مدلسازی و تحلیل برخورد پرتابه استوانه ای به سطح صلب از جمله موضوعاتی است که محققین در حال بررسی این فرآیند به روش های تحلیلی، عددی و آزمایشگاهی می باشند. محاسبه تنش تسلیم دینامیکی مواد از روی ابعاد تغییر شکل یافته پرتابه و تعیین منحنی تنش-کرنش مواد در نرخ کرنش های مختلف باعث توسعه این روش شده است. این روش اولین بار توسط تیلور مورد بررسی واقع شده و آزمایش ضربه تیلور نامیده می شود. در این پروژه با استفاده از تئوری انتشار امواج تنش پلاستیک، تنش محوری حاصل در پرتابه به صورت تابعی از ابعاد هندسی و ضرایب مربوط به خواص ماده پرتابه استخراج شده است، بنابراین به کمک معادله حاصل منحنی تنش-کرنش دینامیکی ماده پرتابه در نرخ کرنش های مختلف قابل محاسبه است. در مدل تحلیلی ارایه شده از مدل رفتار ماده جانسون-کوک (jc) و زریلی-آرم استرونگ (za)، معادله حالت مای گرونایزن برای ماده پرتابه و معیار تسلیم ون مایزز استفاده شده است و همچنین معادلات بقاء جرم، انرژی و اندازه حرکت در پیشانی موج تنش پلاستیک استخراج شده اند. با استفاده از برنامه کامپیوتری نوشته شده به زبان برنامه نویسی matlab معادلات استخراج شده حل شده و در هر مرحله زمانی تنش، کرنش، نرخ کرنش، سرعت ذرات پرتابه، طول ناحیه تغییر شکل یافته و تغییر شکل نیافته پرتابه محاسبه می شود. همچنین به کمک نرم افزار المان محدود آباکوس برخورد پرتابه به سطح صلب، شبیه سازی شده و پارامتر های فوق به روش عددی و شبیه سازی المان محدود استخراج گردیده اند. در انتها نتایج حاصل از مدل تحلیلی با نتایج تجربی موجود در سایر مراجع و نتایج شبیه سازی عددی با نرم افزار آباکوس مقایسه گردیده است. پارامتر های خروجی مدل تحلیلی همخوانی مناسبی با نتایج تجربی و شبیه سازی عددی داشته و منحنی تنش-کرنش دینامیکی حاصل از مدل تحلیلی با منحنی حاصل از مدل های تنش سیلان jc و za مطابقت دارد. لذا این مدل تحلیلی می تواند روش مناسبی برای تعیین منحنی تنش-کرنش دینامیکی در نرخ کرنش های مختلف و محاسبه ابعاد تغییر شکل یافته پرتابه باشد.

بررسی و تحلیل برخورد و نفوذ پرتابه ها در اهداف فلزی یا غیر فلزی از جمله موضوعاتی است که دانشمندان و پژوهشگران مختلف به عنوان موضوعات تحقیقاتی در حوزه های صنایع نظامی و غیر نظامی به آن توجه می کنند. طراحی و ساخت زره های مقاوم در برابر برخورد و نفوذ، طراحی و ساخت پرتابه های با قدرت تخریب بالا و اکتشافات نفتی و ... از کاربردهای این مسئله می باشند. در این خصوص یکی از زیر مجموعه های این موضوع نفوذ پرتابه های تخت در اهداف فلزی نازک یا متوسط و با فرض ایجاد پلاگ در هدف می باشد. از آن جاییکه مدلهای تحلیلی ارائه شده توسط دیگر محققین دارای محدودیتها و فرضهای ساده شونده ای مانند در نظر نگرفتن اثر دیشینگ در برخورد عمودی همراه با معادلات دیگر نفوذ، صرفنظر از امواج تنش انعکاسی در مرز بین لایه ها، محدود بودن مدل تحلیلی به رفتار خاصی از ماده و مواردی دیگر، در این رساله مدلهای تحلیلی جدیدی برای "نفوذ عمودی پرتابه های تغییر شکل پذیر تخت در اهداف فلزی یک لایه و با فرض ایجاد پلاگ و تغییر شکل یا دیشینگ هدف"، "نفوذ عمودی پرتابه های تغییر شکل پذیر تخت در اهداف فلزی چند لایه در تماس و بدون تماس و با فرض ایجاد پلاگ و دیشینگ هدف" و "نفوذ مایل پرتابه های تغییر شکل پذیر تخت در اهداف فلزی چند لایه و با فرض ایجاد پلاگ و صرفنظر از دیشینگ هدف" ارائه شده است. در این مدلهای تحلیلی انتشار امواج تنش پلاستیک طولی در پرتابه، محوری در پلاگ و عرضی در ناحیه دیشینگ هدف به عنوان معیاری برای تغییر شکلها یا شکل گیری پرتابه، پلاگ و ناحیه دیشینگ هدف در نظر گرفته شده است. در حالت برخورد عمودی به اهداف یک لایه مراحل نفوذ و ایجاد پلاگ در 9 مرحله تعریف شده است. این تعریف در مدلهای ارائه شده توسط ونکسیو و فعلی دارای 6 مرحله بود. همچنین برخلاف مدلهای تحلیلی قبلی که رفتار ماده هدف و پرتابه در ابتدا به عنوان فرضیاتی مطرح و با آن فرضیات مدلسازی انجام شده است؛ در استفاده از روابط ارائه شده در این رساله، می توان آنها را بر مبنای هر نوع مدل ماده ای که رفتار تنش کرنش را برای پرتابه و هدف نشان می دهد، حل نمود. در حالت برخورد عمودی به اهداف چند لایه نیز، بازگشت و عبور موج تنش پلاستیک از یک پلاگ به پلاگ دیگر در نظر گرفته شده است.با تهیه برنامه کامپیوتری، نتایج برای سرعت باقیمانده پرتابه و پلاگ، میزان دیشینگ هدف، تغییر طول پرتابه، زمان نفوذ و ضخامت پلاگ استخراج و برای بررسی صحت روابط ارائه شده با نتایج تجربی سایر محققین مقایسه شده اند. با مقایسه نتایج می توان تطابق خوبی را بین نتایج تجربی و تحلیلی مشاهده نمود. برای بررسی آن دسته از پارامترهای نفوذ که نمی توان آنها را در آزمایشهای تجربی تعیین کرد و همچنین برای تحلیل تغییرات زمانی آنها مدلسازی عددی نیز در محیط نرم افزار ls-dyna انجام شده است و نتایج حاصل با مقادیر تجربی و تحلیلی مقایسه گردیده شده است.

چکیده جوشکاری از مهمترین و پر کاربردترین روشها برای ایجاد اتصال دائمی بین قطعات به ویژه فلزات است. به کار گیری جوشکاری توسط بشر از قدمت دیرینه ای برخوردار است و طی سالیان گذشته روشهای متنوعی برای جوشکاری ابداع شده است. تاریخ تکنیک های جوشکاری به اواخر قرن19و اوایل قرن بیستم برمی گردد. اخیرا 3 جنبه از جوشکاری بیشتر مورد بررسی و تحلیل اند قرار گرفته اند:1- کاهش استحکام فلز پایه و استحاله های فازی بعد از عملیات جوشکاری 2- وجود تنشهای پسماند در سازه تحت جوشکاری 3- اتوماسیون عملیات جوشکاری. بررسی میدان حرارتی ناشی از جوشکاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا با مشخص بودن دقیق این میدان حرارتی، بررسی، محاسبه و پیش بینی دیگر پدیده ها نظیر تنشهای پسماند، استحاله های فازی و اعوجاج بسیار آسان خواهد بود. هدف در این مطالعه بررسی میدان دمایی به روش bead on plate در جوشکاری قوس الکتریک با الکترود پوشش دار e6013 است. در این تحقیق،ابتدا توسط نرم افزار abaqus پروسه جوشکاری مدل می شود.این مدلسازی مربوط به جوشکاری یک پاسه بوده و در دو مرحله زمانی(step)صورت گرفته که شرایط اولیه اعمال شده در نرم افزار همان شرایط حاکم در محیط آزمایشگاه می باشد.مرحله زمانی اول مربوط به زمان انجام جوشکاری ومرحله زمانی دوم مربوط به 345 ثانیه فرصت برای سرد شدن تدریجی منطقه متاثر از گرما(heat affected zone) است.برای اعمال بار حرارتی در نرم افزار از یک زیر برنامه که توسط زبان برنامه نویسی visual fortran نوشته شده، استفاده می شود.همچنین برای مدل کردن حوضچه مذاب از دو روش کروی وبیضیوار دوتایی استفاده شده است. برای توزیع شار در حوضچه مذاب از تابع گاوس استفاده شده و پارامترهای بیضیوار جلویی و عقبی حوضچه مذاب از روی مشاهدات آزمایشگاهی انتخاب شده اند. اثرات تشعشع و انتقال گرما بصورت جابجایی،بصورت کلی در ضریب انتقال حرارت جابجایی(h) در نظر گرفته شده است.و مشخصات جنس فلز پایه بصورت تابعی از دما در نرم افزار تعریف شده است.

مکانیک نفوذ پرتابه در هدف یکی از شاخه های مکانیک ضربه است و مبنای مهمی در طراحی صفحات زرهی مقاوم در برابر نفوذ پرتابه ها بشمار می آید. یکی از راه حل های بررسی مسئله نفوذ، استفاده از مدل های تحلیلی است که همراه با تست های تجربی و شبیه سازی عددی می تواند به شناخت این پدیده کمک نماید. لزوم تجهیزات، هزینه و زمان قابل توجه در روش های تجربی و عددی سبب شده است که مدل های تحلیلی همواره مورد توجه محققین قرار گیرد. در تحقیق حاضر به بررسی اثرات چرخش غیرمحوری پرتابه در پدیده نفوذ پرداخته می شود. تنها مدل تحلیلی موجود در این زمینه، مدل لی و گلداسمیت می باشد که مبنای کار این پایان نامه قرار گرفته است. از فرضیات ساده شونده در مدل ذکر شده، یکی صرف نظر کردن از تغییر شکل پرتابه است که می تواند به دو صورت فرسایش و قارچی شکل شدن پرتابه مدل شود، و دیگری نادیده گرفتن اثر نیروی اصطکاک در حین نفوذ می باشد. در مدل تحلیلی جدید با در نظر گرفتن پرتابه بصورت تغییر شکل پذیر با استفاده از تئوری انتشار امواج تنش پلاستیک، بر اساس مدل تحلیلی ونکسیو و اعمال اثرات نیروی اصطکاک بعنوان یک عامل بازدارنده در برابر حرکت پرتابه و نیز به کمک معادله بقای اندازه حرکت و معادلات حرکت نیوتن، نتایجی ارائه می شود که انطباق بسیار خوبی با داده های حاصل از آزمایش های تجربی لی و گلداسمیت دارد.

چکیده جوشکاری یک پروسه ساخت بسیار حساس است که در صنایع مختلف مثل کشتی سازی، خودرو سازی، قطارها و پل سازی به صورت گسترده ای به کار گرفته می شود. اعوجاج ناشی از جوشکاری اغلب مشکلاتی در زمینه انطباق ابعادی در حین مونتاژ و به دنبال آن افزایش هزینه ساخت را به وجود می آورد. بنابر این پیش بینی و کاستن این اعوجاج ها برای بهبود کیفیت سازه حیاتی است و اطلاعات مفیدی را برای مشخص کردن زمان سرویس و باز بینی محصولات ارائه می کند. در این پایان نامه به بررسی عددی میدان های دمایی، اعوجاج و توزیع تنش های پسماند در جوشکاری یک اتصال سپری پرداخته شده است. این جوشکاری در دو مرحله تک پاسه انجام گردیده و جنس فلز فولاد ساختمانی می باشد. این کار هم در آزمایشگاه و هم به صورت مدلسازی سه بعدی در نرم افزار آباکوس انجام شده است. برای اعمال شار حرارتی از زیر برنامه به زبان فرترن کمک گرفته شد تا این شار به صورت ترکیبی از حجمی و سطحی اعمال شود. برای آنالیز الاستو پلاستیک پروسه جوشکاری در نرم افزار از روش کوپل غیر مستقیم استفاده شده است. در ادامه چگونگی مدلسازی فرایند جوشکاری با استفاده از روش المان محدود، معرفی پارامترهای تاثیرگذار بر مدل سازی اتصالات جوشکاری شده بحث شده است. همچنین ابعاد حوضچه مذاب و منطقه متأثر از گرما با استفاده از متالوگرافی در آزمایشگاه بدست آمد و با مدل المان محدود مقایسه شد. میدان های دمایی و میزان اعوجاج مدل المان محدود با نتایج حاصل شده از مقادیر اعوجاج و نمودارهای توزیع دما بر حسب زمان، در آزمایشگاه مقایسه شده است. در نهایت به بررسی هم زمان نقش قید ها در میزان اعوجاج و تنش پسماند در سازه آنالیز شده پرداخته شده است. کلمات کلیدی: جوشکاری، اعوجاج، تنش پسماند، روش المان محدود

ساختارهای ساندویچی به دلیل برخورداری از ویژگی های منحصر به فرد در صنایع مختلف کاربرد وسیعی پیدا کرده‎اند. خاصیت جذب انرژی زیاد یکی از این موارد است. در این پایان نامه یک مدل تحلیلی برای بررسی رفتار پنل های ساندویچی کامپوزیتی با هسته هانی کمب که در معرض ضربه عمودی سرعت بالا قرار گرفته اند، ارائه شده است. ضربه با سرعت بالا زمانی به کار می رود که پرتابه ساندویچ پنل را سوراخ می کند و با یک سرعت باقی مانده از آن خارج می شود. هدف به دست آوردن سرعت باقی مانده پرتابه هنگام خروج از ساندویچ پنل می باشد. رفتار بالستیک کامپوزیت های بافته شده با تعیین انواع مکانیزم ‎های جذب انرژی حین ضربه و محاسبه انرژی برای تک تک آن ها مورد تحلیل قرار گرفته است. رفتار هسته هانی کمب نیز با محاسبه نیرو های متوسط چین خوردگی و برشی سلول های هانی کمب تحت ضربه مورد بررسی قرار گرفته است. در این مدل فرایند نفوذ به سه مرحله متوالی تقسیم می شود: نفوذ پرتابه در کامپوزیت رویی، هسته هانی کمب و کامپوزیت زیری. سرعت پرتابه در انتهای هر مرحله محاسبه شده و به عنوان سرعت ورودی مرحله بعد در نظر گرفته شده است. در نهایت نتایج مدل تحلیلی با نتایج شبیه سازی عددی و نتایج تست های تجربی موجود مقایسه و تاثیر پارامتر های مختلف در مدل تحلیلی بررسی می شود.

به دست آوردن منحنی تنش-کرنش مواد مختلف و تعیین خصوصیات مکانیکی آنها در بارگذاری های ضربه ای و دماهای بالا، که یکی از شرایط و ملزومات ضروری طراحی می باشد، موضوع بسیاری از تحقیقات و پژوهش ها در طی دهه های اخیر و در مجامع علمی بوده است. با استفاده از منحنی تنش-کرنش یک ماده می توان رفتار آن ماده را در شرایط مختلف بارگذاری و دمایی پیش بینی نمود و شرایط لازم را جهت طراحی بهینه در نظر گرفت. برای تعیین خواص مکانیکی مواد فلزی در نرخ های کرنش و دمای بالا(شامل تعیین ضرایب مدل رفتار ماده و منحنی تنش-کرنش) از روش های آزمایشی و تحلیلی متفاوتی استفاده می شود، ولی اکثر این روش ها در عین پر هزینه بودن زمان زیادی را نیز می طلبند. آزمایش ضربه تیلور و دستگاه تست هاپکینسون دو روش معمول برای تعیین این خواص می باشند. در این پایان نامه ابتدا بر اساس شبیه سازی آزمایش هاپکینسون به کمک نرم افزار abaqus و استفاده از معادلات ارائه شده، منحنی تنش-کرنش دو ماده فلزی فولاد و آلومینیوم در نرخ های کرنش و دماهای مختلف استخراج می گردد، سپس با استفاده از مدل تحلیلی بهینه شده آزمایش تیلور که در آن رابطه تنش-کرنش بر حسب پارامترهای نرخ کرنش، دما و همچنین مدل های رفتاری ارائه شده است، رابطه ای بر حسب ضرایب مدل های رفتاری استخراج می گردد. در مراحل بعدی تابع هدفی با استفاده از مقادیر تنش به دست آمده از شبیه سازی آزمایش هاپکینسون و معادله تحلیلی به دست آمده از آزمایش تیلور، تعریف می شود که با مینیموم سازی این تابع و استفاده از روش بهینه سازی، ضرایب مدل های رفتاری برای دو مدل جانسون-کوک و زریلی-آرمسترانگ استخراج می گردد. روش بهینه سازی به کار رفته در پایان نامه، روش الگوریتم ژنتیک می باشد که با استفاده از نرم افزار matlab کد نویسی شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی و بهینه سازی کاربرد زیادی جهت پیش بینی منحنی تنش-کرنش دینامیکی مواد در شرایط بارگذاری ضربه ای و محیط های دما بالا خواهد داشت. به علاوه با توجه به اینکه ضرایب مربوط به مدل های ساختاری بهینه شده در شرایط مختلفی از بارگذاری استخراج گردیده است، روابط به دست آمده بر پایه این ضرایب در محدوده وسیعی از دما و نرخ کرنش کاربرد خواهند داشت. در پایان تطابق خوب بین نتایج بدست آمده از شبیه سازی و بهینه سازی با نتایج تجربی، دقت بالای روش استفاده شده در این پایان نامه را نشان می دهد. در بخش های گذشته ضمن معرفی آزمایش هاپکینسون و چگونگی استخراج منحنی تنش-کرنش دینامیکی در نرخ های کرنش و دماهای مختلف، به شبیه سازی نرم افزاری این آزمایش پرداخته شد. در این راستا منحنی تنش-کرنش مهندسی و حقیقی برای دو جنس ماده فلزی در شرایط مختلفی از نرخ کرنش و دما استخراج گردید. همچنین با استفاده از تحلیل تئوری جدید تیلور که بر اساس مدل های ساختاری مواد ارائه شده است، خصوصیات مکانیکی و ضرایب مربوط به دو مدل ساختاری جانسون-کوک و زریلی آرمسترانگ با استفاده از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک محاسبه گردید. نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی توسط نرم افزار abaqus : در شبیه سازی آزمایش هاپکینسون توسط نرم افزار abaqus، جهت به دست آوردن پارامترهای تنش و کرنش در نرخ های کرنش و دماهای مختلف، پارامترهایی نظیر جنس ماده به کار رفته، شکل هندسی نمونه و اجزاء دستگاه هاپکینسون، تأثیر نرخ کرنش و دما بر منحنی ها و ... مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این بررسی ها در زیر آورده شده است: ? با افزایش سرعت میله ضربه زننده یا با کاهش طول نمونه هندسی می توان نرخ کرنش در آزمایش را افزایش داد. در این جا از طریق استفاده از نمونه هایی با طول های مختلف، میزان نرخ کرنش در نمونه تغییر داده شده است. ? افزایش نرخ کرنش باعث بالا رفتن مقادیر تنش در منحنی های تنش-کرنش می شود و این در حالی است که افزایش دما نتیجه ای عکس دارد. البته دو پارامتر فوق علاوه بر تأثیر مستقیم بر منحنی های تنش-کرنش به صورت غیر مستقیم نیز تأثیر گذار می باشند. در واقع با افزایش دما در شرایط بارگذاری یکسان میزان نرخ کرنش به خاطر نرم شدن حرارتی نمونه کاهش می یابد. ? استفاده از صفحه شکل دهنده موج (pad) باعث کاهش اغتشاش و پراکندگی موج های تنش و کرنش ایجاد شده می شود. به کار بردن pad مسی نتایج بهتر و دقیق تری را در مقایسه با جنس های دیگری از مواد موجب می شود. ? تغییر دادن نسبت طول به قطر نمونه (l/d) باعث ایجاد تغییر در میزان اغتشاش و پراکندگی موج می گردد. کاهش میزان اغتشاش در به دست آوردن نتایج بهتر عامل مهمی است. میزان اغتشاش برای نسبت های l/d بیشتر کمتر است، ولی با افزایش این نسبت مقدار تغییر شکل و نرخ کرنش در نمونه کاهش می یابد. ? مکان قرار گیری کرنش سنج ها جهت ثبت موج های کرنشی ایجاد شده، عامل دیگری در کیفیت نتایج شبیه سازی است. هر چقدر این مکان از نقاط ابتدا و انتهای میله های ورودی و انتقالی بیشتر باشد میزان اغتشاش کمتر و بنابر این دقت نتایج حاصله بیشتر خواهد بود. ? نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی توسط نرم افزار abaqus از دقت خوبی در مقایسه با نتایج تجربی و آزمایشگاهی برخوردار است و بنابراین، همواره می توان از نرم افزارهای اجزاء محدود در کنار نتایج تجربی و تحلیل های تئوری در بررسی یک مسئله به خوبی کمک گرفت. نتایج حاصل از بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک: با استفاده از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و مینیموم سازی تابع هدفی که بر اساس مولفه های تنش مهندسی به دست آمده از شبیه سازی و رابطه تحلیلی ارائه شده است، ضرایب مربوط به مدل های ساختاری مواد استخراج گردید. نتایج حاصله به صورت زیر است: ? مقدار خطای به دست آمده با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک در مورد آلومینیوم حدود 1 درصد و در مورد فولاد حدود 2 درصد می باشد. این مقادیر میانگین اختلاف تنش به دست آمده از نتایج تجربی و تنش به دست آمده از مدل های ساختاری بهینه می باشد. بنابر این نتایج حاصله از دقت خوبی برخوردار است. ? ضرایب به دست آمده برای هر دو مدل جانسون-کوک و زریلی آرمسترانگ با نتایج تجربی موجود دارای مقداری اختلاف است. دلیل این اختلاف استفاده از منحنی تنش-کرنش شبه استاتیکی برای به دست آوردن ضرایب کار سختی در مدل های فوق می باشد. ? منحنی های تنش-کرنش به دست آمده از مدل های ساختاری بهینه شده، با منحنی تنش-کرنش تجربی در دماها و نرخ های کرنش مختلف هماهنگی خوبی دارد. البته این هماهنگی در مورد مدل جانسون-کوک بهتر دیده می شود. ? به دلیل اینکه ضرایب به کار رفته در مدل های ساختاری بهینه شده، در شرایط مختلف بارگذاری و دما استخراج گردیده است، منحنی های تنش-کرنش حاصل از این مدل ها در محدوده وسیعتری از دما و نرخ کرنش کاربرد دارد.

هدف از این پایان نامه بررسی تأثیر پارامترهای مدلسازی بر تعیین عددی میدان دما و تغییر شکل حاصله در اتصال جوش لب به لب لوله بر اساس شبیه سازی عددی به کمک نرم افزار abaqus می باشد. پارامترهای مورد بررسی در این پایان نامه شامل نحوه توزیع شار حرارتی، گرمای نهان ذوب، نوع شار حرارتی و استحاله ی فازی آستنیت به مارتنزیت است. به منظور بررسی اثر سه پارامتر اول، مدل المان محدود سه بعدی جهت شبیه سازی فرایند جوشکاری قوس تنگستنی با گاز مجافظ به صورت دو پاسه روی لوله 4 اینچ از جنس فولاد زنگ نزن (sus 304) ارائه گردید. از تکنیک تولد و مرگ المان جهت اضافه کردن فیلر مصرفی از جنس y308l به داخل حوضچه ی جوش استفاده شده است. همچنین به منظور اعمال شار حرارتی ناشی از حرکت الکترود و انتقال حرارت با محیط از دو زیر برنامه dflux و film به زبان فرترن در محیط نرم افزار abaqus استفاده شده است. جهت ارزیابی صحت نتایج بدست آمده، نتایج حاصل از شبیه سازی مدل فوق با نتایج حاصل از اندازه گیری تجربی مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد توزیع شار حرارتی به فرم دو بیضوی گلداک با اعمال گرمای نهان ذوب و در نظر گرفتن شار حرارتی به صورت تمام حجمی، بهترین تطابق را با نتایج آزمایشگاهی دارد. به منظور بررسی اثر پارامتر چهارم، مدل المان محدود سه بعدی جهت شبیه سازی فرایند جوشکاری قوس تنگستنی با گاز مجافظ به صورت تک پاسه روی لوله 4 اینچ از جنس فولاد کربنی ارائه گردید. به منظور اعمال اثر تغییرات حجمی ناشی از استحاله ی فازی از زیر برنامه uexpan در محیط نرم افزار abaqus استفاده شده است. جهت اعتبار بخشی به مدل فوق، شبیه سازی جوشکاری ارائه شده در یک منبع معتبر علمی عینا" تکرار شده و نتایج آن مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در نظر گرفتن اثر تبدیل آستنیت به مارتنزیت، علاوه بر کاهش قابل توجه مقادیر تنش پسماند و اعوجاج باعث می گردد در برخی از نقاط تنش پسماند کششی به تنش پسماند فشاری تبدیل شود. کلمات کلیدی: جوشکاری قوس تنگستنی، اتصال جوش لب به لب لوله، شبیه سازی عددی، تنش پسماند، اعوجاج.

در این پایان نامه، تحلیل الاستیک ضربه سرعت پایین روی ورق دایروی هدفمند بروش تحلیلی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. روش تحلیلی جدیدی برای مدل سازی ضربه سرعت پایین بر روی ورق دایروی ارائه شده است. ضربه سرعت پایین روی سطح بالای ورق دایروی به صورت فشار دینامیکی ناشی از موج شوک و بصورت تابع بسل از موقعیت و تابع سینوسی از زمان بیان شده است. میدان تغییر مکان حدس زده شده به صورت حاصلضرب توابع تغییر مکان در تابع بسل و تابع سینوسی می باشد. سطح پایینی ورق دایروی، آلومینیوم در نظرگرفته شده و خواص ماده برای ورق دایروی در راستای ضخامت و بر اساس قانون نمایی تغییر می نماید. با در نظر گرفتن تغییر خواص بر اساس قانون نمایی، حل تحلیلی ارائه شده برای دو شرط مرزی تکیه گاه ورق شامل تکیه گاه ساده الاستیک و تکیه گاه صلب لغزشی صادق می باشد. با استفاده از معادلات حرکت و روابط تنش- تغییر مکان، میدان تنش و تغییر مکان حاصل در ورق در هر لحظه زمانی محاسبه شده است. نتایج بدست آمده از حل تحلیلی، با نتایج حاصل از شبیه سازی عددی فرایند با نرم افزار آباکوس مقایسه شده و دقت نتایج حاصل از مدل تحلیلی برای ورق از آلومینیم حاصل و ورق با خواص تابعی با نتایج شبیه سازی عددی با آباکوس مقایسه گردیده است. در انتها تحلیل پارامتریکی مدل تحلیلی انجام شده و اثرات پارامترهای موثر در سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت بعدی مدلسازی دو بعدی متقارن محوری از تحلیل الاستیک ضربه کم سرعت روی ورق دایروی هدفمند تحت یک ضربه زننده صلب نیز مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. ورق دایروی هدفمند ترکیبی از فازهای سرامیک و آلومینیوم در نظر گرفته شده و تغییرات خصوصیات مکانیکی در جهت ضخامت ورق و در ناحیه میانی لایه های سرامیک و آلومینیوم براساس توزیع قانون توانی از کسر حجمی سرامیک در نظر گرفته شده است. خصوصیات ماده در جهت ضخامت بر اساس روش موری- تاناکا محاسبه شده است. اثرات توان کسر حجمی، سرعت ضربه زننده و شعاع ورق بر روی رفتار الاستیک ورق دایروی هدفمند مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است و مشخص شده است که توان کسر حجمی، سرعت ضربه زننده و شعاع ورق نقش مهمی در پاسخ ورق دایروی هدفمند به ضربه دارند.

در این پایان نامه یک روش تحلیلی برای به دست آوردن پاسخ دینامیکی استوانه های جدار ضخیم ساخته شده از مواد هدفمند تابعی تحت تاثیر فشار یکنواخت بر روی سطوح داخلی و خارجی و بار ضربه ای ارائه شده است. معادله حرکت موج در استوانه با استفاده از یک روش تحلیلی که از جداسازی متغیرها بهره می گیرد و همچنین بر پایه ترکیب توابع بسل می باشد حل شده است. خواص مکانیکی بصورت توابعی نمایی از شعاع استوانه در نظر گرفته شده اند. استوانه fgm تحت تأثیر فشارهای یکسان در سطوح داخلی و خارجی قرار داده شده و هم چنین یک بار ضربه ای بر سطح خارجی استوانه اعمال گردیده است. شرایط کرنش صفحه ای و متقارن محوری برای حل مسأله فرض شده اند. سپس همین استوانه به کمک نرم افزار آباکوس مدل گردیده است. نمودارهای تغییر مکان شعاعی بی بعد، تنشهای شعاعی و محیطی بی بعد بر حسب زمان در شعاع های مختلف استوانه با استفاده از نتایج عددی هر دو روش تحلیلی و عددی ارائه شده اند. در نهایت نتایج عددی حاصل از دو روش مورد مقایسه قرار گرفته اند و صحت روش تحلیلی بررسی شده است.

پخش شدن قطره مذاب در برخورد به سطح صلب در پوشش دهی به روش ترمال اسپری و یا پوشش دهی حرارتی از اهمیت بسیاری برخوردار است. پوشش، تحت تأثیر شکل و میزان پخش شدن ذره و یا قطره برخورد یافته می تواند از پیوستگی و انسجام مناسب تر برخوردار بوده و کمتر تخلخل داشته باشد. همچنین پروفیل فشار به وجود آمده در طی پدیده تغییر شکل یافتن قطره در برخورد به زیرلایه و یا دیگر لایه های از پیش شکل یافته و میزان فشار گذرا و ماکزیمم درونی این قطره در تماس با ذرات شکل یافته قبلی نقش موثری در چسبندگی ذرات به هم و زیرلایه دارد. دانسیته، چسبندگی و دیگر خصوصیات فیزیکی و رفتار مکانیکی این پوشش های شکل یافته به روش ترمال اسپری می توانند با مطالعه چگونگی پخش شدن این ذرات برخورد یافته بهبود یابند. از نشاندن این پوشش ها بر روی قطعات مکانیکی، در راستای تقویت خصوصیات سایشی و خوردگی این قطعات استفاده می شود. مطالعات گسترده ای در زمینه برخورد ذرات جامد و یا نیمه جامد و قطرات مذاب به سطوح صلب بصورت عمودی انجام شده است. همچنین در این مطالعات عمدتا میزان پخش شدگی این قطرات برخورد یافته با سرعت لحظه برخورد بررسی و مدل شده است، لیکن قطرات برخورد یافته با زاویه غیر نرمال از پیچیدگی بیشتری برخوردار بوده و در زمینه پوشش دهی سطوح داخلی مخازن از اهمیت ویژهای برخوردار است. سرعت برخورد قطرات در پروسه پاشش حرارتی بسیار بالاست و انجام مطالعات آزمایشگاهی نیاز به تجهیزات پیشرفته دارد در این تحقیق ابتدا مدلسازی قطره برخورد یافته به یک سطح صلب با سرعت بالا در لحظه برخورد (یکصد متر بر ثانیه) در نرم افزارls- dyna و در حالت برخورد عمودی با زیرلایه مدل و انجام شده است؛ و بعد از اطمینان از صحت نتایج با توجه به مقایسه آن با نتایج مرجع، مدلسازی تعمیم داده شده و به محاسبه ضرایبی همچون نسبت پهن شدگی، ارتفاع ماکزیمم قطره (یا ضخامت نهایی پولک تخت شده) و فشار گذرای داخل قطره با استفاده از تغییر در میزان ضریب اصطکاک زیرلایه، سرعت قطره و زاویه برخورد قطره پرداخته شده است. در ضمن مدلهای تحلیلی تخت شدگی قطره برخورد یافته به سطح صلب مرور شده و با نتایج نرم افزاری مقایسه شده است. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند در بهتر نمودن کیفیت و کارایی پوشش شکل یافته در طی پروسه پوشش دهی حرارتی موثر باشد.

ساختارهای ساندویچی به دلیل ویژگیهای منحصر به فردی که دارند، در صنایع مختلف کاربرد وسیعی پیدا کرده-اند. مهم ترین ویژگی این ساختارها این است که با وجود وزن کم، انرژی زیادی را جذب می کنند. در دهه های اخیر استفاده از مواد کامپوزیتی در پانل های ساندویچی افزایش چشم گیری داشته است، بطوریکه از این مواد به عنوان لایه های پانل ساندویچی و از موادی همچون فوم، هانی کامب و مواد هدفمند به عنوان هسته ی پانل استفاده می-شود. در این پایان نامه رفتار پانل های ساندویچی فوم-کامپوزیت که در معرض ضربه عمودی سرعت بالا قرار گرفته اند، به صورت تحلیلی و عددی بررسی شده است. در پانل ساندویچی فوم بین دو لایه ی کامپوزیتی محصور شده است. ضربه با سرعت بالا زمانی رخ می دهد که پرتابه پانل ساندویچی را سوراخ نموده و با یک سرعت باقیمانده از آن خارج می شود. هدف، به دست آوردن سرعت باقیمانده پرتابه هنگام خروج از پانل ساندویچی و سرعت حد بالستیک میباشد. رفتار بالستیک کامپوزیتهای بافته شده به صورت تحلیلی و با دو تئوری تغییر شکل کلی و موج تنش غالب بررسی شده است. در تئوری تغییر شکل کلی، مکانیزم های مختلف جذب انرژی از جمله انرژی جذب شده ناشی از تغییر شکل، لایه لایه شدگی و واماندگی موضعی لایه ها ی کامپوزیتی در نظر گرفته شده است. همچنین از تئوری موج تنش غالب که بر اساس تعیین فشار متوسط اعمالی از سوی لمینیت های کامپوزیتی به پرتابه می باشد نیز استفاده شده است. رفتار هسته فوم با محاسبه جذب انرژی ناشی از له شدن تحت ضربه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نفوذ پرتابه در پانل ساندویچی فوم-کامپوزیت و سوراخ شدن آن در نرم افزار المان محدود (ال اس داینا) شبیه سازی شده است. در نهایت نتایج مدل تحلیلی و شبیهسازی عددی با نتایج تستهای تجربی موجود مقایسه و تأثیر پارامترهای مختلف در مدل تحلیلی بررسی شده است.

استفاده از جاذب های انرژی امروزه در صنعت کاربرد وسیعی پیدا کرده است. این جاذب ها به صورت یک بار مصرف بوده و برخورد و ضربه ناشی از بار محوری را با ایجاد تغییر شکل پلاستیک و چروکیدگی در خود، جذب می کنند. جاذب ها اغلب به صورت استوانه ای یا مخروطی می باشند که به شکل های مختلفی مانند شیاردار یا پر شده با فوم طراحی و ساخته می شوند. هدف از این پایان نامه مدل سازی تحلیلی و شبیه سازی عددی بارگذاری ضربه ای در جاذب های مخروطی پر شده با فوم می باشد، به نحوی که کمانش پیش رونده دینامیکی تحت بار ضربه ای در آنها بررسی شده است. در قسمت اول این پایان نامه، مدل تحلیلی جدیدی ارایه شده که نیروی متوسط فروریزش و میزان جذب انرژی در جاذب های حاوی فوم و به صورت شیاردار یا بدون شیار را به روش تحلیلی محاسبه می کند. در قسمت دوم، شبیه سازی عددی از فروریزش پیش رونده دینامیکی در جاذب های انرژی مخروطی حاوی فوم با نرم افزار آباکوس صورت گرفته است. نتایج مدل تحلیلی با نتایج شبیه سازی عددی و نیز نتایج تجربی موجود مقایسه گردیده است. در انتها اثر پارامتر های مختلف جاذب از جمله ضخامت دیواره، شیب مخروط، تعداد شیار، دانسیته فوم و جرم و سرعت ضربه زننده در میزان جذب انرژی جاذب مورد بررسی قرار گرفته است.

از آنجایی که کار آزمایشگاهی زمان بر و پرهزینه می باشد، با استفاده از شبیه سازی عددی می توان به مدل- سازی وتعیین میدان دما و حتی ریزساختار فولاد درجوشکاری پرداخت. درجهت نیل به این هدف دراین پایان نامه میدان دما و ریزساختار وتنش پسماندونیزتنش پسماندبالحاظ تغییرات حجمی ناشی ازتغییرات فازی حالت جامد (تغییرفازآستنیتی ومارتنزیتی) درجوشکاری دونوع فولاد بادرصدکربن کم (st37،ck15) و متوسط (ck45) به دوروش جوشکاری قوسی الکترودروپوش دار(smaw)و زیرپودری (saw)ودردونوع تک پاسه ودوپاسه توسط شبیه سازی کامپیوتری موردمقایسه قرارگرفته است .بدین ترتیب که پس از یافتن میدان دماوتنش پسماند وتغییرمکان توسط نرم افزارآباکوس مطابق برنامه ای(به زبان فرترن) که به آن داده شده، حتی الامکان با نتایج آزمایشگاهی (درموردمیدان دمایی) ویانتایج بدست آمده ازمقالات معتبر(درموردتنشهای پسماند) مقایسه انجام شده است. دراین راستابه بررسی تفاوت درمیدان دمایی وتنشی دردوروش جوشکاری مذکوروحالت تک پاسه و دوپاسه ونیزتحلیل تاثیرمقداردرصدکربن برریزساختارناشی ازمیدان دما در دو نوع جوشکاری پرداخته شده است. به منظور اعمال شار حرارتی ناشی از حرکت الکترود و انتقال حرارت با محیط از دو زیر برنامهdflux و film به زبان فرترن در محیط نرم افزار آباکوس استفاده شده و توزیع شار حرارتی ناشی ازقوس الکتریکی جوشکاری به فرم دو بیضوی گلداک با اعمال گرمای نهان ذوب و به صورت 100? حجمی در زیربرنامه متناظر لحاظ شده است. درمورد تعیین میدان تنش پسماند وتغییرمکان به منظور اعمال اثر تغییرات حجمی ناشی از استحاله ی فازی از زیر- برنامه به زبان فرترن uexpan در محیط نرم افزار آباکوس استفاده شده و درهردو روش ونیز هردو حالت ازجوشکاری تنش پسمانددراین حالت با تنش پسماند درحالتی که بدون لحاظ کردن تغییرات حجمی ناشی ازاستحاله فازی محاسبه شده، موردمقایسه قرارگرفته است. به جهت اعتبار بخشی به نتایج تنشهای پسماندبه وجودآمده این نتایج بانتایج مقاله ای از دنگ مورد مقایسه قرارگرفته است. نتایج شبیه سازی میدان دمایی تطابق بسیارخوبی را ازلحاظ مقدارماکزیمم و مقداردما درهر لحظه نشان می دهد. درموردنتایج مدل سازی تنش پسماند، ذکراین نتایج کلی لازم است که درفولاد کم کربن (ck15) وبه دلیل درصد کربن کم (که تاثیرخودرابرخواص الاستیک وپلاستیک می گذارد) لحاظ کردن تغییرات فازی تاثیرچندانی برتنشهاوتغییرمکانهای بدست آمده نداشت وبرای فولادمتوسط کربن ((ck45 ودرحالت جوشکاری یک پاسه در نظر گرفتن اثر تبدیل آستنیت به مارتنزیت، دربرخی نواحی علاوه بر کاهش قابل توجه مقادیر تنش پسماند باعث شد در برخی از نقاط تنش پسماند کششی به تنش پسماند فشاری تبدیل شودو دربرخی نواحی درجهت برعکس عمل کرده وتنشهای کوچک رابه تنشهای بزرگ وقابل توجه تبدیل کندکه تمهیدات لازم وخاص خودرا می طلبد. درحالت جوشکاری دوپاسه به علت درصد مارتنزیت کمتربه وجودآمده، درمقدارتنشها وتغییرمکانها تغییرات کمتری دیده شد.

در این پایان نامه، از یک روش محاسباتی ساده بر پایه تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و روش تحلیلی جرم و فنر برای بیان رفتار تماسی بین ضربه زننده و ورق، به منظور مطالعه ضربه سرعت پایین بر روی ورق مستطیلی ساخته شده از مواد تابعی (هدفمند) که خواص ورق به دما نیز بستگی دارد استفاده شده است. خواص مکانیکی ورق وابسته به دما است و به طور پیوسته و ملایم در طول ضخامت مطابق فرمول کسر حجمی اجزا سازنده طبق توابع تشریحی، قانون توانی یا حلقوی تغییر می کنند. نیروی تماسی بین ضربه زننده و ورق با یک سیستم دو درجه آزادی جرم و فنر مدل شده است و سرعت اولیه برخورد ضربه زننده در این مدل به نیروی تماسی تابع زمان تبدیل شده است. ورق با خواص تابعی، به صورت مستطیلی و در دو شرایط تکیه گاهی ساده و گیردار مدل سازی شده است. با استخراج معادلات حاکم بر مسئله نیروی تماسی، خیز ورق و میدان تنش و کرنش ایجاد شده در ورق محاسبه شده است. در بررسی حل معادلات حاکم بر مسئله با برنامه نویسی در محیط نرم افزار مطلب، از سری دوگانه فوریه و روش عددی رانج گاتا استفاده شده است. نتایج این مدل تحلیلی به خوبی نمودار نیروی تماسی و انحراف ورق و ضربه زننده در جهت عرضی را محاسبه می¬کند. در پایان برخی از منحنی های نیروی تماس-زمان، خیز ورق-زمان و تنش-زمان ورق تابعی ترسیم و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده برای تکیه گاه ساده با نتایج به دست آمده برای تکیه گاه گیردار مقایسه شده است و اثرات دما و انواع تغییرات خواص ماده تابعی بر نیروی تماسی، خیز، انرژی ضربه، شدت ضربه و تنش برای تکیه گاه ساده و گیردار مورد بررسی قرار گرفته است.

مواد کامپوزیت لای های در طی سالیان اخیر کاربرد فراوانی به ویژه در صنایع هوایی و فضایی یافتهاست. این به دلیل وزن کم و خواص مکانیکی مفید آنها در برابر عوامل محیطی می باشد. برای افزایش استحکام و مقاومت به ضربه ی مواد کامپوزیتی، این مواد با لایه های نازکی از ورقهای فلزی سبک )مانند آلومینیوم( تقویت می شوند. از این رو، تحلیل پاسخ به ضربه ی آنها به عنوان شاخه ای از تحقیقات در این زمینه در آمده است. در این پایاننامه به تحلیل پاسخ دینامیکی ورقهای کامپوزیت لایهای الیاف فلز تحت بار ضربهای سرعت پایین با شرایط تکیه گاهی کاملاً گیردار پرداخته شده است. همچنین مدل تحلیلی ارائه شده در این پایان نامه جدید بوده و رفتار ورقهای مستطیلی الیاف فلز را تحت بار ضربه ای سرعت پایین بررسی می کند. برای این منظور از تئوری درجه اول تغییرشکل برشی ورقها استفاده شده و با استفاده از مدل دو درجه آزادی جرم و فنر، با درنظر گرفتن تغییرشکل محلی و سراسری و سرعت اولیه ضربه زننده، نیروی تماسی محاسبه شده است. شکل ورق مستطیلی بوده و به صورت کاملاً گیردار می باشد. با ارائه جملات جدید سری فوریه برای چرخش ها و خیز صفحه میانی، معادلات حرکت سیستم به روش تحلیلی حل شده است. در پایان، ضمن صحه گذاریِ مدل تحلیلی، اثرات جرم و سرعت ضربه زننده، تغییرابعاد ورق و شعاع ضربهزننده، در یک سطح انرژی جنبشی مشخص و ثابت، بر روی نیروی تماسی و خیز ورق بررسی شده است.

امروزه کامپوزیت ها به دلیل دارا بودن وزن سبک نسبت به سایر مواد، در زمینه های مختلف مورداستفاده قرارگرفته اند اما با توجه به پایین تر بودن میزان استحکامشان در مقایسه با فلزات، تقویت آن ها ضروری به نظر می رسد. کربن نانو تیوب های کربنی نمونه ای از نانو ذرات جدید می باشند که به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت های پلیمری مورداستفاده واقع شده اند. تحلیل بار ضربه ای روی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با کربن نانو تیوب ها ازجمله موضوعاتی است که کارهای تحلیلی اندکی در مورد آن تاکنون انجام شده است. در این پایان نامه بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی و مدل جرم و فنر، مدل تحلیلی جدیدی برای شبیه سازی بار ضربه ای سرعت پایین روی کامپوزیت های تقویت شده با نانو تیوب های کربنی ارائه شده است. نانو تیوب ها به صورت تصادفی یا هم امتداد در ورق کامپوزیتی مستطیل شکلی که تحت تکیه گاه ساده قرار دارد توزیع شده اند و توزیع ذرات نسبت به محور میانی ورق متقارن است. معادلات حرکت ورق با کمک سری های فوریه و روش های عددی حل شده اند و با توجه به اینکه تاکنون شبیه سازی تحلیلی، عددی یا تجربی برای ضربه روی صفحات ساخته شده از نانو تیوب های کربنی، ارائه نشده است جهت صحه گذاری مدل تحلیلی، نتایج مدل ارائه شده با نتایج مقالات دیگری در خصوص ضربه روی کامپوزیت هایی با الیاف پلیمری (بدون نانو ذرات) مقایسه شده اند. در این مدل تحلیلی، نیروی تماسی، خیز ورق، زمان تماس ضربه زننده و ورق، انرژی جذب شده ی حاصل از ضربه توسط ورق، میدان تنش و کرنش محاسبه شده و طبق نتایج حاصل از مدل تحلیلی ارائه شده، اثرات پارامترهای موثر در ضربه، شامل انرژی ضربه زننده، ابعاد ورق، شعاع ضربه زننده بر پارامترهای خروجی مانند نیروی تماسی و خیز ورق بررسی شده است.

جوشکاری یک فرایند ساخت بسیار حساس است که در صنایع مختلف مثل کشتی سازی، خودرو سازی، قطارها و پل سازی به صورت گسترده ای به کار گرفته می شود. اعوجاج ناشی از جوشکاری اغلب مشکلاتی در زمینه انطباق ابعادی در حین مونتاژ و به دنبال آن افزایش هزینه ساخت را به وجود می آورد. بنابراین پیش بینی و کاستن این اعوجاج ها برای بهبود کیفیت سازه حیاتی است و اطلاعات مفیدی را برای مشخص کردن زمان سرویس و باز بینی محصولات ارائه می کند. در این پایان نامه به بررسی عددی میدان های دمایی، اعوجاج و توزیع تنش های پسماند در جوشکاری یک اتصال سپری پرداخته شده است. این جوشکاری در دو مرحله تک پاسه انجام گردیده و جنس فلز فولاد ساختمانی می باشد. این کار هم در آزمایشگاه و هم به صورت مدلسازی سه بعدی در نرم افزار آباکوس انجام شده است. برای اعمال شار حرارتی از زیر برنامه با برنامه نویسی در زبان فرترن کمک گرفته شد تا شار حرارتی ناشی از جوشکاری به صورت ترکیبی از حجمی و سطحی اعمال شود. برای آنالیز الاستو پلاستیک پروسه جوشکاری در نرم افزار از روش کوپل غیر مستقیم استفاده شده است. در ادامه چگونگی مدلسازی فرایند جوشکاری با استفاده از روش المان محدود و معرفی پارامترهای تاثیرگذار بر مدل سازی اتصالات جوشکاری شده بحث شده است. همچنین ابعاد حوضچه مذاب و منطقه متأثر از گرما با استفاده از متالوگرافی در آزمایشگاه به دست آمد و با مدل المان محدود مقایسه شده است. میدان های دمایی مدل المان محدود با نتایج حاصل شده از نمودارهای توزیع دما بر حسب زمان در آزمایشگاه مقایسه شده است. همچنین میزان اعوجاج مدل المان محدود در جوشکاری به روش های زیر پودری و معمولی با یکدیگر مقایسه شده است. در نهایت به بررسی هم زمان نقش قید ها در میزان اعوجاج و تنش پسماند در اتصال t-joint پرداخته شده است.

بررسی لمینیت های کامپوزیتی تقویت شده با سیم های حافظه دار، به عنوان سازه ای جدید که مقاومت به ضربه بالاتری نسبت به لمینیت های کامپوزیتی لیفی معمولی دارد، موضوع جدیدی است که محققان به بررسی و تحلیل این لمینیت ها با دیدگاه های تحلیلی و تجربی پرداخته اند.در این پایان نامه رفتار لمینیت های کامپوزیتی متقارن و نامتقارن تقویت شده با سیم های حافظه دار تحت اثر ضربه سرعت پایین مدل سازی و تحلیل شده و نحوه تغییر شکل آن ها در شرایط تکیه گاهی ساده و گیردار بررسی گردیده است. برای آنالیز ضربه در ورق کامپوزیتی از مدل تماسی خطی شده هرتز استفاده شده و بارگذاری شبه استاتیکی توسط روش جرم- فنر با دو درجه آزادی مدل سازی می شود. در مدل سازی به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول، میدان تغییر مکان، کرنش و تنش در لایه های مختلف ورق کامپوزیتی تحت اثر برخورد ضربه زننده سرعت پایین محاسبه می شود. بدین منظور، با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول، معادلات حرکت ورق کامپوزیتی برای شرایط مفروض در مسئله استخراج و به کمک سری های فوریه مربوط به شرایط مرزی و روش رانگ- کوتای مرتبه 4 حل گردیده است. نمودارهای تاریخچه نیروی تماسی، خیز بی بعد ورق، توزیع تنش در لایه های مختلف به ازای کسرهای حجمی مختلف سیم های حافظه دار رسم و بررسی شده اند. اثر سرعت ضربه زننده بر نیروی تماسی و خیز بی بعد ورق کامپوزیتی موردبررسی قرارگرفته است. تأثیر نسبت طول به ضخامت ورق بر میزان اثرگذاری سیم های حافظه دار برافزایش مقاومت ورق در برابر بار ضربه ای سرعت پایین بررسی شده است. همچنین به اثر آرایش لایه های کامپوزیتی بر پاسخ ورق نیز پرداخته شده است. در پایان پاسخ ورق های کامپوزیتی تحت اثر راستای قرارگیری سیم های حافظه دار و موقعیت سیم ها در جهت ضخامت ورق (لایه های قرارگیری سیم های حافظه دار)، در جدول هایی آورده شده و اثر موقعیت و راستای سیم ها بر رفتار ورق کامپوزیتی مطالعه شده است.

کامپوزیتهای fml ، سازه هایی هیبریدی هستند که از ترکیب لایه هایی فلزی و پلاستیک های تقویت شده با الیاف (frp) ساخته می شوند. وزن کم و مقاومت خوب در برابر بارهای ضربه ای از خواص مطلوب این کامپوزیتها می باشد. کشف ساختار جدیدی از اتمهای کربن به نام نانو تیوب های کربنی با خواص مکانیکی فوق العاده اش، باعث توسعه روز افزون استفاده ازآنها درکامپوزیتها شده است. شبیه سازی ضربه سرعت پایین در fml تقویت شده با نانوتیوب های کربنی، موضوع جدیدی است که تاکنون به صورت آزمایشگاهی یا تحلیلی بررسی نشده است و در این پایان نامه مدلی تحلیلی برای شبیه سازی ضربه سرعت پایین روی این سازه ها ارائه می گردد. درتحقیق پیش روی، یک کامپوزیت fml متقارن ، تحت بار ضربه ای سرعت پایین قرار می گیرد، با جابجایی تعدادی ازلایه هایfrp با نانو کامپوزیت اپوکسی/نانوتیوب کربنی و به صورت متقارن، تاثیر تعداد لایه های نانو کامپوزیت، چیدمان مختلف این نانوکامپوزیت ها، درصد حجمی نانوتیوب های موجود و نحوه پخش آنها به صورت تصادفی یا هم امتداد بر پاسخ دینامیکی این کامپوزیتها به روشهای تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. در مدل تحلیلی ارائه شده برای یک لمینت فلز-الیاف-نانوتیوب کربنی با شرایط تکیه گاهی ساده و بر اساس تئوریfsdt 3، روش جرم-فنر دو درجه آزادی و نیز مدل موری- تاناکا در نانوکامپوزیتها، مقادیر نیروی تماس، خیز ورق، میزان انرژی جذب شده ضربه، توزیع تنش و کرنش در لایه های مختلف و...، درلمینت محاسبه شده است. برای حل معادلات از روش رانج-کاتای مرتبه چهار و سری های فوریه پیشنهادی برای خیز ورق با تکیه گاه ساده استفاده شده و با برنامه نویسی در محیط متلب، معادلات حاکم حل شده اند. در ادامه تاثیر تغییر پارامترهایی از قبیل ابعاد ورق کامپوزیتی، میزان انرژی ضربه ورودی وشعاع سر ضربه زننده نیز بر پاسخ دینامیکی یک کامپوزیت خاص مورد بررسی قرار گرفته است. دربخشی دیگر از این تحقیق، تفاوت پاسخ دینامیکی یک ورق آلومینیومی خالص، پوسته نانو کامپوزیت و frp با ضخامت برابر و تحت انرژی ضربه ای یکسان بررسی و ونتایج حاصله تحلیل شده است.

در این تحقیق، اثر سرعت ذره پرتابی بر فشار گذرای ناشی از برخورد، بررسی شده است. ذرات پاششی دارای سرعت بالا (چند صد متر بر ثانیه) با استفاده از نرم افزار ls-dyna مدلسازی و توزیع فشار در حین پروسه پهن شدگی بررسی گردیده و معادلات حاکم نیز به صورت تحلیلی حل شده اند. مدلسازی ذرات برخورد یافته با سه سرعت 100، 200 و 300 متر بر ثانیه بررسی شده است. از نتایج این پروژه میتوان جهت کنترل بهینه کیفیت روکش استفاده نمود. نتایج نشان دهنده آن است که در پاشش به روش قوس سیمی، افزایش سرعت ذرات برخورد یافته فشار گذرا را بیشتر و لذا چسبندگی بین قطره و زیرلایه را بهتر می نماید. حل تحلیلی نیز موید نتایج فوق می باشد.

در این پایان نامه رفتار لمینیت های کامپوزیتی متقارن تحت اثر ضربه سرعت پایین مدل سازی و تحلیل شده و شکست لمینیتهای کامپوزیتی بررسی می گردد

جوشکاری روش معتبر و موثری جهت اتصال فلزات است که به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله صنایع هوایی، اتوموبیل سازی و کشتی سازی مورد استفاده قرار می گیرد. علی رغم مزایای قابل توجه روش های مختلف جوشکاری از جمله دسترسی آسان به آنها، استحکام زیاد قطعات در محل اتصال و ... ایجاد تنش های پسماند حاصل از آن ضرری اجتناب ناپذیر در فرایندهای ساخت و تولید می باشد، بطوریکه از مسائل مهم در سازه های جوشکاری شده، وجود تنش های پسماند و اعوجاج حاصل از آن است. در میان روش های عددی، المان محدود کارایی بیشتری دارد، زیرا کار با این روش ساده تر است، و می توان از آن در همه شرایط استفاده کرد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.