فرآیند هیدروفرمینگ لوله یکی از فرآیند های شکل دهی می باشد که در آن از اعمال همزمان فشار داخلی و تغذیه ی محوری ماده ی لوله برای تبدیل یک لوله به شکل حفره قالب استفاده می شود. این فرآیند مزیت هایی چون کاهش وزن، استحکام بیشتر و یکپارچگی بهتر قطعات تولیدی را دارا می باشد. در این تحقیق فرآیند هیدروفرمینگ سه راهی t شکل که یکی از قطعات مورد استفاده در صنایع گاز و اگزوز اتومبیل می باشد، به صورت تجربی و با استفاده از روش اجزاء محدود مورد تحلیل قرار گرفته است. در روش تجربی ساخت سه راهی t شکل هدف کار بوده است. در همین راستا قالب و پانچ های جابجایی محوری طراحی و ساخته شده اند؛ برای ایجاد نیروی محوری از سیلندرهای هیدرولیکی استفاده گردیده است و فشار داخلی به وسیله ی پمپ دستی تامین شده است. با مونتا ژ تجهیزات آزمایشی و پس از اصلاح آب بندی دو انتهای لوله، سه راهی t شکل با ارتفاع برآمدگی خوب و فاقد عیوب ساخته شد. در ساخت سه راهی t شکل از نوسانات فشار استفاده گردید؛ به طوری که با اعمال جابجایی محوری فشار داخلی افزایش یافته و قبل از رسیدن به فشار ترکیدگی جابجایی محوری متوقف و فشار داخلی کاهش می یابد و این مراحل مجددا تکرار می شود. در روش آزمایشی، تاثیر پارامترهای جابجایی محوری پانچ?ها بر روی تقارن قطعه و ارتفاع برآمدگی بررسی گردید. همچنین توزیع ضخامت و ارتفاع برآمدگی قطعات سه?راهی تولیدی اندازه?گیری شدند. در روش اجزاء محدود به وسیله ی خواص مواد لوله که از آزمون کشش حاصل شد، شبیه?سازی فرآیند هیدروفرمینگ سه?راهی t شکل صورت گرفت. در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازی (شامل توزیع ضخامت و ارتفاع برآمدگی) با نتایج تجربی مقایسه گردید.

در این پروژه به بررسی روش المان محدود هموار، پرداخته شده است. به صورت ویژه روش المان محدود هموار گره مبنا برای حل مسائل مکانیک جامدات مورد مطالعه قرار گرفته و روش المان محدود هموارتکین گره مبنا برای مسائل مکانیک شکست فرمول بندی شده است. روش المان محدود هموار از میدان کرنش هموار استفاده می کند. برای ساختن این میدان کرنش هموار می توان میدان کرنش سازگار بدست آمده از روش المان محدود را اصلاح کرد و یا مستقیما از میدان تغییرمکان بر روی مرزهای میدان هموار انتگرال گیری کرد. هر دو روش در ادامه پروژه توضیح داده شده است. در مسائل مکانیک شکست، ابتدا توابع شکل گره ای محاسبه می شود و در ادامه توابع شکل برای المان پنج گره ای نوک ترک فرمول بندی می شود. انتگرال این توابع شکل المان پنج گره ای بر روی مرز ناحیه های هموار برای بدست آوردن میدان های تغییرمکان، کرنش و تنش در نوک ترک، محاسبه می شود. با استفاده از میدان های تغییرمکان، کرنش و تنش و استفاده از روش انتگرال j و تبدیل آن به قسمت متقارن و ضد متقارن، ضرایب تمرکز تنش و در مدهای اول، دوم و ترکیبی به دست می آید. تفاوت روش المان محدود هموار و روش المان محدود در مسائل دینامیکی، محاسبه ماتریس سختی می باشد. ماتریس های جرم و میرایی به همان روش المان محدود محاسبه می شوند. از این رو پس از محاسبه ماتریس سختی به روش المان محدود هموار ادامه مسیر تحلیل دینامیکی همانند روش المان محدود می باشد که با استفاده از روش نیومارک معادله دیفرانسیل حاکم بر مسائل دینامیکی حل می شود. بر مبنای تئوری ارائه داده شده یک برنامه کامپیوتری توسعه داده شده است که قادر به حل مسائل الاستیک، مکانیک شکست و الاستودینامیک می باشد. مثال های عددی از مسائل مختلف مکانیک جامدات با استفاده از برنامه های کامپیوتری برای روش های مختلف، حل شده و نتایج عددی به دست آمده با روش های عددی دیگر مقایسه شده است. این نتایج نشان می دهد که روش المان محدود هموار گره مبنا جوابی بالاتر از جواب دقیق مسئله و خطایی کمتر از روش المان محدود ارائه می دهد.

مدیریت آب در پیل¬های سوختی نقش اساسی در عملکرد آن دارد، لذا جهت کاهش تلفات ولتاژ ناشی از انتقال یون در غشا پیل سوختی ضروری است گازهای ورودی به ¬آن رطوبت¬زنی شوند. این کار به وسیله مرطوب¬سازی گازهای واکنش¬گر، قبل از ورود به پیل سوختی انجام می¬شود. یکی از بهترین روش-های رطوبت¬زنی، استفاده از رطوبت¬زن غشایی پوسته و لوله می¬باشد. دلیل این انتخاب راندمان بالا، دستیابی به مساحت سطح بالا جهت رطوبت¬زنی و وجود افت فشار پایین در این نوع رطوبت¬زن می¬باشد. یکی از اهداف انجام این تحقیق، مدل¬سازی ترمودینامیکی در حالت دائم این نوع رطوبت¬زن با شرایط هندسی واقعی¬تر و بررسی عملکرد این نوع رطوبت¬زن تحت شرایط کاری و پارامترهای هندسی متفاوت می¬باشد. نتایج دمای گاز مرطوب شده خروجی در مدل¬سازی ترمودینامیکی با نتایج تجربی از تطابق قابل قبولی برخوردار است. نتایج مدل¬سازی ترمودینامیکی نشان می¬دهد که، در دبی جرمی ورودی برابر، تغییر پارامترهای هندسی تاثیر ناچیزی بر نرخ انتقال حرارت دارد و در جریان مخالف دمای خروجی گاز مرطوب شده، نرخ انتقال حرارت و بخار نسبت به جریان موازی بیشتر می¬باشد. همچنین در دبی جرمی ورودی مختلف، رطوبت نسبی گاز خشک ورودی تاثیر ناچیزی بر دمای گاز مرطوب شده خروجی و نرخ انتقال حرارت دارد. هدف دیگر از انجام این تحقیق، مدل¬سازی دوبعدی رطوبت¬زن غشایی پوسته و لوله در حالت دائم تحت دو جریان مخالف و موازی با استفاده از نرم افزار فلوئنت می¬باشد. در این مدل¬سازی رطوبت¬زن شامل یک پوسته و لوله است. این مدل¬سازی جهت درک بهتر از عملکرد رطوبت¬زن انجام گرفت. نتایج نشان داده، دمای گاز مرطوب شده خروجی در مدل¬سازی دوبعدی در مقایسه با مدل¬سازی ترمودینامیکی به نتایج تجربی نزدیک¬تر است. همچنین نتایج مدل¬سازی دوبعدی نشان می¬دهد که در دبی جرمی ورودی برابر، دمای گاز مرطوب شده خروجی در جریان مخالف نسبت به جریان موازی بیشتر می¬باشد و جریان از لوله توسعه نیافته خارج می¬شود و همچنین بردارهای سرعت در پوسته کوچکتر از بردارهای سرعت در لوله می¬باشد.

فوم های فلزی، مواد متخلخلی هستند که در دهه های اخیر به دلیل خواص منحصر به فردی که دارند، مورد توجه قرار گرفته اند. نسبت استحکام به وزن بالا و قابلیت جذب ضربه و انرژی زیاد، آن دسته از خواص این مواد است که بیشتر به آنها توجه می شود. با توجه به اینکه دقت در انتخاب و اجرای روش های تولید فوم های فلزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در صورت تغییر در پارامترهای آن، ساختار و کاربرد فوم حاصل متفاوت خواهد شد، لذا در مطالعه حاضر، ابتدا روش های مختلف تولید این مواد متخلخل بیان و مورد بررسی قرار گرفته و سپس مدلسازی این مواد در نرم افزار اِلمان محدود آباکوس (abaqus/cae) به دو روش زیر انجام گرفته است. روش اول مدلسازی فوم های فلزی به صورت مدل مکانیک محیط پیوسته است که برای این منظور شش پیکربندی تقویت شده محافظتی چند لایه در نرم افزار مذکور مدلسازی شده که سه مورد از این پیکربندی ها شامل یک صفحه برخورد فولادی و یک صفحه سرامیکی است و در سایر مدل ها در میان این دو صفحه، یک لایه فوم آلومینیومی با ضخامت های مختلف، لحاظ شده است. برخورد پرتابه ای با سرعت مشخص به این پیکربندی ها مطالعه شده تا تأثیر حضور فوم آلومینیومی در جذب انرژی مورد بررسی قرار گیرد. در این قسمت از مدل فوم ضربه پذیر له شونده برای مدلسازی رفتار پلاستیک فوم آلومینیومی و از مدل جانسون-کوک (johnson-cook) برای مدلسازی رفتار پلاستیک در فولاد و پرتابه و استفاده شده است. در پایان این بخش مشاهده شد که پیکربندی دارای فوم آلومینیومی با افزایش جرم 4/28 درصدی (حاصل از افزودن فوم به آن)، در جذب تنش های اعمالی به صفحه سرامیکی نقش بسزایی داشته و بیشینه این تنش ها را در مقایسه با پیکربندی بدون فوم، تا بیش از 50 برابر کاهش داده است. در روش دوم مدلسازی، رفتار فوم های فلزی بوسیله مدلسازی ریز ساختار آنها بررسی گردید. در این روش سعی شد تا با استفاده از مدل های ایده آل سازی شده و تکرارشونده موجود (مانند مدل اِلمان حجمی نماینده، مدل شش ضلعی منتظم، مدل گیبسون-اَشبی) و همچنین مدل هایی با ساختار تصادفی (مانند مدل گاسار)، رفتار یک یا چند سلول فومی تحت بارگذاری تک محوری فشاری مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد. در پایان مشاهده شد که مدل سلول گیبسون-اَشبی یکی از بهترین و ساده ترین مدل ها جهت پیش بینی رفتار فوم های فلزی در کرنش های بالا تحت بارگذاری فشاری تک محوری است و همچنین اینکه با افزایش تخلخل (کاهش چگالی نسبی) در فوم های فلزی، تنش پایا و تنش تسلیم کاهش می یابند. همچنین می توان نتیجه گرفت که فو م های سلول بسته توانایی جذب انرژی بیشتری نسبت به فو های سلول باز دارند.

یکی از مهمترین چالش¬هایی که مهندسان مکانیک و هوافضا با آن روبرو هستند، گسیختگی و از کار-افتادگی سازه¬ها به¬دلیل شکست می¬باشد که منجر به گسیختگی مکانیکی و به مخاطره¬انداختن سلامت انسان می¬شود. خستگی بدون شک مهم ترین نوع شکست موجود در مسائل مهندسی است. خستگی یک پدیده سطحی موضعی است که توسط اعمال مکرر تنش به وجود می آید. محققان متعددی تخمین زده اند که حدود 80 درصد از گسیختگی اجزا و سیستم¬های مکانیکی¬ بر اثر خستگی به وجود می¬آیند. دلیل وقوع شکست در سازه¬های مکانیکی، ایجاد ترک و رشد آنها می¬باشد. بنابراین آگاهی از روش¬های شبیه¬سازی ترک¬های موجود در سازه و چگونگی رشد آنها و تأثیر آن بر طراحی اجزای سازه¬های مکانیکی حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق به بررسی خستگی و شکست در محور پروانه¬ی قایق پرداخته شده است. عموماً خستگی و شکست در سه مرحله¬ی جوانه¬زنی ترک، رشد ترک و درنهایت شکست قطعه اتفاق می¬افتد. به طور کلی اهداف این تحقیق عبارت است از: این¬که در چه مکانی ترک¬ها ایجاد می¬شوند و با چه نرخی رشد خواهند کرد. همچنین طول ترک بحرانی که در آن، سازه در برابر بار اعمالی بسیار آسیب پذیر شده و در آستانه¬ی شکست قرار می¬گیرد تعیین و عمر خستگی متناسب با این طول ترک، بدست می¬آید. در این تحقیق، برای تجزیه و تحلیل تنش و تحلیل ترک از نرم¬افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است.

بر پایه مکانیک محیط پیوسته نانولوله به عنوان یک قاب فضایی در نظر گرفته می شود که شامل اتم های کربن و پیوند واندروالس بین آن ها می باشد. در روش اجزاء محدود، اتم های کربن به عنوان گره و پیوندهای کربن- کربن بین آن ها مانند یک المان مقاوم در برابر کشش، فشار و پیچش عمل می کنند. برای انجام فرایند مدل سازی از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. ابتدا یک برنامه رایانه ای برای تولید شبکه هندسی و مش بندی نانولوله به زبان فرترن نوشته شده و سپس، از شبکه ی تولید شده توسط این برنامه در نرم افزار آباکوس استفاده شده است. در مدل اجزای محدود از المان تیر سه بعدی beam32 استفاده شده است که قابلیت استفاده از نمودار تنش- کرنش غیرخطی را دارد. بارگذاری همانند تیر یک سر گیردار به صورت جابه جایی برای 14 نوع از نانولوله های آرمچیر و زیگزاگ بدون عیب، دارای عیب استون- والس و عیب جای خالی از یک سر نانولوله اعمال شده است. مدول الاستیک و تنش کرنش نهایی و هم چنین اثر کمانش بر روی 6 نوع از نانولوله های آرمچیر و زیگزاگ مورد بررسی قرار گرفته است

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

امروزه استفاده از گاز طبیعی فشرده به عنوان سوخت در خودروها به سرعت در حال افزایش است. این مسئله ناشی از اتمام قریب¬الوقوع منابع نفت از یک طرف و از طرف دیگر تمیزبودن این سوخت نسبت به فراورده¬های نفتی است. در این تحقیق عمر خستگی و تحلیل ارتعاشی یک نمونه سیلندر cng تمام فولادی از جنس aisi4130 مورد استفاده در خودروها آن توسط نرم¬افزار ansysمطالعه گردیده است. عمر خستگی در ابتدا برای مخزن cng بدون ترک و با استفاده از از اجزاء محدود محاسبه و اثر تغییر ضخامت در قسمت استوانه¬ای سیلندر در عمر خستگی بررسی شده است تا مقادیر عمر خستگی آن در محدودۀ استاندارد باشد. درادامه تحلیل مکانیک شکست برای سیلندرهای دارای ترک نیم بیضوی انجام شده است. ضرایب شدت تنش در طول خط ترک با استفاده از نرم افزار abaqus به دست آمده و نشان داده است که نتایج حل عددی با کارهای تجربی تقریباً یکسان می¬باشد. سپس با استفاده از روابط موجود برای ضریب شدت تنش، عمر خستگی ناشی از خوردگی سیلندر ترک سطحی در محیطهای خورندۀ مختلف محاسبه شده و ترکهای بحرانی در با توجه به استاندارد شناسایی شده تا در بازرسی سیلندرها استفاده شوند. در نهایت در تحلیل مودال سیلندر، فرکانسهای طبیعی سیلندر از اجزاء محدود به دست آمده و با فرکانسهای طبیعی یک نمونه خودرو مقایسه شده وامکان بروز پدیدۀ تشدید مورد مطالعه قرار گرفته است.