به منظور ساخت قطعات پیچیده از موادی با خواص مکانیکی مطلوب و وزن کم که کاربرد زیادی در صنایع خودروسازی و هوافضا دارند از فرآیندهای شکل دهی در دماهای بالا استفاده می شود. در شکل دهی در دمای بالا، رفتار مواد، وابستگی زیادی به نرخ تغییرشکل و اندازه دانه دارد. رفتار موادی با دانه بندی کوچک تر از جمله نانوکریستال ها، در دمای محیط نیز به نرخ تغییرشکل و اندازه دانه وابستگی زیادی دارد. استفاده از این مواد در سال های اخیر به دلیل خواص منحصر به فرد آن ها مورد توجه قرار گرفته است. علاوه بر وابستگی رفتار به نرخ تغییرشکل و اندازه دانه شباهت های میکروساختاری نیز در تغییرشکل مواد گرم و نانوکریستال ها مشاهده شده است. در این دو گروه از ماده مکانیزم های متعددی همچون تغییرشکل داخل کریستال ها ناشی از حرکت نابجایی ها، لغزش در مرزدانه ها و پدیده پخش اتم ها در مرزدانه ها تغییرشکل ماده را بوجود می آورند و این تغییرشکل با تغییراتی در اندازه دانه-ها نیز همراه است. در رساله حاضر به بررسی هر یک از این مکانیزم ها در این دو گروه از ماده پرداخته می شود. با بررسی این مکانیزم ها و معادلات حاکم بر آن ها روابط متشکله ای که در برگیرنده اثرات نرخ کرنش ماکروسکوپیک و اندازه دانه بر تنش جریان ماکروسکوپیک باشد برای هر یک از این مکانیزم ها ارائه می گردد. در نهایت اثر مکانیزم های غالب در یک معادله متشکله جدید با رویکرد میکروساختار که توانایی تحلیل مسائل ماکرو را دارد ارائه می گردد. علاوه بر اینکه از این مدل انتظار می رود که با در نظر گرفتن مکانیزم های ریزساختار ماده فهم بهتر رفتار ماده را میسر سازد این مدل باید پاسخگوی تمامی پدیده های تاثیرگذار ماکرو مشاهده شده در مواد وابسته به نرخ کرنش مانند وابستگی به نرخ کرنش، اندازه دانه و سخت شوندگی ماده باشد و بتواند رفتار ماده در گستره وسیعی از این پارامترها و همچنین در حالت های سه بعدی تنش را با حجم محاسبات کم پیش بینی کند. معادلات متشکله ارائه شده در موادی که در دماهای بالاتر از نصف دمای ذوب تغییرشکل می دهند و در مواد نانوساختار مورد استفاده و راستی آزمایی قرار می گیرد و توانایی های این معادلات در پیش بینی صحیح رفتار هر یک از این مواد در شرایط مختلف بررسی می-شود. همچنین این معادلات رفتار های مختلف مکانیکی مشاهده شده در نانوکریستال ها مثل اثر معکوس هال-پچ، وابستگی شدید به نرخ کرنش و افزایش این وابستگی با کاهش نرخ کرنش و تفاوت رفتار در کشش و فشار را پیش بینی می کنند. همچنین با استفاده از مزیت این معادلات در پیش بینی سهم مکانیزم های میکروساختاری در تغییرشکل مدلی به منظور پیش بینی شروع حفره در شکل دهی سوپرپلاستیک ارائه می گردد.

روش¬های مختلفی برای تولید لوله¬های بدون¬درز در صنعت وجود دارد که یکی از مهمترین و کارآمدترین آن¬ها، نورد پیلگر سرد است. از مزایای اصلی این روش می¬توان به کیفیت و طولانی بودن لوله¬های تولیدی اشاره کرد. یکی از چالش¬های اصلی موجود در این فرآیند، به¬وجود آمدن ریزترک¬ها در سطوح داخلی و خارجی لوله¬های تولیدی می¬باشد. تاکنون پژوهش¬های مختلفی برای پیش-بینی محل وقوع و کاهش تعداد و اندازه ریزترک¬های مذکور صورت گرفته است. یکی از رهیافت¬های مهم مورداستفاده در این پژوهش¬ها استفاده از مکانیک آسیب و شبیه¬سازی اجزای محدود بوده است. در این پژوهش نیز هدف آن است که با استفاده از مدل¬های مکانیک آسیب و شبیه¬سازی اجزای محدود به بررسی آسیب در لوله¬های پیلگر شده پرداخته شود. بر اساس دسته¬بندی¬هایی که برای مدل¬های آسیب وجود دارد، مدل¬های آسیب انباشته کاکرافت- لاتهام، لمتر و لمتر اصلاح¬شده (که برای فلزات نرم مورد استفاده قرار می¬گیرند) برای پیش¬بینی آسیب در این فرآیند انتخاب شدند. در ابتدا معادلات هریک از مدل¬های مذکور، به صورت عددی با استفاده از روش نگاشت برگشتی اویلر، در دو حالت سخت¬شوندگی همسان و ترکیبی پیاده¬سازی شدند. در ادامه زیربرنامه vumat هریک از مدل¬های آسیب (برای استفاده در نرم¬افزار آباکوس) آماده شد. به منظور اطمینان از صحت عملکرد زیربرنامه هریک از مدل¬های آسیب نوشته شده، آزمایش¬های کشش میله¬شیاردار، کله¬زنی نمونه¬ مخروطی و کشش- فشار شبیه¬سازی شد. مطابقت نتایج بدست آمده از شبیه¬سازی¬ها با نتایج آزمایش¬های تجربی وشبیه¬سازی¬های عددی مراجع مختلف، صحت زیربرنامه¬های نوشته شده را نشان داد. پس از صحت¬سنجی مدل¬های آسیب، به مدل¬سازی فرآیند پیلگر در نرم¬افزار آباکوس پرداخته شد. در این فصل چالش¬های موجود بررسی و راهکارهایی نیز برای عبور از آن¬ها ارائه شد. پس از مدل¬سازی فرآیند، شبیه¬سازی¬هایی به منظور بررسی تأثیر پارامترهای ِ میزان تغذیه، زاویه چرخش لوله و شرایط اصطکاکی سطوح داخلی و خارجی لوله در دو حالت سخت-شوندگی همسان و ترکیبی، روی میزان آسیب لوله¬های تولیدی در فرآیند پیلگر سرد انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل آسیب لمتر از آن جهت که بین تنش¬های کششی و فشاری در ایجاد آسیب تفاوتی قائل نمی¬شود، مدل مناسبی برای پیش¬بینی آسیب در فرآیند پیلگر سرد نیست. مدل آسیب انباشته کاکرافت- لاتهام نیز به دلیل اینکه توزیع آسیب مناسبی ارائه نمی¬دهد مانند مدل لمتر مدل کارامدی برای پیش¬بینی آسیب در این فرآیند نیست. از دیگر نتایج بدست آمده اینکه افزایش اصطکاک، افزایش زاویه چرخش و کاهش میزان تغذیه لوله (افزایش فراوانی پاس¬های نورد) باعث افزایش آسیب لوله¬های نورد شده می¬گردد.

روش نورد سرد لوله از فرآیندهای تولید لوله ی بدون درز است. فرآیند نورد پیلگر به روش سه غلتکه از روشهای تولید این نوع لوله ها با روش نورد میباشد. از مشکلات این فرآیند، ترکهای ایجاد شده در لوله نهایی است. یکی از روشهای مهم پیش بینی و کاهش این ترکها استفاده از شبیه سازی عددی فرآیند است. در این تحقیق به شبیه سازی اجزای محدود آسیب در فرآیند پیلگر سرد به روش سه غلتکه در نرم افزار اجزای محدود آباکوس پرداخته میشود. در این شبیه سازیها جهت مشاهده آسیب از سه مدل آسیب شامل مدل آسیب نرم لمتر و اصلاح شده لمتر و مدل آسیب تجمعی در قالب سه زیربرنامه برای تحلیل در نرم افزار آباکوس استفاده میشود. مدلهای آسیب مذکور در دو حالت کارسختی همسان و ترکیبی پیاده سازی شد. به دلیل پیچیدگی در مشتق گیری از معادلات آسیب، جایگزینی برای روش مشتق¬گیری پیشنهاد داده شد. از دست آوردهای مهم این تحقیق، استفاده از روشی جدید در پیاده سازی مدل آسیب اصلاح شده لمتر با کارسختی ترکیبی بود. به دلیل هزینه محاسباتی بالای شبیه سازی این فرآیند، در مدلسازی علاوه بر در نظر گرفتن تقارن، روشی جدید برای کاهش حجم محاسبات و کاهش مراحل شبیه سازی ارائه شده است. سپس از صحت زیربرنامه های نوشته شده توسط شبیه سازی عددی چند آزمایش متداول و مقایسه نتایج حاصل از این شبیه سازیها با نتایج تجربی و عددی پژوهشهای قبلی، اطمینان حاصل شد و پس از بررسی و رفع خطاهای احتمالی مدلسازی، نتایج حاصل از شبیه سازی فرآیند پیلگر سه غلتکه با نتایج پژوهشهای مرتبط مقایسه شد که تطابق بسیار خوبی با آنها داشت. شبیه سازیها نشان میدهد هر سه مدل آسیب پیش بینی خوبی در مورد نقاط آسیب ماکزیمم ارائه میدهند اما تفاوت قابل ملاحظه ای در میزان آسیب مدل لمتر و اصلاح شده لمتر، به دلیل لحاظ نشدن اثر بسته شدن ترکها در فشار در آسیب لمتر، وجود دارد. از دیگر نتایج بدست آمده کمتر بودن مقادیر آسیب حاصل از مدلهای آسیب با کارسختی ترکیبی نسبت به همان مدلهای آسیب با کارسختی همسان در شرایط یکسان میباشد. همچنین نتایج بدست آمده نشان دهنده شروع رشد ترک از سطح خارجی لوله میباشد. اثر پارامترهای فرآیند شامل میزان تغذیه در هر مرحله و ضریب اصطکاک بین اجزای فرآیند در میزان آسیب بررسی شده است. از جمله نتایج مهم در این بررسیها مشخص شد که تغییر در ضریب اصطکاک سطح خارجی لوله که در تماس با غلتکها قرار دارد، تأثیر زیادی بر میزان آسیب بوجود آمده در لوله میگذارد. همچنین مشخص شد تفاوت اصطکاک سطح داخلی و خارجی لوله باعث به وجود آمدن کرنش برشی در لوله و در نتیجه افزایش رشد آسیب در لوله میشود. با توجه به نتایج بدست آمده کمترین میزان آسیب زمانی پدید می آید که ضریب اصطکاک سطح داخلی با ضریب اصطکاک سطح خارجی لوله برابر و تا حد ممکن کوچک باشد. با بررسی میزان تغذیه مشخص شد هرچه میزان تغذیه در هر مرحله بیشتر باشد میزان آسیب در انتهای فرآیند کمتر است. در پایان از میان سه مدل آسیب ذکر شده، مدل آسیب اصلاح شده لمتر با کارسختی ترکیبی به عنوان بهترین مدل برای پیش بینی میزان آسیب در فرآیند پیلگر سه غلتکه معرفی شد.

در این تحقیق در پی آن هستیم تا با استفاده از لانه زنبوری نومکس و هم چنین خاصیت ضربه پذیری ماده مرکب مورد استفاده، میزان لانه زنبوری مورد نیاز برای جلوگیری از ایجاد آسیب در تیر در اثر ضربه با انرژی مشخص را به دست آوریم. تیر کامپوزیتی مورد استفاده در این تحقیق از جنس شیشه-پلی استر با مقطع ناودانی است که به روش پالتروژن تولید شده است. به منظور آگاهی از میزان آسیب وارده، مقاومت محوری تیر سالم و تیر ضربه خورده بدون لانه زنبوری مورد بررسی قرار گرفته است. پس از آن تاثیر استفاده از یک و دو لایه لانه زنبوری در کاهش آسیب وارد بر تیر و افزایش مقاومت محوری تیر بررسی شده است.

در این پژوهش مقاومت خمشی- پیچشی تیرهای با مقطع ناودانی و l شکل از جنس شیشه- پلی استر ساخته شده به روش لایه چینی دستی پس از بارگذاری ضربه ای خمشی و پیچشی مورد بررسی قرار گرفته است که برای اندازه گیری میزان تاثیر ضربه بر این تیرها، مقاومت خمشی- پیچشی پس از ضربه با مقاومت تیرهای سالم مورد مقایسه قرار گرفته است.

با توجه به نیازهای روبه گسترش صنعت و پیچیده شدن قطعات مورد نیاز آن، استفاده از آلیاژهای تیتانیوم و آلومینیوم به دلیل نسبت استحکام به وزن بالای، روبه رشد است، این آلیاژها به دلیل شکل پذیری کم برای ساخت قطعات پیچیده از روش سوپرپلاستیک برای شکل دهی این گونه آلیاژها استفاده شده است. یکی از محدودیت های این روش شکل دهی، توزیع نامناسب ضخامت در محصول به دست آمده است. در این پژوهش حاضر سعی در ارائه روشی مناسب مبتنی بر مدل سازی و آزمایش با استفاده از قالب اضافه می باشد. در این پژوهش ابتدا به مدل سازی با فالب اضافه و بدون آن پرداخته شده، در گام بعدی با تعریف متغیرهای مسئله و استفاده از برنامه نویسی پیتون، برنامه مناسب تهیه گردید، برای دقیق شدن فرایند بهینه سازی از نتایج خروجی برنامه پیتون به عنوان ورودی شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک استفاده شده است، با توجه به خروجی الگوریتم، نقشه قالب تهیه و بر اساس آن ساخت قالب شروع می شود، در ادامه آزمایش به صورت با قالب اضافه و بدون آن انجام شده، در نهایت نتایج تجربی با قالب اضافه و بدون آن را با مدل سازی مربوطه مقایسه کرده و در این مقایسه نشان داده شده که روش با قالب اضافه باعث بهبود توزیع ضخامت می شود

ساخت ورق های ترکیبی همیشه از لحاظ بهترین روش ساخت یا همان روش جوشکاری چالش برانگیز بوده است. امروزه ثابت شده که روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از مزایای زیادی نسبت به روش های دیگر برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیم برخوردار است. در پژوهش حاضر، قابلیت جوشکاری ناهمجنس دوآلیاژ پرکاربرد آلومینیم در صنایع خودروسازی وکشتی سازی مورد ارزیابی قرارگرفته و خواص مکانیکی و متالورژیکی جوش ان ها در سرعت های دورانی و خطی مختلف ابزار، مورد بررسی قرار گرفته است. و نتایج آن با مقادیر استحکام وچقرمگی جوش های هم جنس دو آلیاژ و ورق های پایه مقایسه شده است. همچنین در ادامه، قابلیت شکل پذیری ورق های جوش شده و سپس نورد شده با استفاده از تست بالج مورد ارزیابی قرارگرفته است.

چکیده ندارد.