نام پژوهشگر: غلامحسین رحیمی شعرباف

طراحی،ساخت و تحلیل عددی و تجربی مخزن کامپوزیتی با لاینر آلومینیومی(cng نوع سوم)
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1389
  مهدی قنبری فیروزآبادی   غلامحسین رحیمی شعرباف

چکیده مخازن تحت فشار کاربرد وسیعی در قسمتهای مختلف صنایع دارد.در صنعت نفت وگاز و پتروشیمی و بسیاری از صنایع استفاده از مخازن باعث صرفه جویی و اجتناب ناپذیراست.از لحظه استخراج و یا تولید یک محصول تا مرحله مصرف و به کارگیری ،امر ذخیره سازی لازم و ضروری است.در صنایع هوا فضا که نسبت استحکام به وزن بسیار مهم می باشد استفاده از مخازن تحت فشار کامپوزیتی نسبت به دیگر مخازن تحت فشار ارجحیت دارد.در تحقیق کنونی یک مخزن کامپوزیتی نوع سوم طراحی و ساخته شد.در فرایند ساخت لاینر از روش cold spinning استفاده شد که از نظر اقتصادی نسبت به دیگر روش های شکل دهی مقرون به صرفه تربود. با اتکا به طراحی صورت گرفته مخزنی کامپوزیتی ساخته شده در آزمایشگاه تست شد.علاوه بر روش تجربی به صورت عددی نیز مخزن مورد نظر مورد تحلیل قرار گرفت.روش تحلیلی مورد استفاده روش المان محدود می باشد که با مدل کردن مسئله در نرم افزار ansys صورت گرفت.در انتها نتایج به دست آمده از دو روش با یکدیگر مقایسه شد. نتایج توزیع کرنش ها و تنش ها بر اساس نتایج عددی و تحلیلی با توجه به مواد کامپوزیتی استفاده شده در ساخت مخزن از هم خوانی قابل قبولی برخوردار بود.بیشترین مقدار تنش در هر دو روش در جهت محیطی مشاهده شده که این مقدار در روش عددی 183mpa ودر روش تجربی 208mpa به دست آمد.محل وقوع بیشینه تنش در نزدیکی محل اتصال سرپوش کروی به بدنه استوانه ای رخ داد که این نتیجه منطبق با مطالعات انجام گرفته بود. در ساخت لاینر از آلومینیوم استفاده شد و در پیچش الیاف از s-glass آمیخته با رزین اپوکسی استفاده شد.استفاده از الیاف s-glass نسبت به الیاف کربن از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه ترمی باشد که با استفاده از این الیاف در ساخت مخزن علاوه بر اقتصادی تر شدن طرح ،کاهش قابل توجهی نیز در مقاومت و کارایی مخزن دیده نشد. در انتهای این پروژه به مبانی اولیه علمی طراحی و ساخت و آنالیزمخازن کامپوزیتی نوع سوم دست پیدا شد.

آنالیز و طراحی سازه کامپوزیتی یک ماهواره کوچک
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1388
  بهروز حسین پور بناب   غلامحسین رحیمی شعرباف

در این پایان نامه سازه فلزی یک ماهواره واقعی بعد از مدلسازی, تحلیل کامل و مقایسه با نتایج تست ماهواره به سازه کامپوزیتی تبدیل میشود. سازه ماهواره اولیه تمام فلزی و بطور عمده از جنس آلومینیوم است. ماهواره در رده میکروماهواره با وزن تقریبی 75 کیلوگرم دارای شکل مکعبی و سلولهای خورشیدی متصل به بدنه است. هدف از این تحلیل اجرای رویه کامل بارگذاری یک میکروماهواره بر اساس استانداردهای اروپا, طراحی سازه کامپوزیتی معادل سازه فلزی اولیه و همچنین اجرای روشهای جدید در مدلسازی بمنظور تسریع اجرای تغییرات است. نرم افزار استفاده شده برای تحلیل md.patran & msc.nastran نسخه 2007 است. از مواد کامپوزیت کربن و شیشه برای طراحی سازه بدنه میکروماهواره فوق استفاده شده است. الیاف بکار رفته بصورت پارچه و تک جهته می باشند که در دو مدول پایین و بالای ماهواره لایه گذاری شده است. از اطلاعات مواد بر اساس استاندارد mil استفاده شده است. روشهایی برای افزایش سرعت اجرای تغییرات طراحی اجرا شده است. از قابلیتهای نرم افزار برای مدلسازی قطعات در فایلهای جداگانه و مونتاژ آنها در یک فایل واحد, شماره گذاری مجزا هر قطعه و بهینه سازی ترتیب گره ها برای کاهش زمان تحلیل استفاده شد. اتصالات mpc بمنظور تسریع جابجایی قطعات برای تغییرات مورد نیاز, در موقعیت پیچ ها بکار رفته است. از مدلسازی حجمی برای قطعات غیر سازه ای موثر در تحلیل استفاده شد. ابتدا سازه فلزی ماهواره با جزئیات وزنی و ابعادی ماهواره واقعی مدلسازی شده است. پس از تکمیل مدلسازی, با روش مقدار انرژی کرنشی و 10 فرکانس اولیه آزاد ارتعاشی صحت اتصالات و المان محدود چک شد. بعد از تایید کامل, 1500 مد اول فرکانسی با پوشش جرم موثر بیش از 90% بمنظور استخراج بارگذاری شبه استاتیک استخراج شده است. فرکانسهای اولیه ماهواره باید بزرگتر از 50 هرتز باشند. بارگذاری های موجود بصورت طیف فرکانسی پرتابگر با فرکانس بالا و پایین, ارتعاشات اتفاقی و همچنین بارگذاری شوک است که باید به شتاب های معادل تبدیل شود. معادل سازی شتابها از طریق فرکانسها و جرمهای موثر با روش مایلز انجام شده است. بعد از تکمیل تحلیل ماهواره فلزی, مقایسه و تایید با نتایج ماهواره واقعی, بدون تغییر در معماری ظاهری و دریچه های دسترسی, طراحی و تبدیل سازه دو مدول اصلی پایین و بالای ماهواره به کامپوزیت اجرا شد. تعدادی از قطعات اتصالی واسطه حذف شدند. بعلت شباهت ظاهری دو مدول تغییر یافته از ساختار لایه چینی مشابهی برای طراحی کامپوزیتی استفاد شده است. رویه کامل تایید مدل, استخراج 1500 مد اول ارتعاشی, شتابهای معادل و بارگذاری شبه استاتیک اجرا گردید. بعد از سعی و خطای زیاد بمنظور ارضاء شرایط از لحاظ فرکانس اول بزرگتر از 50 هرتز, معیار شکست tsai-wu در مواد مرکب و معیار تسلیم قطعات فلزی, طراحی کامپوزیتی ماهواره به اتمام رسید. نتایج نشان میدهد که وزن بخش تغییر یافته سازه بیش از 50% کاهش یافته است

بررسی رفتار سازه ای تیر انعطاف پذیر با ممان اینرسی و خواص مکانیکی متغیر
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1389
  علیرضا داودی نیک   غلامحسین رحیمی شعرباف

در این رساله مسأل? تیر ناهمگن انعطاف پذیر بررسی شده است. ابتدا مسئل? مذکور برای حالتی که ممان اینرسی تیر ناهمگن، در امتداد طولی یکنواخت بوده و تحت بار متمرکز انتهایی باشد، حل شده است. در فرمولبندی معادلات حاکم توزیع خواص مکانیکی متغیر ناشی از ناهمگن بودن تیر و نیز غیرخطی های هندسی ناشی از تغییرشکلهای بزرگ در نظر گرفته شده است. در این حالت سه روش حل تحلیلی، تحلیلی-تقریبی بنام adm و عددی (به کمک نرم افزار ansys) استفاده شده است. نتایج adm و ansys با نتایج روش تحلیلی مقایسه شده است. در حالتی که ممان اینرسی تیر همگن انعطاف پذیر در امتداد طولی متغیر بوده و تحت بار متمرکز انتهایی باشد، مسئله از روش تحلیلی-تقریبی adm حل شده است، برای بررسی صحت نتایج adm از نتایج تجربی که در این تحقیق بدست آمده است، استفاده شده است. برای انجام آزمایش ها با توجه به ملزومات اندازه گیری در تیر انعطاف پذیر، ساز و کاری طراحی و دستگاهی مبتنی بر آن ساخته شده است. در بخش تجربی نمونه ها با استفاده از ابزارغیرتماسی و کرنش سنج بدقت مورد آزمایش قرار گرفته اند. خیز تیر، تغییرمکانهای طولی و کرنش آنها اندازه گیری شده است. در مرحل? بعد، پس از تأیید صحت نتایج adm، از آن برای ارزیابی رفتار تیر ناهمگن انعطاف پذیر با ممان اینرسی متغیر استفاده شده است. با استفاده از روش حل تقریبی-تحلیلی adm، مسئل? تغییرشکلهای بزرگ و غیرخطی در تیر انعطاف پذیر ناهمگن و یا همگن با ممان اینرسی یکنواخت و یا متغیر که تحت بارگذاری انتهایی و ممانهای میانی ناشی از piezo-actuator باشد حل شده است. دراین میان تأثیر زاویه بارگذاری، نسبت باریک شوندگی، جنس سازه انعطاف پذیر و نیز توزیع خواص مکانیکی متغیر در میزان تغییرشکل و انحنای آن در بارگذاری مرحله ای بررسی شده است.

بررسی تحلیلی و عددی تاثیر شکل و پروفیل تقویت کننده ها بر مقاومت کمانشی پوسته های استوانه ای مشبک ایزوگرید کامپوزیتی تحت بار محوری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1390
  مهدی زندی   غلامحسین رحیمی شعرباف

در این پایان نامه رفتار کمانشی پوسته های استوانه ای کامپوزیتی که توسط تقویت کننده های محیطی و پیچشی در قالب سلولهای مثلثی شکل تقویت شده اند مورد تحلیل قرار می گیرد. در این بررسی مدلهای مختلفی از پوسته های استوانه ای مشبک کامپوزیتی که دارای خواص هندسی( ضخامت و طول پوسته و شکل شبکه ایجاد شده توسط تقویت کننده ها بر روی پوسته ) و خواص مواد مشابه می باشند مورد تحلیل قرار گرفته اند. سطح مقطع تقویت کننده ها علیرغم داشتن مساحت یکسان ، دارای پروفیلهای متفاوت ( 15 نوع پروفیل متفاوت از جمله مستطیل و مربع و ذوزنقه و ... ) می باشند که همین تفاوت باعث ایجاد خواص مکانیکی متفاوت و ازجمله مقاومت کمانشی متفاوت در این سازه ها می شود. به این منظور از دو روش تحلیلی و عددی بهره گیری شده است. در روش تحلیلی سلولی از سازه که با تکرار آن سازه تولید می گردد انتخاب شده ، نیروها و ممانهای وارد بر پوسته از طرف تقویت کننده ها محاسبه و نیروی محوری در نظر گرفته شده و با استفاده از روش انرژی بار کمانش محاسبه می شود. همچنین در روش عددی برای مدلسازی و تحلیل مدلها روش آنالیز اجزای محدود ( fea ) و نرم افزار ansys مورد استفاده قرار گرفته اند . در هر دو روش نتایج بدست آمده به صورت بار کمانش الاستیک برای هر مدل می باشد که پس از ایجاد پارامتر های لازم ( به طور مثال درصد افزایش مقاومت کمانشی با تقویت سازه و یا مقاومت کمانشی به وزن سازه ) با نتایج به دست آمده برای سایر مدلها مقایسه می گردد . همچنین نتایج حاصله از دو روش با یکدیگر و نتایج بدست آمده در مورد پوسته غیر مسلح و پوسته تقویت شده با تقویت کننده هایی با سطح مقطع مربع با نتایج فعالیتهای تجربی که قبلا صورت گرفته است مقایسه می گردند . با سنجش ومقایسه پارامترهای لازم و تحلیل نتایج حاصله تاثیر تفاوت در پروفیل سطح مقطع تقویت کننده ها در مقاومت کمانشی این سازه ها مورد بررسی قرار می گیرد.

ساختار نحوی و معنایی و ملاحظات فلسفی در منطق کوانتومی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم انسانی 1390
  سیاوش اسدی   لطف الله نبوی

منطق کلاسیک در نظریه کوانتوم با چالشهایی مواجه میشود که از آن جمله میتوان به پارادوکس دو شکاف، پارادوکس فون نیومن، پارادوکس شرودینگر و پارادوکس epr اشاره کرد. در این پایان نامه ضمن بررسی این پارادوکسها، رابطه میان آنها را نیز مورد بررسی قرار میدهیم و نشان میدهیم که همه آنها به امر واحدی اشاره دارند که همان مفهوم برهمنهی یا سرشتگی پدیدههای کوانتومی است. پس از بیان ناکارآمدی منطق کلاسیک در حوزه کوانتوم، ساختارهای نحوی و معنایی منطق کوانتومی دو ارزشی، سه ارزشی و فازی را مورد بررسی قرار میدهیم. در این پایان نامه تاکید اصلی بر معرفی ساختار نحوی به روش استنتاج طبیعی است و ساختارهای معنایی هم به روش جبری و هم کریپکیایی بررسی شده اند. در انتها به ملاحظات فلسفی در منطق کوانتومی میپردازیم و نشان میدهیم که ضمن قبول عدم قطعیت در جهان زیر اتمی، میتوان از واقعگرایی و اصل علیت در حوزه کوانتوم دفاع کرد.

شبیه سازی خشک کردن ورقه سیب تحت خلاء به روش اجزاء محدود
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی 1390
  فاطمه نادی   غلامحسین رحیمی شعرباف

خشک کردن به علت انتقال همزمان جرم و حرارت از پیچیده ترین پدیده های مهندسی است. کیفیت محصول خشک شده از مهمترین مفاهیم در فرایند خشک کردن است. دانش توزیع رطوبت و دمای داخل محصول در طی فرایند خشک کردن برای طراحی فرایند، عملیات حمل و نقل، کنترل کیفیت و صرفه جویی در انرژی لازم است. مزیت مهم خشک کردن در خلاء حفظ کیفیت محصول خشک شده است. ابزارهای پرهزینه و آزمون های طولانی مدت برای ایجاد تصویری دقیق از فرآیند خشک کردن و برای انجام آزمایش ها جهت تعریف مقادیر بهینه پارامترهای خشک کردن لازم است. بنابراین استفاده از شبیه سازی رایانه ی برای بررسی چنین فرایندهای پیچیده ای مناسب تر است. در تحقیق حاضر فرایند همزمان انتقال جرم و حرارت در طی خشک کردن در خلاء با استفاده از معادلات luikov به روش اجزاء محدود با نرم افزار femlab شبیه سازی شد. با توجه به ارزش غذایی بسیار بالای سیب خشک شده و نیز ارزش افزوده بالای آن، سیب به عنوان ماده مدل انتخاب شد. برای اعتبار سنجی مدل، برگه های سیب در خشک کن خلاء برای دو ضخامت 5 و mm 7 در سه سطح فشار ( kpa20،30،40) و سه سطح دما (°c 50،60،70) خشک شدند. نتایج روش عددی و تجربی با یکدیگر مقایسه شد. انحراف داده های مدل از داده های آزمایشگاهی برای رطوبت برگه سیب بین 00/4% تا 36/12% و برای دمای مرکز برگه سیب بین 95/8% تا 59/12% است که نشان دهنده سازش خوب بین مدل عددی حاضر با داده های تجربی است. همچنین برای ارزیابی مدل و نرم افزار، مدل با داده های تجربی خشک کردن برگه مربع شکل سیب و مدل تحلیلی نمونه چوب صنوبر نیز اعتبارسنجی شد. میزان خطای مدل حاضر از نتایج تجربی چیانگ و پترسن برای توزیع رطوبت در حدود 00/1% و برای توزیع دما در حدود 82/0% بود. نتایج نشان داد که مدل می تواند برای هر شکل و در شرایط اتمسفر نیز قابل استفاده باشد. به دلیل هزینه بر بودن و زمان بر بودن آزمایش ها، مطالعه پارامتریکی نیز انجام شد. در این مطالعه توزیع دما و رطوبت در نقاط مختلف برگه سیب و همچنین اثر ضریب انتقال جرم و گرما بر توزیع رطوبت و دما بررسی گردید. نتایج نشان داد که گرچه ضریب انتقال جرم عدد بسیار کوچکی است، اما فرآیند خشک شدن را کنترل می کند. برای تعیین بهینه شرایط خشک کردن در محدوده شرایط انجام شده در این تحقیق، کیفیت برگه های سیب خشک شده بررسی شد. نتایج نشان داد که کمترین زمان خشک شدن و بهترین کیفیت برگه سیب در فشار kpa20 و دمای c°70 برای برگه های با ضخامت mm 5 به دست آمد.

بررسی مقاومت کمانشی سازه مشبک استوانه ای با گشودگی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1390
  سید فاضل رسولی قاسملویی   غلامحسین رحیمی شعرباف

در این پروژه، تاثیر ایجاد گشودگی بر مقاومت کمانشی سازه های مشبک کامپوزیتی تحت بار فشاری محوری بررسی شده است. سازه مورد نظر، استوانه ای به شعاع 7، ضخامت 8/0 و ارتفاع 28 سانتیمتر بوده که 3 جفت ریب مارپیچ به زوایای 30 درجه نسبت به محور استوانه بر روی سطح داخلی آن قرار داشت. جنس مواد به کار رفته برای ساخت نمونه ها، کامپوزیت الیاف شیشه در ماتریس اپوکسی بود. تعداد 13 عدد نمونه ساخته و با موفقیت آزمایش شدند و بار کمانش آنها به دست آمد. از نرم افزار ansys برای بررسی عددی سازه استفاده شد و نتایج حاصله با نتایج نمونه های تجربی مقایسه شد که تفاوتی حدود 10 درصد بین روش عددی و تجربی به دست آمد. تعداد 34 عدد مدل با شکل، تعداد، اندازه و محل گشودگی مورد تحلیل کمانش مقدار ویژه قرار گرفتند و تاثیر اندازه، ضریب منظر، تعداد و محل گشودگی بر بار نهایی کمانش بررسی شد. نتایج نشان داد که در حالت کلی، گشودگی دایروی-بیضوی بهتر از مربع-مستطیل است. همچنین برای مساحت گشودگی ثابت طول بیشتر گشودگی در جهت محوری بدتر از طول بیشتر جهت محیطی است و هرچه گشودگی به ریب ها نزدیکتر باشد بهتر است. همچنین مود کمانش به این صورت بود که سازه دچار کمانش عموومی می شد و با افزایش بار، کمانش موضعی در سلول حاوی گشودگی رخ می داد. وجود تقویت کننده ها باعث بهبود حدود 10 درصدی کارایی سازه در برابر گشودگی، در مقایسه با پوسته بدون تقویت کننده شد.

تحلیل تنش در استوانه های مشبک کامپوزیتی با گشودگی تحت نیروی محوری فشاری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1390
  صالح یزدانی   غلامحسین رحیمی شعرباف

سازه های مشبک کامپوزیتی داری مقاومت به وزن بسیار بالا در مقایسه با سازه های ساده می باشند. این سازه ها به دلیل بکار رفتن شبکه در ساختمان آنها ، در بارگذاری های مختلف مسیر بارهای تخریبی را تغییر می دهند. تاکنون تحقیق های کاملی در باره ی مقاومت کمانشی این سازه ها تحت بارگذاری های مختلف انجام شده است. اگرچه تحلیل تنش این سازه ها تاکنون صورت نگرفته است. همچنین در کاربرد صنعتی این سازه ها همواره گشودگی های اجتناب ناپذیر در این سازه ها ایجاد می گردد، لذا تحلیل تنش سازه های مشبک کامپوزیتی با گشودگی های گوناگون بسیار حائز اهمیت می باشد. در این پژوهش، تحلیل تنش سازه های مشبک کامپوزیتی کامل و با گشودگی های مختلف تحت بارگذاری محوری با استفاده از روش تجربی و المان محدود مورد بررسی قرار می گیرد. در روش تجربی، پنج نمونه ی آزمایشگاهی از پوسته های مشبک کامپوزیتی ساخته می شود. تمامی نمونه ها از جنس کامپوزیت شیشه-اپوکسی بوده و در دمای محیط پلیمریزه می گردند و توسط دستگاه پیچش الیاف ساخته می شوند. از تکنیک کرنش سنج در تحلیل تجربی استفاده می گردد و در ابتدا توزیع کرنش در پوسته تعیین می گردد و سپس توزیع تنش با استفاده از روابط تنش-کرنش در مواد کامپوزیتی بدست می آید. در ابتدا نمونه ی بدون گشودگی و سپس چهار نمونه با گشودگی های دایروی، بیضوی و مربعی در سازه ایجاد گردید و مورد آزمایش قرار می گیرد. همچنین رفتار سازه ی دارای گشودگی نیز با بدست آوردن نمودار بار-جابجایی و بار-کرنش برای گشودگی های مختلف مورد مقایسه قرار می گیرد. در روش المان محدود، از نرم افزار abaqus استفاده می گردد. تمامی نمونه های مورد آزمایش قرار گرفته در این نرم افزار مدلسازی گردیدند. همچنین نمونه هایی با شبکه های مختلف و بدون شبکه نیز مدلسازی گردیدند. تحلیل استاتیکی برای بدست آوردن توزیع تنش در پوسته و تحلیل کمانشی برای بدست آوردن سه مود اول کمانشی سازه و مقایسه با فرم تغییر شکل سازه در کار تجربی انجام می گیرد. از روش المان محدود صرفا برای مقایسه روند تغییرات نتایج تحلیل تجربی و المان محدود در نمونه ها و بررسی صحت نتایج بدست آمده از هر دو روش با توجه به محدود بودن تعداد آزمایش ها استفاده می شود. در نتایج بدست آمده مشخص می شود که تمرکز تنش ایجاد شده کاملا به موقعیت گشودگی بر روی سازه وابسته می باشد. همچنین بحرانی ترین نوع گشودگی در سازه، گشودگی بیضوی در حالتی که قطر کوچک در راستای بارگذاری قرار می گیرد می باشد.

تحلیل رفتار استاتیکی و ارتعاشاتی ورق حلقوی فلزکامپوزیت به روش نیمه تحلیلی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی 1391
  محمد سجاد گازر   غلامحسین رحیمی شعرباف

در این پایان نامه تحلیل استاتیکی و ارتعاشات آزاد ورق فلز کامپوزیت با گشودگی مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از تئوری الاستیسیته معادلات حاکم استخراج شده و برای حل این معادلات یک روش نیمه تحلیلی که ترکیبی از روش های فضاحالت و دیفرانسیل کوادراچر می باشد ارائه شده است. در این حل روش دیفرانسیل کوادراچر در راستای شعاع و روش فضا حالت در راستای ضخامت اعمال شده اند. برای تحلیل ارتعاشات مسئله به صورت نامتقارن محوری فرض شده است که در نتیجه این فرض مولفه های جابجایی و تنش در راستای مماسی دارای تغییر می باشند. در این پژوهش تحلیل ارتعاشات و استاتیکی برای دو شرط مرزی مختلف ارائه شده است. ورق فلز کامپوزیت مورد مطالعه از نوع glare می باشد. به منظور بررسی تاثیر چیدمان لایه های کامپوزیتی در تحلیل، مسئله برای دو ماده glare 2 با چیدمان تک راستا و glare 3 با چیدمان صلیبی حل شده است. به منظور تایید صحت کار، نتایج استخراج شده در این پژوهش با نتایج بدست آمده توسط نرم افزار abaqus مقایسه شده اند. در تحلیل ارتعاشاتی ورق ارتعاشات آزاد و در تحلیل استاتیکی خیز ورق که تحت بار گسترده قرار گرفته مطالعه شده است. نتایج استخراج شده در این پایان نامه نشان می دهد که این روش از دقت بالایی برخوردار می باشد و همگرایی بسیار بالایی در این روش وجود دارد. همچنین با افزایش شعاع گشودگی فرکانس طبیعی افزایش و خیز کاهش می یابد. همچنین فرکانس طبیعی ورق با چیدمان تک راستا در مقایسه با چیدمان صلیبی بیشتر است.

تحلیل تنش در تیرهای پیزوالکتریک از جنس مواد مدرج تابعی تحت بارگذاری عرضی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی 1391
  مهدی طایفه حاجی حسینی خامنه   غلامحسین رحیمی شعرباف

هدف از ارائه این پایان نامه، تحلیل و بررسی رفتار تیر انعطاف پذیر پیزوالکتریک با خواص پیزوالکتریکی و مکانیکی متغیر و قابلیت کاربرد به عنوان سنسورها و عملگرهای پیزوالکتریک می باشد. تیر انعطاف پذیر، ایزوتروپ عرضی در نظر گرفته می شود و فرض بر این است خواص پیزوالکتریکی و مکانیکی در راستای ضخامت به صورت اکسپتانسیلی تغییر می کند- صفحه ایزوتروپی عمود بر امتداد ضخامت است- در حالیکه نرخ پوسان ثابت نگه داشته می شود. تحلیل تیر ناهمگن مورد نظر در حالت تنش صفحه ای صورت می پذیرد و از آنجاییکه تغییر شکل در تیر انعطاف پذیر، بدون اینکه به محدوده پلاستیک وارد شود، در اندازه های بزرگ اتفاق می افتد، شکل هندسی نهایی پس از بارگذاری، معیار مناسبی در تعیین میزان انعطاف پذیری آن است. فرمول بندی تغییرشکلهای بزرگ در مختصات کارتزین برای تیر پیزوالکتریک انعطاف پذیر با شرایط مرزی گیردار- آزاد بر اساس تئوری الاستیسیته و بهره گیری از معادلات تعادل مکانیکی و الکتریکی، منجر به تشکیل دستگاه معادله دیفرانسیل پاره ای غیرهمگنی می گردد که با حل تحلیلی آن، مولفه های تغییر شکل و تنش و میدان الکتریکی و جابجایی الکتریکی در تیر انعطاف پذیر پیزوالکتریک با خواص متغیر، حاصل می گردد. برای تایید نتایج حل تحلیلی، از حل المان محدود به کمک نرم افزارansys استفاده شده است. با دانستن رفتار تیر تحت شرایط مختلف ناهمگنی، می توان ساختار مورد نظر در بارگذاری های مختلف برای رسیدن به حالت بهینه طراحی کرد.

بررسی تجربی و عددی اثر زاویه و تعداد ریب بر مقاومت کمانشی پوسته های مشبک کامپوزیتی تحت بار محوری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی 1389
  ابراهیم دانشفر   غلامحسین رحیمی شعرباف

سازه های مشبک کامپوزیتی به عنوان یکی از سازه های با قابلیتهای بالا پیشنهاد شده اند.این سازه ها قابلیتهای سازه های کامپوزیتی ساده و همچنین ساز ه های تقویت کننده را با هم دارند.علاوه بر آن خصوصیات شبکه تعبیه شده در آنها باعث می شود که مسیر بارهای تخریبی در اطراف نقاط آسیب دیده تغییر یابد که این قدرت تحمل آسیب را در این سازه ها افزایش می دهد. با استفاده از ریبهای تک جهته کامپوزیتی ،تمام فایبرها به صورت متحد در راستای ریب قرار گرفته و به بیشترین میزان از درصد حجمی فایبر میتوان دسترسی پیدا کرد وهیچ عدم تطابقی در خواص مواد بروز نمی کند .بنابراین احتمال بروز پدیده تورق در آنها بسیار ناچیز است و مقاومت بالایی در برابر ضربه و خستگی نسبت به سازه های با لایه چینی ساده از خود بروز می دهند.به دلیل ساختار باز این سازه ، رطوبت کمترین تاثیر را در قیاس با سازه های ساندویچی با هسته خلل و فرج دار ، دارد. در این تحقیق پارامترهای افزایش زاویه ریب و تعداد آنها و ضخامت پوسته بر مقاومت کمانشی پوسته های مشبک کامپوزیتی تحت بار محوری به صورت تجربی و عددی به صورت ویژه مورد بررسی قرار گرفته است. در روش تجربی چندین نمونه آزمایشگاهی با زاویه ریب و تعداد متغیر و همچنین ضخامت پوسته متغیر ساخته شد.تمام نمونه ها از جنس کامپوزیت شیشه-اپوکسی که در دمای محیط پلیمریزه می گردد وتوسط دستگاه رشته پیچی ساخته شده اند.تمام نمونه ها تحت بارگذاری محوری قرار گرفتند و مقدار نیرو وحالت کمانش مورد بررسی قرار گرفت.در روش عددی تمام پوسته های مشبک ساخته شده مدلسازی گردیدند و نیروی نهایی کمانش وکانتورهای تنش آنها بدست آمد و نیروی بدست آمده در این حالت با حالت تجربی مقایسه گردیدند که همخوانی خوبی را برای پیش بینی رفتار این پوسته ها داشتند. نتایج تجربی و عددی این پژوهش نشان دادند که در ضخامتهای کم از پوسته، مقدار بار ویژه با اضافه کردن تعداد ریبها نسبت به پوسته تقویت نشده ابتدا کاهش یافته و سپس سیر صعودی طی می کند و برای عملکرد مناسب پوسته های مشبک نیاز به حداقل تعداد تقویت کننده ای است که در آن بار ویژه از بار ویژه پوسته ساده بیشتر گردد. در ضخامتهای کم از پوسته خارجی با افزایش زاویه ریب نسبت به محور طولی هم بار نهایی و هم بار ویژه کمانش کاهش می یابد. در حالتی که ضخامت پوسته افزایش می یابد نقش باربری اجزای سازه تغییر کرده و عمده بار توسط پوسته( مخصوصا در تعداد ریب کم )تحمل می گردد ، پس با افزایش ضخامت پوسته بار نهایی و بار ویژه افزایش می یابد.

بررسی تجربی و عددی پدیده نفوذ پرتابه در پوسته های استوانه ای کامپوزیتی مشبک
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مکانیک 1392
  محمد هدایتیان   غلامحسین لیاقت

در این پایاننامه رفتار بالستیک کامپوزیتهای مشبک استوانهای که امروزه به طور گستردهای در سازههای مهندسی استفاده میشوند، به روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته شد. در بخش تجربی این تحقیق سازه به شیوهی پیچش الیاف به روش جایگذاری دستی ساخته شده است. به منظور تست ضربهای سازه از تفنگگازی بهره گرفته شد و در هر آزمون سرعتهای ورودی و خروجی پرتابه ثبت شده است. نتایج نشان میدهند که وجود ریبهای مجزا، مانع نفوذ آسیب از یک سلول به سلول مجاور میشود و سازه در سرعت نزدیک به حد بالستیک نسبت به سرعت بالاتر رفتاری متفاوت از خود نشان میدهد به این معنا که با نزدیک شدن به ریبها حد بالستیک افزایش مییابد، در حالیکه در سرعت بالاتر از حد بالستیک با نزدیک شدن به محل تقاطع ریبها سرعت خروجی پرتابه افزایش یافته است. جدایش در پوستهی خارجی و تقویتکنندهها، جدایش تقویتکنندهها از پوسته، سرعت خروجی پرتابه، سطح شکست و اثر انحنای پوسته در دو سرعت (سرعت نزدیک به حد بالستیک و سرعت بالاتر از حد بالستیک)، به عنوان نتایج تجربی ارائه و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته شدهاند. در بخش عددی نیز از پیشرفتهترین روش مدل سازی المان محدود کامپوزیتها (آباکوس - اکسپلیسیت)، جهت تعیین رفتار سازههای مشبک استوانهای کامپوزیتی، هنگامی که تحت برخورد قرار میگیرند، استفاده شده است. بدین منظور برای مدلسازی پوسته و تقویتکنندهها از المانهای جامد سهبعدی و جهت تعیین رفتار ماده، از مدل مادی وییومت بر مبنای معیارهای آسیب پاک و هاشین(سهبعدی) استفاده شد. به دلیل عدم وجود معیارهای ذکر شده در نسخههای تجاری نرمافزار و اهمیت در نظر گرفتن چنین آسیبهایی در مدلسازی عددی، معیارهای مذکور با استفاده از کد نویسی در محیط نرمافزار فرترن نوشته شدند و بدین وسیله تحلیل پدیده نفوذ در سازههای کامپوزیتی که با المانهای جامد سهبعدی مدل شدهاند به قابلیت نرمافزار اضافه گردید. نمودارهای تغییرات سرعت و نیروی پرتابه، گستردگی سطح خرابی و مکانیزمهای مختلف شکست به عنوان نتایج گزارش شدهاند. نتایج حاصل از شبیهسازی توافق بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان میدهند.

آنالیز کمانشی پوسته های مشبک نانوکامپوزیتی تحت بار محوری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  رضا زمانی   غلامحسین رحیمی شعرباف

یکی از روش¬هایی که اخیراً مورد توجه محققان قرار گرفته است، استفاده از نانوذرات به عنوان تقویت کننده برای کامپوزیت¬های پلیمری می¬باشد. این مواد در عین حال که وزن سازه را دچار تغییر زیادی نمی¬کنند، سبب بهبود خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و ... پلیمر می شوند. یکی از این نانوذرات صفحات سیلیکاتی نانو ذرات رسی می باشد که به دلیل خصوصیات شکلی و شیمیایی منحصربه فرد، قیمت مناسب و دسترسی آسان، کاربرد گسترده ای در صنایع و پژوهش های آکادمیک پیدا کرده است. در این پژوهش از نانورس برای تقویت ماتریس اپوکسی در کامپوزیت های اپوکسی/ الیاف شیشه استفاده شده است و به عبارت دیگر جنس پوسته های مشبک نانوکامپوزیتی، کامپوزیت های تقویت شده الیاف شیشه/ اپوکسی- نانورس می باشد. در این پژوهش، آنالیز کمانشی پوسته های شبکه ای نانوکامپوزیتی تحت بارهای فشاری محوری با استفاده از روش های تحلیلی، عددی و تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجایی که در تمامی فعالیت های صورت گرفته در زمینه سازه های مشبک، نوع کامپوزیتی آن مورد بررسی قرار گرفته است و تاکنون تحقیقی بر روی پوسته های مشبک نانوکامپوزیتی صورت نگرفته، در پژوهش پیش رو پوسته های شبکه ای نانوکامپوزیتی مورد مطالعه قرار می گیرند. در روش تحلیلی استفاده شده برای مطالعه بار کمانشی بحرانی پوسته های مشبک نانوکامپوزیتی تحت بار محوری، از روش های معادل سازی (smeared method) و روش انرژی (energy method) با فرض تئوری کلاسیک استفاده شده است. از روش معادل سازی برای تعیین نیروها و ممان های تقویت کننده های شبکه ای استفاده شده و در نهایت با استفاده از روش انرژی بار کمانشی بحرانی تعیین می گردد. در روش عددی، از نرم افزار abaqus برای تعیین بار کمانشی پوسته های مشبک نانوکامپوزیتی استفاده شده است. تمامی نمونه های مورد آزمایش قرار گرفته با درصدهای وزنی مختلف از نانورس، در این نرم افزار مدل سازی شده اند. در روش تجربی ابتدا نانوکامپوزیت های اپوکسی/نانورس با استفاده از دو سخت کنندهepikure 3234 (teta) و epikure f205 ساخته شده و خواص مکانیکی این نانوکامپوزیت ها (شامل مدول و استحکام کشش و خمش، کرنش تا شکست و انرژی شکست) و همچنین مورفولوژی نانوکامپوزیت های تولید شده، با استفاده از تست های استاندارد کشش و خمش سه نقطه ای و پراش اشعه ایکس (xrd) تعیین شده اند. سپس از سخت کننده ای که خواص بهتری ارائه می دهد، برای تولید نمونه های آزمایشگاهی پوسته¬های شبکه ای نانوکامپوزیتی الیاف شیشه/ اپوکسی- نانورس با درصدهای مختلف از نانوذرات، استفاده شده است. برای ساخت این نمونه ها از دستگاه پیچش ویژه الیاف استفاده می شود. تمام نمونه ها تحت بار خالص محوری قرار گرفته و کمانش آن ها مورد بررسی قرار می گیرد. در این روش، اثر درصد وزنی نانوذرات رسی بر مقدار بار کمانشی بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پراش پرتوی x نشان می دهد که در هر دو نانوکامپوزیت تولید شده، فاصله صفحات نانوذرات رسی با افزودن این نانوذرات به اپوکسی افزایش می یابد و توزیع آن در ماتریس اپوکسی از نوع بین لایه ای می باشد. نتایج مربوط به آزمون های مکانیکی صورت گرفته بر نمونه های نانوکامپوزیتی نشان می دهد که در نانوکامپوزیت های سخت شده با سخت کننده f205، تمامی خواص مکانیکی (شامل مدول کششی و خمشی، استحکام کششی، کرنش تا شکست و انرژی شکست) بهبود می یابند اما در نمونه های سخت با سخت کننده teta، استحکام کششی، کرنش شکست و انرژی شکست کاهش می یابند و تنها مدول کششی و خمشی افزایش می یابد. بنابرابن به منظور تولید نمونه های مشبک نانوکامپوزیتی از نانوکامپوزیت های اپوکسی/ نانورس سخت شده با سخت کننده f205 به عنوان زمینه استفاده شده است. نتایج مربوط به هر سه روش تحلیل مورد استفاده (روش های تحلیلی، عددی و تجربی) نشان می دهد که با افزایش میزان نانوذرات رسی در ماتریس تا 5 درصد وزنی، نمونه های مشبک نانوکامپوزیتی در برابر کمانش مقاوم تر می شوند. نتایج مربوط به هر سه روش، هم¬خوانی قابل قبولی با یکدیگر دارند.

بررسی تحلیلی و عددی پدیده ی ضربه پرتابه در پوسته ها ی کامپوزیتی مشبک استوانه ای
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  مهدی خوش سرور   غلامحسین رحیمی شعرباف

در طول عمر یک سازه ودر زمان تولید ، استفاده و تعمیر و نگهداری آن ممکن است توسط اجسام خارجی ضرباتی بر آن وارد شود.سازه های کامپوزیت چند لایه در مقایسه با سازه های فلزی مشابه ،در برابر ضربه دارای عدم اطمینان بیشتری هستند. در سازه های کامپوزیتی، ضربات آسیب های داخلی ایجاد می کنند که غالبا با بازدید بصری و سطحی قابل رویت نیستند. این آسیب های داخلی میتواند منجر به کاهش شدید مقاومت سازه شده و تحت بار نیز گسترش یابند. بنابراین ، اثرات ناشی از ضربه روی سازه های کامپوزیتی باید به درستی و با دقت فراوانی تحلیل و درک شود و در مراحل طراحی سازه های مذکور محاسبات دقیقی با در نظر گرفتن اثر این پدیده انجام گیرد.نگرانی در مورد اثر پدیده ی ضربه روی کارایی سازه های کامپوزیتی ، عاملی اساسی در محدود کردن استفاده از مواد کامپوزیتی می باشد. به این دلایل، مسئله ی ضربه در نوشته ها و مقالات به نحو شایانی مورد توجه واقع شده است. درپژوهش حاضر پاسخ ضربه ی سرعت پایین روی پوسته ی کامپوزیتی استوانه ای مشبک با استفاده از اختلاط یک روش تحلیلی و روش معادل سازی، مورد مطالعه واقع شده است.در این فرآیند، سفتی ریب ها توسط روش معادل سازی به پوسته اضافه شده و پوسته ای با سفتی معادل وارد پروسه ی تحلیل می شود.این روش تحلیلی برپایه ی بسط تابع بار ، جابجایی و دوران به صورت سری دوبل فوریه که شرایط مرزی دو انتها را ارضا کند، می باشد.فرض شده است که هرکدام از این بسط ها را بتوان به صورت توابع مجزایی از زمان و مکان نوشت.بعلاوه با صرفنظر از اینرسی دورانی و درون سطحی، مسئله تبدیل به یک معادله ی دیفرانسیل معمولی درجه ی دو از زمان برای ضرایب فوریه ی تغییرشکل شعاعی می شود.در سمت راست معادله ی دیفرانسیل ضرایب فوریه ی تابع بار قرار دارد.برای یک بارگذاری در زمان کم حل را می تئان با استفاده از انتگرال کانولوشن بدست آورد.در مورد ضربه ، نیروی ضربه از کاهش سرعت جرم ضربه زننده محاسبه می شود. این روش به صورت بنیادی معادله ی تعادلی را بین ضربه زننده و پوسته در زمان ضربه ایجاد می کند.باصرفنظر از تغییرشکل محلی در مکان ضربه، معادله ی انتگرالی نتیجه شده را می توان به صورت جبری برای نیروی ضربه با استفاده از تبدیل لاپلاس حل نمود. برای بررسی صحت نتایج نیز پوسته ی مورد نظر در نرم افزار المان محدود abaqus مدل شده است و پاسخ پوسته به ضربه ی سرعت پایین در این نرم افزار به صورت عددی نیز بدست آمده است. مقایسه ی نتایج نشان می دهد تطابق مناسبی بین دوروش وجود دارد و برای این محدوده از سرعت برای پرتابه روش تحلیلی اتخاذ شده مناسب می باشد. در این پژوهش فاکتور هایی مانند تاثیر حضور ریب، اثر جرم،سرعت و چگالی پرتابه،ترتیب لایه چینی و هندسه ی پوسته و... در پاسخ ضربه روی پوسته ی مذکور مورد مطالعه قرار گرفته است.درنهایت حضور ریب به کاهش جابجایی شعاعی حاصل از ضربه کمک می کند.جرم و سرعت پرتابه به صورت خطی روی جابجایی شعاعی و نتیجتا نیروی تماسی موثر است.ترتیب لایه چینی تاثیر مشهودی روی مقدار جابجایی شعاعی ندارد.اثر هندسه ی پوسته به صورت تغییر ارتفاع آن در تحلیل وارد شده است و در اثر افزایش ارتفاع پوسته با وجود کاهش در نیروی تماسی مقدار جابجایی شعاعی افزایش می یابد. کلمات کلیدی: روش تحلیلی، ضربه ی سرعت پایین، پوسته ی کامپوزیتی مشبک استوانه ای،ریب، روش معادل سازی

بررسی تحلیلی و عددی تنش در مخازن فلزی و کامپوزیتی افقی بزرگ روی تکیه گاه های زینی و بهینه سازی تکیه گاه ها
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  مهدی جودکی   غلامحسین رحیمی شعرباف

یکی از معمول¬ترین انواع تکیه¬گاه¬ها برای مخازن افقی، تکیه¬گاههای زینی هستند. تنش¬های محلی ایجاد شده در بدنه مخازن که از این تکیه¬گاه¬ها ناشی می¬شود، نقش بسزایی در تحلیل و طراحی این گونه مخازن دارند. به همین دلیل مطالعه و بررسی این تنش¬های محلی از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از استانداردهای طراحیbsi 5500 و asme sec8 ، روش زیک و نرم¬افزار pvelite یک مخزن افقی فلزی که روی دو تکیه¬گاه زینی قرار گرفته است، بطور کامل طراحی می¬شود. این مخزن در شرکت¬های داخل کشور به طور انبوه تولید می¬شود. با توجه به طراحی صورت گرفته، ضخامت نهایی برای این مخزن بدست آورده می¬شود. سپس با استفاده از روش زیک، تئوری تیر اویلر-برنولی و تئوری¬های پوسته با سه دسته معادلات فلوگه، ساندرز و تیموشنکو، این مخزن بومی با ضخامت نهایی بدست آمده در بخش طراحی، مورد تحلیل قرار می¬گیرد. به منظور اعتبار سنجی نتایج، از روش المان محدود و با استفاده از نرم¬افزار abaqus این مخزن تحلیل می¬شود. نتایج حاصل از طراحی و تحلیل این مخزن فلزی با هم مقایسه خواهند شد. سپس توابع هدف مختلفی که برای بهینه سازی تکیه¬گاه¬ها مطرح است، بررسی می¬شوند. با استفاده از الگوریتم ژنتیک مشخصات هندسی تکیه-گاه¬ها از جمله محل قرارگیری، زاویه زین و عرض تکیه¬گاه¬ها طوری که بیشینه تنش¬ ایجاد شده در مخزن کمینه گردد، بدست می¬آیند. روش تحلیل یک مخزن کامپوزیتی نیز کاملاً شبیه به مخزن فلزی است. ضخامت مخزن کامپوزیتی با حالت فلزی برابر در نظر گرفته می¬شود و رفتار تنشی مخزن کامپوزیت با توجه به این ضخامت بررسی می¬شود. برای تحلیل از تئوری تیر اویلر-برنولی و معادلات ساندرز استفاده شده است. همچنین با استفاده از نرم¬افزار abaqus، این مخزن مورد تحلیل قرار گرفته است. با توجه به تحلیل کمان بالای تکیه¬گاه از تئوری تیر اویلر-برنولی، در نهایت رابطه¬ای به عنوان کد طراحی برای این گونه مخازن ارائه می¬شود.

تحلیل استاتیکی رفتار مخازن تحت فشار چندتکه تحت فشار داخلی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  حسین خادمی جمکرانی   غلامحسین رحیمی شعرباف

در این تحقیق تحلیل تنش مخازن تحت فشار چندتکه از سه روش تحلیلی، عددی و حل با استاندارد مورد بررسی قرار می¬گیرد. تحلیل تنش اجزا مخازن تحت فشار چندتکه اعم از پوسته¬های متقارن کلی، کروی، مخروطی و استوانه¬ای از دو روش تحلیل غشایی و خمشی انجام می¬شود. با کمک معادلات تحلیلی بدست آمده، تنش¬های محل اتصال پوسته¬های استوانه¬ای و کروی و همینطور پوسته¬های استوانه¬ای و مخروطی تحت فشار داخلی بدست می¬آیند. از روش¬های تقریبی¬تحلیلی استوانه معادل و بسط سینوسی برای تحلیل خمشی پوسته مخروطی استفاده می¬شود. حل تحلیلی روی سه مخزن تحت فشار چندتکه انجام می¬شود و نتایج تحلیل با حل عددی مقایسه می¬شود. حل عددی مخازن چندتکه مورد بررسی با استفاده از نرم¬افزار آباکوس انجام می¬شود. جابجایی¬های به وجود آمده در بخش¬های مختلف مخزن چندتکه از دو روش تحلیلی و عددی اندازه¬گیری می¬شود و مورد مقایسه قرار می¬گیرد. همچنین از استاندارد asme به منظور تحلیل مخازن چندتکه طراحی شده استفاده می¬شود. اتصال مخروط-استوانه در مخازن چندتکه مورد تحلیل به عنوان بحرانی¬ترین بخش از نظر تنش¬های وارد به آنها شناخته می¬شود. تغییرات تنش و جابجایی محل اتصال پوسته¬های استوانه¬ای و مخروطی با تغییر زاویه مولد مخروطی مورد مقایسه قرار می¬گیرد.

بررسی رفتار خمشی سازه های ساندویچی با رویه های کامپوزیتی و هسته ترکیبی کامپوزیت موج دار و فوم
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  رحمت الله رحمانی   غلامحسین رحیمی شعرباف

سازه¬های ساندویچی به سازه¬هایی گفته می¬شود که از دو رویه نازک با خواص مکانیکی بالا و هسته¬ای ضخیم ولی نسبتاً ضعیف و سبک تشکیل شده¬اند. در این پایان نامه رفتار خمشی پانل¬های ساندویچی با رویه¬های کامپوزیتی و هسته¬های ترکیبی متشکل از فوم pvc و یک لمینیت کامپوزیتی موج¬دار؛ به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. رویه¬ها و لمینیت کامپوزیتی موج¬دار داخل هسته از جنس شیشه- اپوکسی با پارچه¬های شیشه¬ای به چگالی سطحی gr/m2 185 ساخته شده و از فوم pvc با چگالی kg/m3 80 در هسته¬ استفاده شده است. سه پارامتر شکل هندسی، طول موج و ضخامت موج لمینیت موج¬دار داخل هسته هرکدام برای سه بار تغییر داده شد و نتایج با نمونه مرجع که هسته آن ساده و تنها متشکل از فوم pvc می¬باشد؛ مقایسه شدند. برای ساخت لمینیت¬های کامپوزیتی موج¬دار از روش لایه¬چینی دستی و برای اتصال رویه¬ها به هسته به منظور ایجاد نمونه¬هایی با کیفیت بهتر و یکنواخت¬تر از تکنیک vartm استفاده شده است. از آزمون خمش سه¬ نقطه¬ای مطابق با استاندارد astm برای آزمون تجربی نمونه¬ها استفاده شده است. نتایج نشان دادند که در مجموع سفتی خمشی از 9/50% تا 81/239% و نسبت سفتی خمشی به جرم نیز از 11/3% تا 57/54% نسبت به حالت مرجع افزایش داشته¬اند

آنالیز تحلیلی و عددی خطی مقاومت و کمانش پوسته های استوانه ای با گشودگی تحت بار محوری و ممان خمشی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1378
  غلامرضا نوبهاری   غلامحسین رحیمی شعرباف

پوسته ها یکی از فراوانترین و متنوعترین اجزای ساختمانی و صنعتی بوده که نقش مهمی را در تامین نیازهای اساسی صنعتی مدرن ایفا می کنند. در این میان بررسی کمانش پوسته ای استوانه ای با گشودگی تحت بارهای محوری و خمشی به دلیل کاربرد فراوانی که دارند از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. برای تحلیل کمانش پوسته های استوانه ای کامل تحت بار محوری تئوری های مختلفی ارائه شده، ولی برای پوسته های استوانه ای کامل تحت خمش و پوسته ها با انواع گشودگی تحت بار محوری و خمشی، تئوری خاصی که بیانگر حالت کمانش در این پوسته ها باشد، وجود ندارد، بنابراین در این تحقیق در مرحله اول یک تئوری برای تحلیل کمانش با گشودگیهای مدور ریز (ارائه شده توسط استارنس ) و گشودیهای مدور بزرگ (تئوری پیشنهادی) تحت باز محوری و همچنین تئوری دیگری که نشان دهنده حد بالا و پایین برای پوسته های استوانه ای کامل تحت بار خمشی باشد، ارائه شده است . در قسمت دوم از روش اجزا محدود برای تحلیل کمانش پوسته ها با گشودگی های متعدد و انواع تقویت کننده ها تحت بار محوری و خمشی استفاده گردید. در تحلیل عددی پوسته های استوانه ای تحت بار محوری با اندازه های مختلف گشودگی و تعدد گشودگی و انواع تقویت کننده ها مشخص گردید که: با افزایش اندازه گشودگی برای هر نوع گشودگی مقدار بار کمانش به صورت سه مرحله ای زیر تغییر می کند: در گشودگیهای ریز در مقدار بار کمانش تغییر چندان زیادی حاصل نمی شود اما در گشودگی های متوسط افت زیادی در مقدار بار کمانش ایجاد شده و منحنی بار بر حسب اندازه گشودگی با شیب زیادی کم می گردد، و نهایتا در گشودگیهای بزرگ این شیب ملایم می شود. بار کمانش در پوسته های استوانه ای با گشودیهای هم مساحت ، برای دایره بیشتر از مربع بوده، و بین مربع و مستطیل اختلاف چندانی وجود ندارد. با افزایش تعداد گشودگی بار کمانش کمتر شده و به یک حد که حدودا برابر بار کمانش پوسته با یک گشودگی می باشد، میل می کند و همچنین با استفاده از تقویت کننده های مقاومتر، مقدار بار کمانش زیاد خواهد گردید. و نهایتا در پوسته های تحت بار خمشی، مقدار بار کمانش به طول استوانه بستگی داشته و نتیجه حاصله از تحلیل های تئوری و عددی چنین است که برای استوانه های کوتاه تنش کمانش برای پوسته های استوانه ای تحت بار خمشی برابر با تنش کمانش پوسته های استوانه ای تحت بار محوری بوده و با افزایش مقدار طول استوانه تنش کمانش کمتر شده و به مقدار حد پایین که در تئوری مربوط به این قسمت در تحقیق آمده، میل می نماید.

آنالیز تجربی، تحلیلی و عددی محفظه های انفجاری استوانه ای تحت بارگذاری انفجاری داخلی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1380
  محمدرضا صدیقی صابر   غلامحسین رحیمی شعرباف

در این تحقیق رفتار دینامیکی محفظه انفجاری با درپوشهای تخت، تحت بارگذاری ناشی از انفجار شارژ کروی واقع در مرکز هندسی آن بکمک روشهای عددی، تحلیلی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، ابتدا معادلات دینامیک گاز حاکم بر انفجار شارژ کروی در یک محفظه بسته و همچنین معادلات حاکم بر ارتعاش پوسته استوانه ای و درپوشها، و نیز ویژگیهای انفجار در برخوردهای نرمال و مایل به سطوح تخت مورد بررسی قرار گرفته و سپس معیار خرابی در بارگذاری انفجاری و تاثیر نرخ بارگذاری روی سازه در مقایسه با زمان پریود طبیعی آن تشریح می گردد. در حل تحلیلی از درپوشهای مخزن صرفنظر شده و اثر درپوشها روی بخش استوانه ای بصورت تکیه گاههای ساده لحاظ گردیده است. بکمک این روش مدهای غشائی، خمشی و برشی در جابجایی نقطه میانی این نوع مخزن به تصویرکشیده شده است. در بخش آنالیز عددی از نرم افزار ‏‎lusas‎‏ استفاده شده است. با استفاده از این نرم افزار به مدل نمودن محفظه با المانهای متقارن محوری چهار ضلعی ‏‎qax4e‎‏ پرداخته و بعد از انجام تحلیل نتایج بصورت نمودار و کانتور ارائه شده است. در بخش تجربی، با استفاده از کرنش سنجهای الکتریکی به تعیین کرنش های ایجاد شده در محفظه انفجاری پرداخته و نتایج تجربی، عددی و تحلیلی با هم مقایسه شده اند. که نتایج بدست آمده از هر سه روش موید افزایش مقدار کرنش در بخش میانی محفظه بعد از باربرداری می باشند.

آنالیز الاستیک و پلاستیک پوسته های استوانه ای و مخروطی تحت بار موضعی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1380
  مهدی صفا   غلامحسین رحیمی شعرباف

هدف اصلی این پایان نامه، انجام آنالیز الاستیک و پلاستیک، عمدتا یافتن بار حد، پوسته های استوانه ای و مخروطی تحت بارهای موضعی، است. بارهای مورد نظر، بارهایی چون نیروی شعاعی، ممان خمشی طولی و ممان خمشی محیطی می باشند که از طریق یک اتصال صلب با سطح مقطع مستطیل، واقع در وسط طول پوسته و عمود بر محور آن بر پوسته اعمال می گردد.روش استفاده جهت تحلیل مسائلی بجز برای پوسته مخروطی تحت نیروی شعاعی که علاوه بر حل عددی، آنالیز حد بالا و آنالیز حد پائین آن نیز صورت گرفته است برای سایر موارد به روش عددی و با نرم افزار ‏‎ansys 5.4‎‏ می باشد. در آنالیزهای حد از سطح تسلیم دو ممانه استفاده شده است. حتی الامکان برای هر مورد نتایج روشهای عددی، تجربی و یا تحلیلی مرود مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است.