهای حجمی و شرایط مرزی، بار بحرانی حرارتی با بررسی ولتاژ محرک پیزوالکتریک و کسرهای حجمی انجام شده است. بررسی رفتار غیر خطی مادی پوسته های استوانه ای جدار ضخیم با تابع هدفمند دو بعدی با مدل الاستیک-پلاستیک خطی و با استفاده از معیار تسلیم ون مایزز، قانون جریان پرانتل-رس و قانون سخت شوندگی ایزوتروپیک برای اولین بار در کار حاضر ارائه شده است. معادلات حاکم در هر سه بخش مذکور با استفاده از روش بدون المان با میانیابی شعاعی نقطه ای حل شده است. نتایج حاصل شده با نتایج ارائه شده در کارهای مختلف مقایسه شده است.

در این رساله به بررسی رفتار پیش و پس از گسیختگی موضعی ورق های دایره ای در ناحیه تکیه گاه، تحت بارگذاری انفجاری، پرداخته می شود. در اینجا، با استفاده از فرض تشکیل چندین مفصل پلاستیک دایره ای و روش انرژی، و با در نظر گرفتن یک پروفیل برای تغییر شکل نهایی ورق، رفتار ورق تحت بارگذاری انفجاری مورد بررسی قرار می گیرد و میزان نغییر شکل ورق تحت بار وارده، تقسیم بندی های انرژی و سرعت باقیمانده آن پس از کنده شدن از تکیه گاهبدست می آیند. فرض شده محل تشکیل مفصل های پلاستیک در اینجا معین و فواصل بین آنها مساوی باشند. در این مطالعه، اثر سخت شوندگی کرنشی در فرآیند تحلیل لحاظ گردیده و نتایج به دست آمده با نتایج کارهای سایرین که از این اثر چشم پوشی کرده اند مقایسه شده-است. نشان داده می شود که نتایج به دست آمده در اینجا مطابقت بهتری با آزمایشات تجربی دارند. یک تحلیل نیز با فرض جابجایی بسیار کوچک مرکز ورق صورت گرفته است که مربوط به مد سوم شکست می باشد. بعلاوه، با استفاده از نرم افزار آباکوس تحلیل هایی برای موادی با مشخصات موجود صورت گرفته و با نتایج تحلیلی صورت گرفته مقایسه شده اند. در پایان با استفاده از دستگاه تست ضربه(drop hammer)، آزمایش هایی بر روی برخی ورق های دایره ای صورت گرفته و نتایج حاصل ارائه گردیده اند.

در این رساله، پدیده ی فلاتر یک پوسته ی استوانه ای هدفمند (fgm) تحت بار آیرودینامیکی و حرارتی همراه با اعمال فشار داخلی به پوسته، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. شرایط مرزی درون صفحه ای مختلف برای پوسته ی استوانه ای از نوع تکیه گاه ساده در نظر گرفته شده است. کسر حجمی مواد تشکیل دهنده ی پوسته از یک قانون توانی ساده در راستای ضخامت تبعیت می کند. بار آیرودینامیک در تحلیل بکار رفته توسط تئوری مرتبه اول پیستون به صورت خطی و با در نظر گرفتن ترم تصحیح مشخص شده است. روابط کرنش-جابجایی و معادلات حرکت بر اساس تئوری پوسته ی فلوگه تعیین شده و تنش های اولیه ی لحاظ شده در معادلات حرکت با حل معادلات تعادل بدست آمده اند و با بکارگیری روش گلرکین، معادلات حاکم بر پوسته حل شده اند. همچنین اثر توزیع کسر حجمی، تغییرات دما و فشار بر مرز فلاتر و پاسخ زمانی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. در انتها به منظور تایید هر چه بیشتر روش حل، ارتعاشات آزاد پوسته های استوانه ای هدفمند و اثر دما بر فرکانس پایه آن با روشی مشابه مورد مطالعه قرار گرفته است. در هر دو مورد فلاتر و ارتعاشات آزاد نتایج بدست آمده با نتایج موجود در ادبیات مربوطه مقایسه شده است.

تعمیر ورق دارای تورق تحت بار استاتیکی با استفاده از وصله¬های پیزوالکتریک، به کمک روش عددی و مدل المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. نیروهای کششی و فشاری توزیع شده در لایه¬های بالایی و پایینی تورق که منجر به ایجاد ناپیوستگی(تکینی) تنش برشی می¬شوند، روی لبه¬های تورق به کمک روش عددی بدست آمده است. به منظور تعمیر ورق دارای تورق با حذف نیروهای کششی و فشاری در طول لبه¬های لایه¬های تورق به کمک وصله¬های پیزوالکتریک، طرحی از الکترودهای مجزا مورد بررسی قرار گرفت و ولتاژ روی الکترودها محاسبه و با روش المان محدود مقایسه شد. همچنین وابستگی اندازه و مکان ناحیه¬ی تورق به ولتاژ اعمالی به الکترودهای مجزا مورد بحث قرار گرفت. در ادامه تعمیر تیر ترک¬دار تحت یک بار خارجی دینامیکی به کمک بکارگیری خواص الکترومکانیکی مواد پیزوالکتریک مورد بررسی قرار گرفته است. با اعمال یک ولتاژ خارجی برای تحریک وصله¬های پیزوالکتریک قرار گرفته در زیر تیر، تکینی نوک ترک تحت بار خارجی کاهش می¬یابد که این امر نتیجه¬ی برگرداندن فرکانس رزونانس تیر ترک دار به تیر سالم می¬باشد که به عنوان معیاری برای تعمیر مورد استفاده قرار گرفته است. برای شرح روش تعمیر از یک تیر یک سرگیردار استفاده شده است تا ضریب اصلاح ممان و ولتاژ موردنظر بدست آید. بعلاوه رابطه¬ی بین ضریب اصلاح ممان و پارامترهای ترک و طول وصله¬ی پیزوالکتریک مورد بررسی قرار گرفت. همچنین از یک مثال عددی برای نشان دادن تأثیر این روش تعمیر و نتایج آن استفاده شده است.

نانولوله‎های برن نیترایدی موضوع مطالعات بسیاری برای سالهای زیادی بوده اند. نانولوله‎های برن نیترایدی به عنوان مواد نیمه رسانا با مقدار باند گپ بزرگ (5/5 الکترون ولت) که اساسا مستقل از کایرالیتی (مشخصات ساختاری) و مرفولوژی نانولوله است، (برخلاف نانولوله های کربنی) شناخته می شوند. انها همچنین دارای خواص جالبی مثل سختی زیاد، هدایت حرارتی بالا و خواص پیزو الکتریکی و مکانیکی ممتاز هستند و از نظر شیمیایی و حرارتی نسبت به نانولوله های کربنی پایدارتر می باشند. از انجایی که نانولوله‎های برن نیترایدی خواص نیمه رسانایی یکنواختی از خود نشان می دهند که می توانند به صورت محتمل بر اساس نیازهای خاصی هماهنگ شوند، انتظار می رود که انها جایگزین خوبی برای نانولوله‎های کربنی برای کاربردهای ممکن در نانوالکترونیک و نانومکانیک باشند. مدل¬سازی محاسباتی نانوسازه¬ها می¬تواند به طور گسترده در دو دسته¬ی اصلی طبقه بندی شود: مدل¬های اتمی و مدل¬های محیط پیوسته. مدل¬های اتمی دقیق¬تر ولی ایجاد و اجرای آن¬ها پر هزینه و زمان بر می باشند. مدل¬های محیط پیوسته از نظر محاسباتی کارآمد¬ترند اما ماهیت گسسته¬ی نانو¬مواد را لحاظ نمی¬کنند. این رساله درصدد ارائه¬ی یک مدل مکانیک مولکولی جامع می باشد که مزایای دو مدل بیان شده برای تحلیل رفتار مکانیکی و خواص مکانیکی نانولوله-های برن نیترایدی کایرال شامل رفتار کمانشی تحت بارگذاری های مختلف و مدول یانگ طولی و نسبت پوآسون را در بر داشته باشد. بدین منظور، ابتدا مدول یانگ و نسبت پوآسون برن نیتراید هگزاگونال به عنوان المان پایه¬ی نانو-لوله¬های¬ برن نیترایدی، با استفاده از تئوری تابع چگالی تعیین شده است. سپس با برقراری پیوندی بین مکانیک مولکولی و تئوری تابع چگالی، ثوابت نیرویی مدل مکانیک مولکولی برای نانولوله¬های برن نیترایدی کایرال محاسبه شده اند و رفتار کمانشی نانولوله¬های برن نیترایدی کایرال تک¬دیواره و چند¬دیواره تحت بارهای محوری و پیچشی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده از تحلیل ارائه شده، بیانگر تطابق بسیار خوب آن با داده¬های موجود در دبیره می باشد.

جهت افزایش ایمنی سرنشینان خودرو در تصادفات از جانب، پروفیل های مختلف بعنوان ضربه گیر در درب های خودرو مورد استفاده قرار می گیرند. در ساخت این پروفیل ها مواد کامپوزیتی گزینه مناسبی می باشند، زیرا دارای استحکام ویژه و سفتی بالا می باشند. در تحقیق حاضر، جذب انرژی پروفیل کامپوزیتی کلاهی شکل به روش عددی، تجربی و تحلیلی، در شرایط تکیه گاهی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. همچنین بهینه سازی آن انجام شد. پروفیل های جاذب انرژی کلاهی شکل کامپوزیتی با استفاده از 4 لایه الیاف شیشه/پلی استر یک جهته ساخته شده است. طول پروفیل 1 متر و ضخامت آن 3 میلیمتر بوده است. بارگذاری های مختلف مانند شبه استاتیکی، دینامیکی با سرعت متوسط و دینامیکی با سرعت بالا به پروفیل ها اعمال شد تا محدوده کامل قابلیت جذب انرژی پروفیل جاذب انرژی کلاهی شکل کامپوزیتی با زوایای الیاف مختلف نشان داده شود. در تحقیق حاضر مشخص شد مدل عددی و مدل تحلیلی ارائه شده تطابق خوبی با نتایج تجربی دارد. مدل عددی و مدل تحلیلی با استفاده از نتایج تجربی با دقت خوبی صحه گذاری شدند. بنابراین جهت صرفه جویی در هزینه و زمان می توان بجای انجام آزمایش از این مدل ها جهت بررسی تاثیر لایه چینی و شرایط تکیه گاهی مختلف در رفتار جاذب انرژی کلاهی شکل کامپوزیتی استفاده کرد.

در این پایان نامه ساختار میکروسکوپی پوسته خرخاکی با استفاده از تصاویر به دست آمده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفته است و علاوه بر آن پاسخ دینامیکی پوسته این جانور ، تحت ضربه یک پرتابه به شکل مخروط، به روش اجزای محدود و با استفاده از نرم افزار آباکس مطالعه شده است. تأثیر پارامترهای مهم از جمله چگالی پوسته، مدول یانگ، ضریب پواسون و شرایط تکیه گاهی در محاسبات لحاظ شده اند. شکل خاص پوسته جانور که یک کامپوزیت می باشد، باعث شده که علیرغم ضخامت ناچیز، در برابر بارهای خارجی، مقاومت مطلوبی از خود نشان دهد. همچنین جانور قادر است در صورت احساس خطر خود را جمع کرده و بدن خود را به شکل یک کره درآورد. بنابراین به منظور بررسی اثرات احتمالی این قابلیت تغییر شکل در بدن جانور، بارگذاری بر روی پوسته، در دو وضعیت صاف و کروی، با زوایای برخورد مختلف و سرعت های متفاوت انجام شد. با مقایسه ای که بین دو وضعیت صاف و کروی با شرایط یکسان انجام شد، این نتیجه حاصل گردید که میزان تنش وارد بر پوسته در حالتی که جانور خود را به شکل کره جمع می کند، کمتر از حالت نرمال است که این امر بیانگر تاثیر مثبت مکانیزم حفاظتی تغییر شکل حشره می باشد. علاوه بر آن نتایج حاکی از این است که مقدار تنش وارد بر پوسته جانور با افزایش سرعت برخورد در هر دو وضعیت صاف و کروی، افزایش می یابد. همچنین تا زاویه برخورد 50 درجه، مقدار تنش ماکزیمم کاهش یافته و پس از آن تا رسیدن به زاویه 90 درجه این مقادیر افزایش می یابند. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در زاویه برخورد50 درجه، کمترین میزان تنش در پوسته به وجود خواهد آمد. همچنین فرکانس های مربوط به دو وضعیت صاف و کروی پوسته خرخاکی در نرم افزار آباکس محاسبه شده و با یکدیگر مقایسه گردیده اند. به علاوه پدیده آغاز و رشد ترک در پوسته خرخاکی مورد بررسی قرار گرفته و الگوی تشکیل ترک در پوسته در دو حالت طولی و عرضی، نمایش داده می شود و در نهایت طول بحرانی ترک محاسبه می گردد.

در این پایان نامه پس از مروری بر تحقیقات انجام شده در رابطه با بال¬های حشرات و جمع آوری نمونه¬هایی از ملخ صحرایی، ساختار میکروسکوپی بال¬های ملخ به کمک میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار می¬گیرد و عوامل ساختاری موجود به همراه ویژگی¬های آن¬ها شناسایی می¬گردند. سپس به منظور بررسی تأثیر عوامل ساختاری شناسایی شده بر رفتار بیومکانیکی بال، 8 مدل مختلف که شامل یک یا ترکیبی از عوامل ساختاری بال می¬باشند ایجاد شده و ابعاد اندازه¬گیری شده به کمک عکس¬های میکروسکوپی، در آن¬ها لحاظ می¬شوند. مدل 1 فاقد عوامل ساختاری بوده و مدل¬های 2 تا 8 نیز به ترتیب شامل رگ¬های طولی، رگ¬های عرضی، رگ¬های طولی و عرضی، چین و چروک¬ها، چین و چروک¬ها و رگ¬های طولی، چین و چروک-ها و رگ¬های عرضی و در نهایت چین و چروک¬ها و رگ¬های طولی و عرضی می¬باشند. پس از اتمام فرآیند مدلسازی، با استفاده از روش المان محدود تأثیر حضور عوامل ساختاری بر فرکانس¬های طبیعی و مدهای ارتعاشی مدل¬ها بررسی می¬شود و نشان داده می¬شود که چین و چروک¬های موجود در بال مقادیر بیشترین جابه¬جایی¬های ایجاد شده در مد ارتعاشی اول مدل¬ها را از لبه طولی بال به لبه عرضی آن انتقال می¬دهند. علاوه بر این حضور عوامل ساختاری سبب افزایش فرکانس های طبیعی مدل ای 2 تا 8 نسبت به مدل 1 می¬شوند. در ادامه پس از اعمال نیروهای اینرسی و آیرودینامیکی به مدل¬ها تنش¬ها و جابه¬جایی¬های ایجاد شده در آن¬ها در 10 زمان مختلف در طول یک سیکل حین پرواز محدود شده محاسبه می¬شوند. نتایج به دست آمده در این بخش نشان می¬دهند که حضور عوامل ساختاری در بال سبب کاهش تنش¬های ایجاد شده در مدل¬های 2 تا 8 و همچنین کاهش تغییرات آن¬ها در طول یک سیکل پرواز نسبت به مدل 1 می¬شود. کلید واژه: بال ملخ، روش المان محدود، فرکانس طبیعی، تنش

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.