در این تحقیق آنالیز پروسه stamping ورقه های فلزی الاستو-ویسکوپلاستیک با فرض ورق-پوسته به روش اجزا محدود مورد بررسی قرار گرفته است . علاوه بر وجود نرمال انیزتروپی، تابعیت ماده از معیار تسلیم انیزوتروپیک hill و قانون سیلان perzyna نیز بعنوان شرایط حاکم بر مساله اعمال گردیده است . همچنین در فرمول بندی حاکم بر مساله امکان ایجاد کرنشهای بزرگ و کار سختی نیز لحاظ گردیده است . دو برنامه کامپیوتری جهت شبیه سازی این مساله تهیه گریده است . با توسعه دادن برنامه dalpc3 [1] برای حالت ورقه های انیزوتروپ ، کار سخت ، اعمال شرایط اصطکاکی بین ورق و ورق گیر و بکار بردن المان بیست گرهی این برنامه قابلیت تحلیل مسائل ورقه ها را نیز پیدا نموده است . در پایان یک مسئله پانچ مربعی توسط این برنامه تحلیل و نتایج آن ارایه گردیده است . با اعمال فرضیات wang & wenner [2] برنامه کامپیوتری دیگری در محیط فرترن 90 تهیه شده است . نظر به اینکه این فرضیات منجر به یک مسئله دو بعدی میگردد از المانهای میله ای استفاده گردیده است . در این برنامه مسائل اصطکاک ، انیزوترپی و کار سختی بعنوان پارامترهای موثر در حل مسئله لحاظ گردیده است . در انتها عملیات شکل دهی ورقها تحت پانچ کروی توسط این برنامه تحلیل گردیده است .

اهمیت حفظ مواد خام وسعی دراقتصادی تر نمودن فرآیند تولید،توجه بیشتر به مدلهای ریاضی درطراحی و درک فرآیندهای تغییر شکل فلزات را سبب گردیده است . مزیت عمده کاربرد مدلهای ریاضی در تغییر شکل فلزات دستیابی به اطلاعات مورد نیاز برای انجام یک طراحی مطلوب و کنترل اینگونه فرآیندها است .ازاینرو یک روش آنالیز باید علاوه بر برخورداری از دقت و بازده محاسباتی قابل قبول، قادر به بیان تاثیر پارامترهای مختلف در سیلان فلز نیز باشد.ازاین نقطه نظر روش عناصر محدود براساس فرضیه صلب - پلاستیک و صلب - ویسکوپلاستیک درآنالیز بسیاری از مسائل تغییر شکل فلزات کاملا" موفق بوده است .درتحقیق حاضر فرآیند آهنگری قطعات متقارن به کمک روش عناصر محدود براساس فرضیه صلب - ویسکوپلاستیسیته موردآنالیز قرار گرفته و روشی برای تعریف شکل قالب و چگونگی تماس و جدائی نقاط ارائه میگردد.سپس برنامه کامپیوتری feaoafp براساس این فرمولاسیون تهیه گردیده و درخاتمه باارائه چند مثال بادرجات پیچیدگی مختلف این برنامه را ارزیابی مینمائیم .

فرآیند آهنگری یکی از روشهای شکل دادن فلزات میباشد.خواص مکانیکی و فیزیک مطلوبی از قبیل دقت ابعادی، استحکام، سطوح صیقلی و... قطعه نهایی سبب گشته که بسیاری از قطعات مهم صنعتی نظیر فلنج ها، چرخ هواپیما، دیسکهای کمپرسور و توربین، چرخ دنده ها و...ازطریق این روش تولید شوند.تلفیق تئوری و آزمایش درجهت درک صحیح رفتار مواد و مکانیزم تغییر فرم طی فرآیند سبب پیشرفت تکنولوژی شکل دادن فلزات گشته و دست یابی به کیفیت معین قطعه نهایی را فراهم ساخته است .ارائه الگوهای ریاضی بادرنظر گرفتن متغیرهای فرآیند و متغیرهای ماشین بسیار پیچیده بوده بدین لحاظ برای نیل به مدلهای مبتنی بر واقعیت انجام فرضیات علمی قابل قبول جهت تحلیل الزامی میباشد.باقدم نهادن به عصر کامپیوتر شبیه سازی فرآیندهای آهنگری درجهت تحلیل جامع تر و پاسخگوئی به نقاط ضعف روشهای حل موجود برآمده و سبب افزایش سرعت عمل، کاهش مخارج تولید و اتلاف انرژی ک میگردد و اطلاعاتی مفید نظیر نیرو و انرژی لازم برای انجام فرآیند،الگوی جریان ماده درحین تغییر فرم میادین تنش و تغییر فرم و... رادراختیار طراح میگذارد و توانایی پیش بینی پارامترهای بهینه فرآیند را ایجاد میکند.نظریه گستردگی و کلیت فرآیند آهنگری درمقایسه با دیگر روشهای شکل دادن فلزات و همچنین عدم روش حل جامع درتوانایی ارائه پارامترهای حائز اهمیت لحظه ای لازم است مطالعات وسیع تری در زمینه تحلیل فرآیند صورت پذیرد.هدف ازانجام این پروژه تحقیقاتی ارائه متدی نوین جهت تحلیل فرآیند آهنگری گرم قالب بسته قطعات فلزی متقارن مبتنی ب روش تعادل نیرویی مرحله به مرحله میباشد.دراین روش طی هرمرحله بااعمال تغییر فرم کوچک بادرنظر گرفتن تاثیرات متغیرهای ماشین و فرآیند به محاسبه میزان تغییر فرم، نیرو انرژی، توزیع تنش و...می پردازیم.و بدین ترتیب فرآیند تغییر شکل قطعه درون قالب در مسیری پیوسته که متشکل است از تغییر فرمهای گام به گا کوچک شبیه سازی میگردد.از امتیازات این روش نسبت به سایر روشهای کامپیوتری ا قبیل روش اجزاء محدود حجم کمتر برنامه،سرعت عمل بسیار زیاد همراه با دقت مناسب و هزینه کمتر میباشد.همچنین نتایج حاصل از تحلیل درقالب برنامه کامپیوتری mhcdf برنامه ریزی و برروی کامپیوترهای شخصی ibm قابل استفاده میباشد.درخاتمه باحل چند مثال صنعتی قابلیت های روش تحلیل توسط برنامه کامپیوتری ارائه شده است .

گرمایش فلزات برای عملیات شکل دهی، در کوره هایی که بسته به نوع قرارگیری قطعه در آنها "پیوسته" یا "ناپیوسته" نامیده می شوند انجام می گیرد. در کوره های ناپیوسته قطعات کاری پس از قرار گرفتن در کوره حرکتی نداشته و برای گرمایش ، دمای کوره نسبت به زمان تغییر می کند اما دمای کوره در قسمتی مختلف تقریبا یکسان می بشاد. در کوره های پیوسته قطعات به طور پیوسته از یک طرف داخل کوره و از طرف دیگر پس از رسیدن به دمای مورد نظر خارج می شوند. فضای داخل این نوع کوره ها به چند ناحیه (zone) تقسیم می شود و با تنظیم دمای نواحی مختلف گرم کردن اعمال می گردد، ولی دمای هر منطقه نسبت به زمان ثابت است . هر ماده برای پیشرفت در فرآیند گرمایش مطلوب احتیاج به یک بازه دمایی خاص دارد تا به بهترین حالت پلاستیک دست یابد. بنابراین دمای ایدآل و زمان یکنواختی دما باید براساس منحنی گرمایش ماده تنظیم شود. هدف از انجام این پایان نامه دستیابی به یک مدل ریاضی برای شبیه سازی دما و میزان انرژی انتقالی به قطعه در یک کوره پیوسته می باشد تا بتوان بدینوسیله دمای داخل کوره را به شکل مطلوب کنترل نمود. به دست آوردن یک مدل در طراحی سیستم کنترلی از آنجا حایز اهمیت است که نصب ترموکوپل بر روی قطعات کاری در بسیاری از موارد ممکن نبوده و باید به وسیله یک مدل ریاضی که تعیین کننده رابطه بین دمای قطعه و گاز داخل کوره می باشد، دمای قطعه را پیش بینی و سپس به شکلی غیرمستقیم کنترل کرد. مدل تشعشعی پیشنهادی براساس روش ناحیه بندی (zone method) می باشد که براساس روابط ریاضی مربوط و با اعمال موازنه و با اعمال موازنه انرژی در هر ناحیه سطحی و حجمی می تون به توزیع دمای گاز داخل کوره و دیواره آن برای هر کوره با شکل و اندازه مشخص دست یافت . در این پایان نامه کاربرد این روش برای یک کوره (walking-beam)، یک کوره (pusher-type) و یک کوره (rotary-hearth) نشان داده شده است و نتایج بدست آمده دارای توافق نزدیکی با نتایج تجربی که از مطالعه این کوره ها در حین کار بدست آمده اند می باشند.

بیل مکانیکی از جمله تجهیزاتی است که به منظور حفاری، لایروبی و موارد متنوع دیگری به کار می رود. مدلهای استاندارد بیل مکانیکی توسط شرکتهای تجاری بزرگی در سطح دنیا ساخته می شود. به منظور طراحی بیل مکانیکی جدید یا طراحی مجدد آن یه منظور انجام عملیات خاص نیاز به یک شبیه سازی دقیق سینماتیکی و دینامیکی می باشد تا بتوان رفتار آن را در طی عملیات مورد نظر کنترل نمود. در این تحقیق بر اساس روابط رباتیک یک شبیه سازی کامپیوتری از بیل مکانیکی تهیه شده است که به کمک آن می توان رفتار سینماتیکی و دینامیکی آن را مدل کرد. در بررسی سینماتیکی بیل مکانیکی، موقعیت باکت و وضعیت جکهای هیدرولیکی در هر لحظه کنترل میشود. همچنین می توان حرکت بیل مکانیکی را با استفاده از یک سیستم کنترل از راه دور در اختیار گرفت . در بررسی دینامیکی که از روش نیوتن - اولر استفاده شده است ، با نوشتن معادلات حرکت برای هر کدام از بازوها، علاوه بر بدست آوردن سرعت و شتاب هر بازو، نیروهای وارده به جکها و پین ها بدست آمده است . با این کار نوع پین و جکها در شرایط بحرانی انتخاب شده است . همچنین فرآیند پایداری بیل مکانیکی که در طراحی مجدد آن به ابعاد و ظرفیت های بالاتر، اهمیت زیادی پیدا میکند نیز در بدترین شرایط کاری (هنگام تخلیه و هنگام دوران swing) برای مدلهای مختلف بیل مکانیکی بررسی شده است . بدین منظور پارامترهایی از قبیل ابعاد، وزن، سرعت جکها، سرعت دورانی swing، نوع شنی (under carriage) مورد استفاده و وزنه تعادل (stabilizer) مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفته اند. مقایسه نتایج بدست آمده از شبیه سازی مذکور با مشخصات فنی بیل مکانیکی liebherr r912 و همچنین نرم افزار "working model" صحت و دقت بالای برنامه موجود را به اثبات میرساند.

جعبه دنده ها در رباتها و دیگر مکانیزمها به منظور تبدیل گشتاور محرک و همچنین انتقال قدرت از یک محور به محور دیگر مورد استفاده قرار میگیرند. وجود ‏‎backlash‎‏ در میان چرخ دنده های درگیر میتواند باعث عواملی چون ضربه، کاهش پایداری سیستم، ایجاد ‏‎noise‎‏ و ارتعاشهای نامطلوب گردد. اثرات نامطلوب backlash همچنین موجب کاهش تکرارپذیری ‏‎(repeatability)‎‏ و دقت یک سیستم چرخ دنده ای می گردد. با افزایش نیاز به دقت بالا در این سیستمها، مدل کردن دینامیکی دقیق و کنترل سیستمهای چرخ دنده ای بسیار با اهمیت میباشد. از این رو هدف اصلی این تحقیق، توصیف یک مدل دینامیکی کنترل شده از سیستم چرخ دنده ها در مفاصل بازوهای یک ربات و همچنین توجه ویژه به اثر backlash روی دقت یک ربات و همچنین به کار بردن روشهای تحلیلی طراحی یک کنترلر ‏‎pd‎‏ برای رسیدن به دقت بالا میباشد.

انتقال اجسام به وسیله روباتها بسیار پیچیده بوده و شامل مسئله کنترل حرکت روباتهاست. تحقیقات در زمینه روباتهای همکار بیش از یک دهه است که محققان را به خود مشغول ساخته است و دلیل آن این است که کارهایی که انجام آنها برای یک ربات تنها مشکل می باشند به راحتی توسط دو یا چند روبات همکار قابل انجام هستند همانگونه که انجام کارها برای انسان بادو دست بسیار راحتتر از یک دست تنهاست. این کارها می تواند شامل جابجایی اجسام سنگین و یا اجسامی با ابعاد بزرگ باشد. با اختصاص یک روش کنترل موقیعت مناسب که بتواند گشتاورهای لازم جهت حرکت مفصلهای یک روبات را مشخص نماید می توان باعث حرکت ربات به موقعیت مورد نظر شد. در این کار پژوهشی یک روش کنترل موقعیت که شامل یک کنترل کننده ‏‎pd‎‏ بعلاوه عبارات جبران کننده وزن می باشد، جهت هدایت دو روبات همکار ‏‎rrrrr‎‏ حامل یک صفحه صلب به موقعیت مورد نظر ارائه می گردد. این روش کنترل گشتاورهای مورد نیاز در مفصلهای روبات را جهت حرکت آنها به موقعیت نهایی، در هر لحظه مشخص می کند. بدیهی است که حرکت دوربات به موقعیت مور نظر آنها باعث حرکت جسم به موقیعت مورد دلخواه خواهد شد.جهت نیل به هدف ذکر شده مطالعات زیر انجام میشود:آنالیز سینماتیکی سیستم مذکور، شامل سینماتیک روباتها و جسم مورد نظرتحلیل دینامیکی سیستم براساس معادلات حرکت نیوتون - اویلر و لاگرانژشبیه سازی عددی جهت مشاهده پاسخ سیستم به ازای اعمال کنترل کننده موقعیت ‏‎pd‎‏ همراه با عبارات جبران کننده وزن جسم روباتها