موضوع تشخیص مقدار سایش و شکست ابزار در حین عملیات ماشین کاری، یکی از مسائل مهم در کنترل و بهینه سازی فرایند ماشین کاری اتوماتیک در سیستم های تولید انعطاف پذیر است. با پایش سایش و شکست ابزار، این سیستم قادر خواهد بود که از ابزار، ماشین و قطعه کار در برابر خطرات ناگهانی و احتمالی شکست ابزار محافظت کند. در این مطالعه ارتباط بین سایش ابزار با ارتعاش و جریان مصرفی موتور پیشروی ماشین فرز بررسی می شود. برای این منظور یک سری آزمایش ها با ماشین فرز عمودی انجام شد. ابزار ساخت شرکت سندویک و قطعه کار از جنس 45 ckانتخاب شد. برای اندازه گیری مقدار سایش از یک میکروسکوب استفاده گردید. اندازه گیری ارتعاش در دو جهت ماشین کاری و عمود بر جهت ماشین کاری انجام شد. مشاهده شد که با افزایش سایش ابزار دامنه ارتعاش و جریان مصرفی موتور پیشروی افزایش پیدا می کند. سپس با استفاده از تکنیک های پردازش سیگنال، سیگنال های هر سه سنسور در حوزه زمان و فرکانس مورد بررسی و پارامترهای مناسب انتخاب گردیدند؛ که برای سیگنال جریان، واریانس در حوزه زمان و برای سنسورهای ارتعاش دامنه دومین فرکانس دورانی ابزار بهترین اطلاعات را درباره سایش ابزار ارائه دادند. همچنین در این مطالعه یک سیستم هوشمند بر پایه شبکه عصبی و فازی – عصبی ارائه شده است؛ که با اندازه گیری پارامترهای ارتعاش و جریان، می توان سایش ابزار را بلادرنگ پایش کرد. همچنین در این تحقیق کارایی دو شبکه عصبی و فازی- عصبی در تشخیص مقدار سایش و شکست ابزار مقایسه شده است. از آنجایی که شبکه فازی- عصبی در مقایسه با شبکه عصبی در طبقه بندی عیوب نتایج بهتر و قابل قبول تری ارائه می دهد، می تواند به عنوان روشی مناسب در جهت تشخیص هوشمند سایش ابزار بکار برده شود. اهمیت روش پیشنهادی در این تحقیق، سادگی و کم هزینه بودن در مقایسه با سایر روش های ارائه شده می باشد.

چرخ¬دنده¬ها به عنوان یکی از پرکابردترین سیستم¬های مکانیکی یکی از اجزا جدایی ناپذیر در صنعت می¬باشند. در صنعت از چرخ¬دنده¬ها بطور گسترده به منظور انتقال قدرت و یا تغییر جهت گشتاور انتقالی استفاده می¬شود و این حجم وسیع کاربری، اهمیت طراحی دقیق و محافظت و نگهداری بعدی از این سیستم¬های مکانیکی را بیش از پیش آشکار می¬کند. طراحی هر سازه¬ای نیازمند شناخت دقیق آن سازه است و شناخت سیستم¬ها را می¬توان با مدل کردن و بررسی رفتار آنها و مقایسه با رفتار واقعی بدست آورد. برای مدت¬های طولانی مدل¬سازی ارتعاشی سیستم¬های چرخ¬دنده¬ای بر اساس تئوری ارتعاشات خطی انجام می¬گرفته است ولی در دو دهه اخیر اهمیت منظور کردن عوامل غیر خطی مانند لقی و اصطکاک و عوامل متغیر با زمان مانند خطای انتقال و سفتی متغیر با زمان دندانه¬ها و سایر عوامل ناشی از وجود عیب خودنمایی می¬کنند. از مدل¬سازی دینامیکی ارتعاشات چرخ¬دنده می¬توان برای افزایش آگاهی از مکانیزم¬های تولید ارتعاش در جعبه دنده¬ها و نیز رفتار دینامیکی جعبه دنده در حضور انواع عیوب چرخ-دنده¬ای استفاده کرد و پاسخ دینامیکی سیستم را مورد بررسی قرار داد. از مقایسه پاسخ سیستم شبیه-سازی شده با سیستم واقعی معیوب، می¬توان روش¬هایی را برای تشخیص بهتر عیب در سیستم چرخ-دنده¬ای ارایه نمود. هدف از انجام این تحقیق، بررسی ارتعاشات غیرخطی سیستم انتقال قدرت تک¬مرحله¬ای ساده با حضور ترک، لقی و خطای انتقال استاتیکی و با در نظر گرفتن اصطکاک بین دندانه¬ها می¬باشد. بدین منظور ابتدا به محاسبه سفتی درگیری متغیر با زمان دندانه¬های سالم پرداخته می¬شود. تاثیر ترک بر سفتی درگیری بررسی خواهد شد. سپس معادلات حاکم بر سیستم با در نظر گرفتن عوامل مذکور استخراج خواهند شد. سپس معادلات به روش عددی حل شده و تاثیر اصطکاک بر ارتعاشات سیستم بررسی خواهد شد. در نهایت، دست آوردها در حد امکان با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه می¬شود.

امروزه ورق¬ها در بسیاری از زمینه¬ها¬ی علوم مهندسی نظیر عمران، مکانیک، هوافضا و دریا کاربرد دارند. مشابه با دیگر انواع سازه ها این سازه¬ها مستعد انواع نواقص و آسیب¬ها از قبیل ترک خوردگی ،فرسایش وتجزیه¬ی مواد در طول زمان هستند که سبب می گردد تا رفتار سازه در طول عمر بهره برداری دست خوش تغییر شود. از این رو مطالعه رفتار دینامیکی ورق¬های ترک دار و مدلسازی ترک در آنها مورد توجه بسیاری از محققین واقع شده است. تحقیقاتی که تاکنون در زمینه¬ی مطالعه¬ی رفتار ارتعاشات عرضی ورق¬های ترک دار انجام گرفته است عمدتا" مبتنی بر مدل¬های خطی بوده است واکنون چالشی در زمینه¬ی توسعه¬ی روش¬ها¬ی تحلیلی در آنالیز رفتار غیرخطی سازه¬های ترکدار مرتعش وجود دارد. هدف از تحقیق پیشنهادی، نشان دادن رفتار واقع بینانه¬تری از ارتعاشات ورق¬های ترکدار و تاثیر مشخصه¬های ترک در رفتار دینامیکی ورق میباشد. در تحقیق پیشنهادی تصمیم بر این است روش جدید و کاملتری جهت مطالعه و آنالیز تحلیلی ارتعاشات عرضی ورق های ترکدار، با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی آن ارائه شود. در این تحقیق یک روش تحلیلی برای تحلیل ارتعاشات عرضی ورق با ترک مورب و طول محدود بر اساس تئوری کلاسیک ورق¬ها ارائه خواهد شد. برای این منظور ابتدا باید معادله¬ی دینامیکی ورق تحت ارتعاش عرضی که دارای ترک سطحی زاویه¬دار نسبت به یکی از لبه¬های ورق است استخراج شود سپس این معادله (معادله دیفرانسیل غیرخطی حاکم بر مسأله) با استفاده از توابع قابل قبول به روش اغتشاشات حل خواهد شد و معادله فرکانسی سیستم که وابسته به دامنه بودن فرکانس ورق ترکدار مرتعش را بیان میکند به صورت تحلیلی بررسی خواهد شد در نهایت نتایج به دست آمده با نتایج موجود در ادبیات فن یا نتایج تجربی مقایسه خواهد شد.

بررسی ارتعاشات عرضی تیرها با توجه به کاربردهای فراوان از اهمیت بالایی برخوردار است؛ حال اینکه حرکت محوری نیز در بیشتر مواقع در سیستم وجود دارد. افزایش حرکت محوری می تواند باعث ناپایداری سیستم شود، همچنین نوسانات و تغییرات سرعت محوری حتی در سرعت های پایین باعث ناپایداری می شود. لذا بررسی ارتعاشات و پایداری اینگونه سیستم ها حائز اهمیت می باشد. در پژوهش حاضر پایداری و ارتعاشات غیرخطی تیر ویسکوالاستیک ریلی با حرکت محوری با در نظر گرفتن میدان تنش غیرموضعی مطالعه شده است. غیرخطینگی در تیر از نوع هندسی بوده و ناشی از تغییرات تنش محوری در طول تیر می باشد. به منظور نشان دادن اثر میرایی، از مدل ویسکوالاستیک کلوین- وویت استفاده شده است. با توجه به کاربردهای فراوان تیرها با حرکت محوری در ابعاد میکرو و نانو، اثر ابعاد سیستم نیز با کمک میدان تنش غیرموضعی مدل شده و سپس با استفاده از اصل همیلتون معادله ی حاکم بر ارتعاشات عرضی سیستم استخراج شده است. پس از بی بعدسازی معادله بدست آمده، با استفاده از روش اغتشاشات مستقیم، بخش خطی معادله و بخش های غیرخطی جدا شده است. معادله ی خطی بدست آمده با استفاده از روش های تحلیلی مقیاس های چندگانه و سری توانی به طور کامل تحلیل شده است و فرکانس های طبیعی، شکل مودهای ارتعاشی و پاسخ سیستم استخراج گردیده است؛ اثر پارامترهایی همچون اینرسی دورانی، ابعاد سیستم و سرعت محوری بر مقادیر بدست آمده بررسی شده است. در ادامه، در معادله ی مرتبه ی بالاتر با استفاده از شرایط حل پذیری مبتنی بر روش مقیاس های چندگانه، اثر غیرخطینگی بر ارتعاشات و پایداری سیستم بررسی شده و پارامترهای ارتعاشی غیرخطی همچون فرکانس های غیرخطی استخراج شده است. به منظور تأیید صحت روش و فرضیات استفاده شده، برخی از نتایج بدست آمده با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه شده است که تطابق خوبی مشاهده می شود.

هدف از انجام این پایان نامه ارائه روابط جدید به عنوان تابع اغتشاش ترک به منظور بررسی رفتار ارتعاشی عرضی تیر ترک دار با ترک خستگی می باشد به طوریکه بتواند با دقت مناسب رفتار ارتعاشی تیر ترک دار را برحسب پارامتر های ترک پیش بینی کند. در مدل مورد نظر اثر ترک به صورت یک اغتشاش پیوسته در میدان جابجایی در نظر گرفته می شود. با مد نظر قرار دادن تاثیر ترک بر توزیع تنش در تیر و با استفاده از تئوری مکانیک شکست میدان تنش در حضور ترک محاسبه می شود. سپس معادله دیفرانسیل غیر خطی حاکم بر ارتعاش عرضی تیر ترک دار با ترک خستگی از روش انرژی استخراج خواهد شد. بعد از حل معادلات حاکم، به بررسی تاثیر پارامتر های ترک بر رفتار ارتعاشات غیر خطی ناشی از وجود ترک خستگی پرداخته می شود.در نهایت نتایج حاصل از مدل تئوری ارائه شده با نتایج بدست آمده از تست های تجربی مورد مقایسه قرار گرفته و دقت مدل مورد بررسی قرار می گیرد. آنالیز رفتار ارتعاشی ترک دار در مود های خمشی از طریق مدل سازی تحلیلی موضوع این پایان نامه است. مطالعه رفتار ترک، نحوه تغییرات تنش، رشد ترک و یا ارائه روش ها و الگوریتم های عیب یابی هدف این پژوهش نمی باشد.

ارتعاشات ماشین های دوار یکی از مسایل مهم مهندسی محسوب می گردد. نابالانسی ماشین های دوار به عنوان عمومی ترین منبع ایجاد ارتعاش، رایج ترین مشکل در سیستم های دوار است. بسیاری از روتورها در معرض تغییر دائمی شرایط بالانس قرار دارند. این تغییرات معمولاً به دلیل سایش در اثر برخورد مواد ساینده، چسبیدن برخی مواد مانند گرد و غبار و ... رخ می دهند. بروز مسایل فوق باعث بالا رفتن ارتعاشات ماشین شده و در نتیجه موجب کاهش عمر قطعات و خرابی المان های ماشین می گردد. اگر نابالانسی مشخص و ثابت باشد با یکبار بالانس کردن مشکل حل می شود اما اگر نابالانسی بسته به شرایط کاری تغییر کند دیگر با یک بار بالانس کردن نمی توان ارتعاشات را کاهش داد. یکی از راهکار های ساده و موثر جهت کنترل و رفع نابالانسی استفاده از بالانسر دینامیکی اتوماتیک است. بالانسر دینامیکی اتوماتیک وسیله ای است که بطور اتوماتیک نابالانسی های متغیر را بدون نیاز به متوقف کردن تجهیزات در شرایط خاص حذف می کند و سیستم را بالانس می کند. روش بالانس اتوماتیک به دو دسته فعال و غیر فعال تقسیم می شود. از بین انواع مختلف بالانسرهای غیر فعال، بالانسر ساچمه ای به علت کاربرد موفقیت آمیز آن در برخی از ماشین آلات و تجهیزات، مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد.

امروزه با توجه به هزینه های سنگین تعمیرات پس از خرابی کامل مهندسین تعمیر و نگهداری روی به روش های پایش وضعیت آورده اند. به منظور تولید و توسعه ی روش های عیب یابی، نیاز به سیگنال های ارتعاشی می باشد. برای بدست آوردن سیگنال های ارتعاشی، می توان از مدل سازی دینامیکی یا از روش های تجربی استفاده نمود. روش های تجربی اغلب وقت گیر و هزینه بر می باشد. لذا وجود یک مدل دینامیکی قابل اعتماد که بتواند پاسخ سیستم را در شرایط مختلف بدست دهد ضروری می باشد در این پایان نامه به ارائه ی یک مدل دینامیکی برای یک سیستم چرخدنده ای پرداخته شده است که قابلیت آشکار نمودن عیوب چرخدنده و یاتاقان را داشته و به منظور افزایش دقت مدل برخی آثار مانند سفتی و میرایی درگیری متغیر با زمان، دینامیک غیرخطی یاتاقان، جدایی دندانه ها هنگام درگیری و ... در آن در نظر گرفته شده است.