در این رساله، در ابتدا، رفتار یک نانوتیوب تک لایه، تحت تأثیر تحریک الکتریکی، نیروی واندروالس و تحت نیروی محوری، تحلیل و مقادیر ولتاژ ناپایداری آن بدست آمده است. نانوتیوب با استفاده از مدل تیر اویلر- برنولی و با فرض کشش لایه میانی، مدل گردیده است. در پایان این قسمت، یک رابطه تحلیلی برحسب پارامترهای مختلف سیستم برای ارتعاشات سیستم در نزدیکی فرکانس طبیعی اول آن بدست آمده است. مشاهده شد که تغییرات ولتاژ استاتیکی، نیروی محوری و فاصله نانوتیوب تک لایه تا الکترود مقابل، می تواند بر روی رفتار ارتعاشی آن تأثیر چشمگیری گذاشته و آن را از سخت شوندگی به نرم شوندگی و بالعکس تغییر دهد. در ادامه، ارتعاشات آزاد یک نانوتیوب دولایه دو سر گیردار، با در نظرگرفتن نیروی واندروالس غیرخطی بین دو لایه نانوتیوب و تحت نیروی محوری بررسی شده و مقادیر فرکانس های طبیعی و نسبت دامنه های خطی وغیر خطی آن بدست آمده است. هر کدام از لایه های نانوتیوب دولایه دو سرگیردار، با استفاده از تئوری تیر اویلر- برنولی و با فرض کشش لایه میانی مدل شده است. معادلات بدست آمده با استفاده از تئوری اغتشاشات و روش گلرکین حل شده و با یکدیگر مقایسه شده اند که تطابق خوبی بین آنها مشاهده شد. در ادامه، ارتعاشات اجباری نانوتیوب دولایه فوق تحت ولتاژ ترکیبی ac و dc بررسی شده است. در این حالت نیز از روش گلرکین برای بدست آوردن حل استاتیکی و از تئوری اغتشاشات برای حل دینامیکی استفاده شده و معادله پاسخ فرکانسی سیستم برای حالت تحریک با فرکانس نزدیک به فرکانس طبیعی سیستم و همچنین دوبرابر فرکانس طبیعی آن، برحسب برخی از پارامترهای سیستم استخراج شده است. نقاط پایداری و ناپایداری و همچنین نقاط دوشاخگی، بررسی و در پاسخ سیستم، نمایش داده شد. پس از آن، مطالعات مشابهی بر روی ارتعاشات اجباری با تحریک پایه نیز برای نانوتیوب دولایه انجام شده است. در ادامه، با استفاده از یک مدل پیوسته برای نانوتیوب دولایه تحت نیروی الکترواستاتیک، مقدار ضریب کیفیت ترموالاستیک برای نانوتیوب دولایه بدست می آید. در انتها، ضریب کیفیت نانوتیوب مرتعش درون سیال، با استفاده از تئوریهای موجود، محاسبه و بررسی شده است. همچنین رفتار آشوبناک و ورود یا عدم ورود سیستم به این رفتار نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که نانوتیوب دولایه، دارای مقادیر فرکانس های رزونانس بالاتری نسبت به نانوتیوب تک لایه می باشد. این رزونانس ها، مودهای ارتعاشی متناظری نیز بهمراه دارند. همچنین مشاهده شد که در حالت تحریک رزونانس اولیه و یا ثانویه، یکی از فرکانسهای طبیعی هم محور یا مخالف در ارتعاشات آزاد غیرخطی سیستم، ظاهر می شوند. افزایش ولتاژ dc نیز، باعث تغییر رفتار ارتعاشی نانوتیوب از نرم شوندگی به سخت شوندگی می گردد. از دیگر نتایج بدست آمده می توان به این مسأله اشاره کرد که میرایی ترموالاستیک نسبت به میرایی های دیگر در رزوناتورهای بر پایه نانوتیوب دولایه، قابل ملاحظه نمی باشد و در این نوع میرایی، مود ارتعاشی غیر هم محور دارای ضریب کیفیت بالاتری نسبت به ارتعاشات مود ارتعاشی هم محور، می باشد. همچنین، مودهای ارتعاشی پایین، دارای ضریب کیفیت ترموالاستیک بالاتری بوده و با افزایش طول نانوتیوب، ضرایب کیفیت، افزایش می یابند. همچنین، افزایش ولتاژ، باعث کاهش ضریب کیفیت ترموالاستیک می گردد. در حالت ارتعاش نانوتیوب در گازها، فاکتور کیفیت در فشارهای پایین کاهش می یابد. اما این کاهش تا فشار مشخصی ادامه می یابد. در ارتعاشات نانوتیوب در مایعات، علاوه بر کاهش فاکتور کیفیت، بعلت قابل توجه بودن جرم اضافه شده، فرکانس طبیعی سیستم نیز کاهش می یابد. همچنین، با افزایش فرکانس نوسانات، مقدار این فاکتور کاهش می یابد. با بررسی توانهای لیاپانوف سیستم، مشاهده شد که تغییرات میرایی سیستم می تواند رفتار سیستم را تغییر دهد بطوریکه سیستم، رفتار آشوبناک از خود نشان دهد. ولی امکان این نوع تغییر رفتار در سیستم با تغییر ولتاژ، وجود ندارد.

چکیده: در ‏این پژوهش به مسئله عیب‏یابی در ورق به کمک تبدیل موجک یک‏بعدی پیوسته پرداخته شده است. پارامتری که در‏ اینجا به منظور عیب‏یابی و به عنوان ورودی تبدیل موجک مورد استفاده قرار گرفته است شکل‏مود اول ورق معیوب می‏باشد. ورق مورد بررسی در این پژوهش به صورت دوسرگیردار می‏باشد و عیب ‏ایجاد شده در سطح آن به صورت شیاری موازی با اضلاع کناری ورق می‏باشد که تا عمق مشخصی از ورق پایین رفته است. در ابتدا با مدل‏سازی ورقی دارای عیب در نرم‏افزار المان‏محدود واستخراج شکل‏مود اول آن، فرایند عیب‏یابی توسط تبدیل موجک شرح داده شده است. سپس، تاثیر حالات مختلف ابعاد عیب بر نتایج حاصل از اعمال تبدیل موجک مورد بررسی قرار گرفته شده است. در ادامه نیز با تعمیم مسئله به حالت تجربی به عیب‏یابی در ورقی آلومینیومی ‏به کمک تست مودال تجربی و تبدیل موجک یک‏بعدی پرداخته شده است. در انتها نیز علاوه بر یافتن مکان و ابعاد تقریبی عیب، به منظور تخمین عمق عیب نیز به کمک روش المان‏محدود و ضرایب شدتی و همچنین مقایسه نتایج عددی و تجربی اقدام شده است. از نتایج حاصله می‏توان حداقل تعداد نقاط محو لازم را به کمک محاسبه مقدار ضرایب لیپشیتز بدست آورد. همچنین بررسی‏های صورت گرفته نشان داده است که ابعاد عیب و موقعیت آن بر مقدار ضرایب شدتی اثر می‏گذارند که از این ویژگی می‏توان به منظور یافتن عمق عیب استفاده نمود.

در این پایان‏نامه به تحلیل معادلات غیرخطی سامانه ارتعاشی دارای فنر ورزشی پرداخته شده است. همچنین تاثیرات استفاده از فنرهای ورزشی روی راحتی‏سفر خودرو بررسی گردیده است. بدین منظور ابتدا با توجه به نحوه عملکرد فنرهای ورزشی، روابط حاکم بر آن‏ها استخراج شده‏اند. سپس به تعیین ساختار فاز سامانه پرداخته شده است. به منظور بیان اثر سامانه تعلیق بر عملکرد خودرو، سامانه تعلیق دوجناغی در سیمولینک – متلب مدل‏سازی شده است. سپس نتایج با نتایج نرم‏افزار آدامز مقایسه شده است. در مرحله بعد معادلات حاکم بر مدل‏های بهینه خودرو شامل فنرهای معمولی و ورزشی استخراج شده‏اند. سپس کیفیت سواری این مدل‏ها محاسبه و با نتایج تحلیل مقایسه شده‏اند. انطباق نتایج با یکدیگر صحت شبیه‏سازی‏های انجام شده را نشان می‏دهد. نتایج بیان‏گر بهبود کیفیت سواری خودروها در صورت استفاده از فنرهای ورزشی است. به‏علاوه آرایشی بهینه‏ برای حلقه‏های فنر ورزشی جهت داشتن همزمان بالاترین راحتی‏سفر و پایداری خودرو به‏دست آمده است. در نهایت معادلات سامانه ارتعاشی دارای فنر ورزشی توسط روش‏های پریشیدگی مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ‏های حاصل شده با پاسخ‏های روش عددی مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان از دقت بالای روش‏های پریشیدگی است

فرسایش و خوردگی دلیل اصلی ایجاد نشت در لوله ها است. برای جلوگیری از تداوم نشت که هزینه های اقتصادی و مخاطرات زیست محیطی متعددی در بردارد، نشت یابی و رفع به موقع آن، کار لازم و حساسی می باشد. دو روش عمده برای اطمینان از عملکرد خطوط لوله وجود دارد: بازرسی مخرب و بازرسی غیرمخرب. یکی از روش های تست غیر مخرب استفاده از روش انتشار صوت برای تست نشتی خطوط لوله می باشد. مزایای این روش این است که مخازن و سیستم های تحت فشار را می توان بدون تعطیل کردن و در طول سرویس دهی مورد ارزیابی مجدد یا باز بینی های دوره ای قرار داد. جت خروجی از سوراخ نشتی باعث ایجاد امواج صوتی شده و سبب ارتعاش لوله خواهد شد که منجر به تغییر مکان شعاعی لوله می شود. در این پایان نامه به مدل سازی امواج صوتی ناشی از ارتعاشات حاصله از نشتی پرداخته شده است. برای تحلیل دینامیک غیر خطی لوله از تئوری غیر خطی دانل استفاده شده است. از تابع پتانسیل جریان نیز برای بر هم کنش سیال و لوله استفاده شده است. از روش گالرکین برای گسسته سازی معادله جابجایی شعاعی لوله استفاده می¬شود و سیستمی از معادلات دیفرانسیل غیر خطی 7 درجه آزادی بدست می آید. جهت حل معادلات دیفرانسیل، از روش رانج-کوتا در نرم افزارmatlab استفاده شده است. نتایج حاصل از تئوری با نتایج عملی مورد مقایسه قرار گرفته است و از امواج صوتی حاصل از نشتی تبدیل موجک بسته ای گرفته می شود. نتایج نشان می دهد که امواج صوتی حاصل از نشتی دارای طیف فرکانسی 300-200 کیلو هرتز می باشند.

تولیدکنندگان همواره به دنبال راه¬هایی برای کاهش هزینه¬های تعمیرات و نگهداری وسایل و تجهیزات خود هستند. با استفاده از روش¬های جدید تعمیرات و نگهداری و پایش وضعیت سلامت ماشین¬آلات، می¬توان از وقوع و رشد عیوب در سیستم جلوگیری نمود و با برطرف کردن عیوب، هزینه¬های ناشی از تعمیرات و نگهداری را کاهش داد. در سیستم¬ها و سامانه¬های هوایی به دلیل وجود فاکتورهای ایمنی و انسانی، پایش وضعیت قطعات حساس، به¬ویژه قطعات دوار، بسیار حائز اهمیت می¬باشد. بالگردها جزء سامانه¬های هوایی بال چرخان محسوب می¬شوند. بنابراین، ضرورت پایش وضعیت قطعات حساس در بالگرد در قالب سیستم نمایشگر سلامت و عمر بالگرد مطرح می¬شود. با توجه به اهمیت سیستم انتقال قدرت دمی بالگرد، پایش وضعیت اجزای این قسمت، از اهمیت خاصی برخوردار می¬باشند. هدف از این پروژه، پیشنهاد الگوریتمی جهت تعیین وضعیت محور¬های دمی بالگرد شاهد 278 و در نتیجه مشخص شدن میزان ناهم¬محوری محور¬های دمی بالگرد می¬باشد. بدین منظور، سیگنال¬های ارتعاشی بوسیله حسگرهای نصب شده بر روی یاتاقان¬های قسمت دمی بالگرد جمع¬آوری می¬شوند. سپس، برای پردازش سیگنال از تبدیل موجک پیوسته و تبدیل موجک گسسته استفاده شده است و دو دسته ویژگی، ویژگی¬های آماری توصیفی و پارامترهای درست¬نمایی بیشینه، از ضرایب آن¬ها استخراج می¬شوند. با استفاده از معیار فاصله، ویژگی¬هایی که مقدار معیار فاصله بیشتری دارند، انتخاب می¬شوند و به عنوان ورودی¬های شبکه-های عصبی در نظر گرفته می¬شوند. برای دسته¬بندی، از شبکه¬ عصبی رگرسیون و شبکه عصبی تابع پایه شعاعی استفاده شده است. نتایج نشان داد که ویژگی آماری آنتروپی لگاریتم انرژی و پارامتر انحراف معیار توزیع¬های درست¬نمایی بیشینه، نسبت به دیگر ویژگی¬ها کارائی بالاتری دارند. همچنین، شبکه عصبی رگرسیون نسبت به شبکه عصبی تابع پایه شعاعی، قابلیت اطمینان بالاتری را دارا می¬باشد

با توجه به آن که وجود ترک در سازه سبب کاهش سختی آن می شود، از این رو در مدلسازی عددی یک سازه ترکدار باید اثر ترک را به شیوه مناسبی اعمال نمود. در این پژوهش، با بهره گیری از مفاهیم مکانیک شکست و استفاده از روش المان کوادراتور دیفرانسیلی، قاب ترکدار مدلسازی می شود. به این منظور، ابتدا سازه با استفاده از المان کوادراتور دیفرانسیلی یک-بعدی مدلسازی شده و سپس برای اصلاح خمش در محل ترک از یک فنر پیچشی استفاده می شود. همچنین، مدلسازی قاب ترکدار با استفاده از المان های دوبعدی نیز انجام می شود و برای مدلسازی ترک، شرایط مرزی آزاد بر روی وجوه ترک اعمال می شود. از طرفی، با درنظرگرفتن تکینگی تنش و کرنش در نوک ترک، برای محاسبه ضرایب وزنی موردنیاز در روش المان کوادراتور دیفرانسیلی، در المان های اطراف نوک ترک از توابع آزمونی که توانایی شبیه سازی رفتار تکینه در نوک ترک را دارند، استفاده می گردد. در گام بعد، تشخیص ترک در قاب از طریق بررسی فرکانس های طبیعی سازه، موردبررسی قرار می گیرد. عمده پژوهش های مرتبط با موضوع تشخیص ترک به مساله تشخیص یک ترک در سازه پرداخته اند و در صورت بررسی مساله چند ترک در سازه، اغلب تعداد ترک ها را مشخص فرض نموده اند. تعداد کمی از پژوهش ها به مساله تشخیص چند ترک در سازه بدون دانستن تعداد ترک ها پرداخته اند. در این پژوهش، به منظور تشخیص چند ترک در قاب، برای مدلسازی عددی سازه از المان های کوادراتور دیفرانسیلی یک بعدی استفاده می شود. با انجام آزمایش مودال تجربی بر روی سازه نیز پارامترهای مودال تجربی آن در حالت سالم و ترکدار استخراج می شوند. هدف از ثبت داده های حالت سالم سازه، استفاده از آن ها برای به روز نمودن مدل عددی قاب سالم است. در این مرحله، عمده پارامترهای طراحی با هدف مدلسازی مناسب اتصالات جوش، انتخاب می شوند. با مقایسه فرکانس های طبیعی مدل عددی سازه سالم و مقادیر متناظر تجربی، مدل المان کوادراتور دیفرانسیلی قاب سالم، بهینه شده و مقدار بهینه پارامترهای طراحی محاسبه می شود. در گام بعدی، با درنظرگرفتن یک فنر پیچشی در محل ترک، مدل عددی قاب ترکدار براساس مدل عددی بهینه قاب سالم، ساخته می شود. سپس، با بهره گیری از روش انتخاب مدل بیزی براساس روش مونت کارلو زنجیره مارکوف انتقالی، محتمل ترین مدل برای سازه ترکدار که مشخص کننده تعداد ترک ها در سازه می باشد، انتخاب می شود. برای تعیین مشخصات ترک ها نیز یک مساله بهینه سازی برمبنای کمینه نمودن مجموع مربعات اختلاف بین فرکانس های طبیعی مدل عددی و مدل تجربی سازه ترکدار تشکیل شده و با استفاده از روش اجتماع ذرات- کلونی زنبور مصنوعی چند نخبه بهینه سازی انجام می شود. اثر تعداد فرکانس های طبیعی بر دقت پیش بینی تعـداد ترک ها و مکـان و عمـق آن ها نیز موردبررسـی قرار می گیرد. با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده می شود که روش انتخاب مدل بیزی از قابلیت خوبی برای تخمین تعداد ترک‎ها برخوردار است. همچنین، موقعیت و محل ترک‎ها نیز با بهره‎گیری از روش بهینه‎سازی اجتماع ذرات-کلونی زنبور مصنوعی چندنخبه با دقت قابل قبولی پیش‎بینی می‎شوند. علاوه بر آن، مشاهده می‎شود که اثر افزایش تعداد فرکانس‎های طبیعی مورداستفاده نیز در تمام حالات موردبررسی موجب کاهش خطا نمی شود که یکی از دلایل این امر، افزایش خطای مدلسازی قاب سالم با بهره‎گیری از تعداد بیشتری از فرکانس‎های طبیعی است.