شبیه سازی رشد آسیب در مواد نرم و پیش بینی زمان و محل وقوع شکست دراین مواد، یکی از مهم ترین زمینه های مورد نظر طراحان در فرآیندهای شکل دهی است. امروزه یکی از قسمت های مهم نرم افزارهای مبتنی بر روش اجزاء محدود، توانایی پیش بینی مکان و زمان وقوع شکست در بارگذاری های مختلف می باشد. به این منظور امروزه مدل های آسیب گوناگونی در نرم افزارهای المان محدود برای استفاده ی کاربران قرار داده شده است. یکی از مدل های آسیب پر کاربرد که در نرم افزار abaqus نیز وجود دارد مدل آسیب نرم (ductile damage) می باشد. در تحقیق حاضر ابتدا مطالعاتی بر روی مدل های آسیب معتبر صورت گرفته و نحوه ی به کارگیری برخی از مدل ها در نرم افزارهای المان محدود توضیح داده شده است. سپس مدل آسیب نرم مورد بررسی قرار گرفته و پارامترهای ورودی لازم برای انجام شبیه سازی شکست به کمک این مدل آسیب مشخص گردیده است. در ادامه به منظور تعیین پارامترهای لازم، آزمایش های خاصی طراحی و انجام شده و اطلاعات مورد نیاز برای شبیه سازی آسیب نرم بر روی فولاد st12 ، تعیین گردیده است. این آزمایش ها بر روی نمونه های شیاردار با شعاع شیار متفاوت انجام شده و تا لحظه ی شکست نمونه ادامه یافته است، پس از هر آزمایش کرنش شکست ماده در تنش های سه محوره ی متفاوت مشخص شده و پارامترهای لازم برای استفاده از معیار آسیب نرم استخراج شده است. در قدم بعدی به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده در مرحله ی قبل، شبیه سازی های مختلفی در تنش های سه محوره ی متفاوت صورت گرفته و نتایج حاصل از اعمال معیار آسیب نرم با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. در این شبیه سازی ها همچنین سعی شده است که کارایی معیار آسیب نرم در بارگذاری های مختلف مورد بررسی قرار گیرد. همچنین به منظور بررسی نحوه ی رشد آسیب در فرآیند نورد سرد پنج قفسه ای، این فرایند نیز شبیه سازی شده و نتایج حاصل با نتایج تجربی مقایسه گردیده است.

آسیب مواد فرآیندی است قابل رشد که با کاهش تدریجی مقاومت مکانیکی باعث زوال مواد می شود. مکانیک آسیب شاخه ای از مکانیک است که پارامترها و عوامل مکانیکی ناظر بر زوال ماده ی تحت بارگذاریهای مکانیکی را مورد مطالعه قرار می دهد. این پایان نامه به پیاده سازی عددی مدل شکست دو مقیاسی در خستگی های پرچرخه می-پردازد. این مدل حاصل تلاشهای لمتر برای بررسی شکست در خستگی های پرچرخه است که توسط دسمورات توسعه یافته است. مدل معرفی شده در گام نخست به یک مدل عددی قابل پیاده سازی به صورت اجزای محدود تبدیل می گردد. سپس این مدل به صورت یک زیر برنامه با تکیه بر قابلیت تعریف ماده در نرم افزار آباکوس پیاده سازی می گردد. برای راستی آزمایی زیر برنامه نتایج حاصل از تحلیل اجزای محدود در نرم افزار با نتایج محققین مختلف مورد مقایسه قرار می گیرد. در اولین مقایسه، یک استوانه شیاردار برای بارگذاری بدون خستگی مورد استفاده قرار می گیرد پیش بینی محل بروز آسیب بحرانی با نتایج محققین دیگر مورد مقایسه قرار می گیرد. در دومین مقایسه استوانه ای جدار نازک تحت بارگذاری های همزمان خستگی دما و فشار مورد تحلیل قرار می گیرد و پیش بینی زمان وقوع شکست مورد ارزیابی قرار می گیرد. در ادامه مدل تائید شده برای تحلیل مدل شفت گرداننده پره های بالگرد تحت تنش های خستگی مورد استفاده قرار می گیرد. عمر روی گره هایی که دارای حداکثر و حداقل مولفه های تانسور تنش هستند محاسبه و از بین آنها محل بحرانی تعیین می شود.

چکیده یکی از مهم ترین اهداف و چالش های مهندسین مکانیک در زمینه شکل دهی ورق های نازک فلزی، پیش بینی حد شکل دهی و استحکام محصولات است. مکانیک آسیب پیوسته، ابزار جدیدی است که به خوبی توانسته به این نیاز پاسخ دهد. در این تحقیق، ابتدا مدل های آسیب نرم موجود در نرم افزارabaqus مورد بررسی قرار گرفت. نرم افزار فوق برای مواد نرم دارای هفت مدل آسیب است. هر یک از این مدل ها دارای چند پارامتر وابسته به ماده بوده که تعیین پارامترهای فوق نیازمند انجام آزمایش های متعدد است. به منظور ارزیابی مدل های موجود، تعدادی از آزمون های محک انتخاب و توسط مدل های فوق شبیه سازی گردید. با مقایسه نتایج شبیه سازی های عددی و مقالات علمی، مدل های آسیب نرم مناسب جهت شبیه سازی رشد آسیب در فرآیندهای شکل دهی ورق های نازک فلزی معرفی شد. در ادامه مدل آسیب پیوسته نرم لمتر، به دلیل وابسته بودن به فقط یک پارامتر برای ماده انتخاب گردید. مدل فوق برای بررسی شکست نرم در فرآیندهای شکل دهی ورق فلزی به روش اجزاء محدود و روش تجربی توسعه یافت. در گام اول، یک فرمول بندی مناسب برای مسائل الاستیک- پلاستیک تنش صفحه ای با کرنش های محدود همراه با پدیده آسیب استخراج و یک الگوریتم بهینه جهت حل ارائه گردید. در این الگوریتم نوین، به هنگام نمودن تنش ها تنها توسط یک معادله جبری غیرخطی که کارآیی بالا و افزایش سرعت همگرایی را به دنبال دارد، انجام می گیرد. به منظور پیاده سازی این الگوریتم، یک زیربرنامه تنش صفحه ای بهینه (با دقت و سرعت مناسب) مبتنی بر روش اجزاء محدود برای شبیه سازی فرایندهای شکل دهی ورق هم دما نوشته شد. امتیاز اصلی این زیربرنامه، سرعت و دقت بالا، به کارگیری آن در نرم افزار abaqus و استفاده از المان ها، حل گرهای قوی و دیگر امکانات نرم افزار است. همچنین با استفاده از روش ریزسختی سنجی، پارامتر آسیب نرم لمتر برای فولاد st14 در شرایط تنش صفحه ای هماهنگ با شرایط واقعی استخراج گردید. به منظور اعتبار سنجی مدل آسیب نرم، نتایج به دست آمده از مدل با نتایج تجربی مقایسه شد. پس از کسب اعتبار لازم، تعدادی از فرآیندهای متداول شکل دهی ورق نظیر کشش عمیق، هیدرومکانیکال، هیدروفرمینگ، انبساط ورق سوراخدار و پولک زنی شبیه سازی شده و وقوع شکست نرم در آن ها پیش بینی گردید. همچنین به منظور آشکار شدن قابلیت های زیربرنامه کرنش های محدود، نتایج پیش بینی این زیربرنامه در فرآیند پولک زنی با نتایج زیربرنامه کرنش های کوچک مقایسه شد. در آخر با استفاده از مدل فوق، نمودار حد شکل دهی ورق به صورت عددی پیش بینی و با نتایج عملی مقایسه گردید. مقایسه نتایج نشان داد که زیربرنامه تغییرشکل های بزرگ قادر است با دقت بهتری نسبت به زیربرنامه تغییرشکل های کوچک، نمودار حد شکل دهی در ورق را پیش بینی نماید. لذا نتیجه می شود که مدل و زیربرنامه آسیب نرم لمتر می تواند در تعیین حد شکل دهی فرآیندهای شکل دهی ورق نتایج مناسبی ارائه نموده و تعداد مراحل سعی و خطا را کاهش دهد.

در این پایان نامه، با استفاده از روش اجزاء محدود و توسط نرم افزار abaqus، فرآیند آهنگری پره توربین از جنس سوپر آلیاژ پایه نیکل مورد بررسی قرار می گیرد. فرآیند آهنگری به صورت داغ و رفتار ماده تحت فرآیند آهنگری الاستیک – ویسکو پلاستیک و به صورت ایزوتروپ و همگن در نظر گرفته می شود. قانون جریان در پلاستیسیته از قوانین پرانتل – روس تبعیت نموده و معیار تسلیم فون میسس ملاک قرار گرفته است. از المان های سه بعدی هشت گرهی برای شبیه سازی پره و المان دو بعدی چهار گرهی برای شبیه سازی قالب ها و از فرمول بندی اصطکاکی جریمه (پنالتی) برای تعریف خاصیت تماسی مکانیکی و برای پلاستیک شدن جسم و انجام تغییر شکل از روش افزایش جزئی تغییر مکان سنبه، استفاده شده است. مراحل تغییر شکل از شمش استوانه ای اولیه تا پره نهائی طراحی و شبیه سازی شده است و نتایج ترمومکانیکی حاصل از شبیه سازی منجمله نمودار نیروی مورد نیاز جهت انجام فرآیند آهنگری، کرنش و دما آورده شده و روی آن ها بحث شده است. سپس برای تایید شبیه سازی، بار محاسبه شده در فرآیند پیش فرم با روابط تحلیلی و جریان ماده در فرآیند فشاری با نتایج آزمایشات تجربی مقایسه شده است.

کشش عمیق هیدرومکانیکی ورق فلزی یکی از روش های شکل دهی ورق می باشد که جهت برطرف کردن مشکلات موجود در فرایندهای متداول شکل دادن ورق نظیر کشش عمیق سنتی ابداع شده است. با وجود مزایایی که روش کشش عمیق هیدرومکانیکی ورق دارد همانند روش های دیگر با چالش هایی روبرو است، پیدا کردن حد کشش و فشار محفظه مناسب برای جنس ها و پارامترهای فرایند مختلف یکی از چالش هایی است که این روش با آن مواجه است و رفع این مشکل با انجام آزمایشات و سعی و خطا نیازمند صرف هزینه و زمان زیادی خواهد شد. با توجه به پیچیدگی هایی که در تحلیل این فرایند وجود دارد ، از جمله ناحیه متغیر اعمال بار فشار سیال در طول کورس سنبه و پیچیدگی های هندسی شکل قطعه، بررسی فرایند به صورت تحلیلی کار بسیار دشواری است، بنابراین روش های عددی و شبیه سازی در بررسی این فرایند مناسب ترین راه حل به نظر می رسد ، اما حل عددی مسئله نیز نیاز به صرف هزینه و وقت زیاد دارد و برای هر مسئله خاص باید یک حل جداگانه صورت گیرد. با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و سازمان دهی داده های حاصل از آزمایشات تجربی و تحلیل اجزای محدود فرایند در یک شبکه عصبی مصنوعی می توان یک راه حل ساده تر و سریع تر برای حل این مسئله به دست آورد. در این پروژه با سازمان دهی داده های حاصل از شبیه سازی فرایند، در یک شبکه عصبی مصنوعی یک راه حل آسان و سریع برای پیش بینی حد کشش در فرایند کشش عمیق هیدرومکانیکی ایجاد شده است، همچنین برای شبیه سازی فرایند از نرم افزار اجزای محدود abaqus با استفاده از یک روش ابداعی برای اعمال بار فشار سیال نسبت به حرکت سنبه استفاده شده است، همچنین برای پیش بینی پارگی از معیار آسیب نمودارهای حد شکل دهی در شبیه سازی فرایند استفاده شده است. در این پایان نامه دو جنس فولاد کم کربن و آلومینیوم آلیاژی بررسی شده اند. در نهایت روش اجزای محدود یک روش مناسب برای شبیه سازی فرایند کشش عمیق هیدرو مکانیکی می باشد، همچنین استفاده از شبکه عصبی مصنوعی یک روش سریع و آسان برای پیش بینی حد شکل دهی می باشد و تطابق خوبی بین نتایج حاصل از شبیه سازی و نتایج حاصل از شبکه عصبی وجود دارد. با استفاده از روش کشش عمیق هیدرومکانیکی، نسبت کشش 1/3 برای فولاد و نسبت کشش 5/2 برای آلومینیوم حاصل شده است.

استفاده از استوانه های جدار نازکfgm در طول سال های اخیر در محیط های با دمای حرارتی بالا، نظیر راکتور های هسته ای و صنایع هوایی و فضایی با سرعت بالا، کاربرد بسیاری پیداکرده اند. مبحث کمانش در رفتار مکانیکی آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پروژه، کمانش مکانیکی و حرارتی استوانه های جدار نازک fgm تحت بارگذاری شعاعی و محوری در محیط های حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. ماده fgm ترکیبی از فلز و سرامیک فرض شده، خواص ماده به صورت تابعی از ضخامت پوسته،آرام و پیوسته برحسب توزیع توانی نسبتهای حجمی تشکیل دهنده(فلز و سرامیک) تغییر می کند، همچنین خواص ماده وابسته به دما در نظرگرفته شده است. معادلات بر اساس تئوری مرتبه اول پوسته ها و روابط غیرخطی سینماتیک ساندرز می باشند. ابتدا طبق تئوری دانل معادلات تعادل و پایداری استوانه های جدار نازک استخراج و توابع مثلثاتی برای تغییر مکان که شرایط مرزی را ارضا کند، در نظرگرفته شده، نتایج در مورد تکیه گاه ساده تحت 3 نوع شرط مرزی حرارتی ارائه شده است. همچنین با اعمال روش اجزای محدود بر تغییرات دوم انرژی (معیار ترفتز) با صرفنظر کردن از چرخش های قبل از کمانش، پایداری استوانه جدار نازک fgm مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر آن به کمک نرم افزار اجزای محدود abaqus، مقادیر ویژه بار بحرانی محاسبه و نتایج تحلیلی بدست آمده با نتایج نرم افزار مقایسه شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، اثرات تغییرات توان نسبت حجمی، پارامترهای هندسی نظیر نسبت شعاع به ضخامت و نسبت طول به شعاع و محیط حرارتی خارجی بر بار کمانش مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد، بار بحرانی کمانش تحت بارگذاری محوری مستقل از نسبت طول به شعاع است و با افزایش این نسبت فقط تعداد مود شیپ های هندسی کمانش افزایش می یابد، ولی با افزایش نسبت شعاع به ضخامت بار بحرانی کمانش به شدت کاهش می یابد. در بارگذاری شعاعی بار بحرانی کمانش با افزایش نسبت طول به شعاع و نسبت شعاع به ضخامت کاهش می یابد. در هر دو نوع بارگذاری مکانیکی ذکر شده، بار بحرانی کمانش به شدت به توان نسبت حجمی وابسته است و با افزایش توان نسبت حجمی کاهش پیدا می کند. در نهایت کمانش حرارتی تحت 3 نوع بارگذاری تغییرات یکنواخت، خطی و غیر خطی دما در دو حالت خواص وابسته به دما و خواص مستقل از دما بررسی شده است. نتایج کمانش حرارتی نشان می دهد که اختلاف درجه حرارت بحرانی، با افزایش پارامتر هندسی نسبت شعاع به ضخامت وافزایش توان نسبت حجمی، کاهش می یابد. اختلاف درجه حرارت بحرانی در حالت خواص وابسته به دما به مراتب کمتر ازخواص مستقل از دما می باشد. نتایج برای حالات مختلف بارگذاری مکانیکی و حرارتی و چند ترکیب مختلف فلز و سرامیک ارائه و با مقالات دیگران مقایسه شده است.

در این پایان نامه کمانش ورق سوپر بیضوی مدرج هدفمند(fgm) با ضخامت ثابت تحت فشار یکنواخت صفحه ای بر روی هر دو نوع تکیه گاه ساده و گیردار بررسی می شود. محیط ورق توسط تابع سوپربیضی با یک توان، مطابق با اشکالی در محدوده بیضی تا مستطیل تعریف می گردد. مزیت این شکل ورق از دوجهت مهم است یکی گستردگی اشکال و دیگر اینکه گوشه های دارای انحنا سبب پخش تمرکز تنش خواهد شد. خواص مادی ورق مدرج هدفمند در طول ضخامت صفحه توسط یک تابع توانی تغییر می کنند. معادلات تعادل، پایداری و نیز تابع انرژی پتانسیل کل ورق های مدرج هدفمند بر اساس تئوری کلاسیک صفحات نازک استخراج شده و محاسبات توسط دو روش ریلی- ریتز و گالرکین انجام، ونتایج با هم مقایسه می گردند. لازم به ذکر است که کاربرد روش ریلی- ریتز بر مبنای معیار تریفتز بنا نهاده می شود. مطالعه بر روی محدوده وسیعی از ورق های سوپر بیضوی انجام می گردد. بار بحرانی کمانش برای نسبت قطرها، توان های مختلف تابع سوپر بیضوی و همچنین توان های متفاوت کسر حجمی مواد مدرج هدفمند به دست می آید که با نتایج موجود در مقالات مقایسه می گردد. به ازاء توان کسر حجمی صفر بار بحرانی کمانش با بار بحرانی ورق های همگن برابر خواهد شد. تأثیر هر یک از پارامترهای نسبت قطرها، توان شکل سوپر بیضوی و توان کسر حجمی بر روی بار بحرانی کمانش مورد مطالعه قرار می گیرد. در نتایج مشاهده خواهد شد که با توجه به اینکه تابع حدس در حالت تکیه گاه ساده شرایط مرزی نیرویی را ارضاء نمی کند، بنابراین روش گالرکین برای مقادیر کم توان سوپر بیضوی یعنی حالاتی که منحنی های شکل، غالب به خطوط راست آن باشد(اشکال بیضی و نزدیک به آن)، قادر به ارائه جواب های دقیق نمی باشد. هم چنین نشان داده می شود که مقادیر فاکتور کمانش برای اشکال متفاوت ورق های سوپر بیضوی نمی توانند توسط درون یابی بین حل های مشخص بیضی و مستطیل به دست آورده شوند.

در زمینههای مهندسی ترکیب خواص ناسازگاری همچون مقاومت در برابر حرارت ، سایش و مقاومت در برابر خوردگی بهعلاوه چقرمگی، قابلیت ماشینکاری ، قابلیت جوشکاری و ... کاربردهای بسیاری میتواند داشته باشد ، که این خواص ناسازگار در مواد با رفتار تابعی وجود دارد. در این مواد حجم دو ماده ترکیبشونده از یکی به دیگری به صورت تدریجی تغییر پیدا می کند. به این دلیل خواص آنها از جمله مدول الاستیسیته، ضریب انبساط حرارتی، ضریب هدایت حرارتی، ضریب پواسون، و ... دچار تغییرات تدریجی در درون جسم میشوند. شناختهشدهترین نوع fgm از یک فلز و یک سرامیک نسوز ترکیب یافته است. در این پروژه بر اساس تئوری مرتبه اول برشی ورق و هندسه غیر خطی فون کارمن، رفتار پس کمانش متقارن محوری و نامتقارن ورق های مدور با تغییرات تدریجی تابعی، f.g.m. ، تحت بارهای جانبی و داخل صفحه ای بررسی شده است. با معرفی یک تابع نیرو و یک تابع لایه مرزی، معادلات تعادلی که با استفاده از اصل کمینه انرژی پتانسیل بدست می آیند و کوپل هستند، به صورت معادلاتی که مسائل داخلی و لایه مرزی ورق f.g. را بیان می کنند و غیر کوپل هستند تبدیل می شوند. که در نتیجه می توان یک حل تحلیلی برای پس کمانش نامتقارن ورق مدور f.g. ارائه داد. با استفاده از روش اغتشاشات چند پارامتری معادلات تعادل خطی شده و بسط سری های فوریه برای حل معادلات تعادل خطی شده به کار می روند تا حل برای شرایط تکیه گاهی ساده و گیردار تعیین شود. در این بررسی فرض می شود که خصوصیات ماده از جمله مدول یانگ و نسبت پواسون به تدریج در طول ضخامت بر طبق توزیع رابطه توانی کسر حجمی محتویات که شامل سرامیک و فلز است تغییر می کند. نتایج این پروژه با تحقیقات گذشته و در چهار مورد مقایسه و اعتبار سنجی شده است. اثرات خصوصیات مواد، شرایط تکیه گاهی و پدیده ی لایه مرزی بر کمیات پاسخ یک ورق مدور کامل f.g.m. مطالعه و بحث شده است. از نتایج به دست آمده مشخص می شود که پدیده ی دوشاخه شدگی کمانش برای ورق دایروی f.g. فقط در شرایط تکیه گاهی گیردار وجود دارد. علاوه بر این مشخص شد که درجه ی نامتقارن بودن بار داخل صفحه ای هم بر محل وقوع بیشینه خیز و هم بر مود کمانش ورق تأثیر می گذارد. نتایج نشان می دهد که مقدار منتجه تنش شعاعی ورق های f.g. بین مقادیر مربوط به ورق های فلزی و سرامیکی همگن قرار دارد. وجود بار جانبی نامتقارن در شرایط تکیه گاهی گیردار در مقایسه با شرایط تکیه گاهی ساده تأثیر بیشتری بر مقادیر تابع لایه مرزی در لبه ورق دارد. هم چنین نشان داده شد که عرض لایه مرزی تقریباً با ضخامت ورق برابر است.

نیاز روز افزون انسان در به کار گیری مواد جدید بر آن شده است تا همواره موادی جدید با خواص مطلوب در اختیار بشر قرار گیرد. مواد مرکب از جمله این مواد هستند که در جهت استفاده از خواص چند مواد به صورت همزمان به وجود آمده اند. مواد مرکب مدرج دارای تغییر تدریجی خواص در طول ضخامت خود بوده و درصنایع مختلفی از جمله هوافضا کاربرد دارند. در این پروژه تحلیل بار کمانش صفحه مستطیلی از جنس مواد مرکب مدرج که ضخامت آن به صورت سینوسی در طول و در عرض ورق تغییر می کند. ضخامت ورق در ابتدا و انتها ثابت و به تدریج که به مرکز ورق رفته از ضخامت ورق کاسته می گردد. ضریب پواسون به علت تغییرات کم ثابت گرفته می شود. مدول الاستیسیته به صورت پیوسته در طول ورق تغییر می کند. ماده مرکب از دو جزء فلز وسرامیک ساخته شده است که جنس جزء فلز آن از آلومینیوم می باشد. مواد fgm مواد مرکبی هستند که به صورت میکروسکوپی، ناهمگن می باشند و خواص مکانیکی آنها به صورت پیوسته از یک سطح تا سطح دیگر تغییر می کند. این مواد ساخته شده از مخلوط فلز و سرامیک یا ترکیبی از فلزات مختلف می باشند. مواد سرامیکی در تنش های فشاری دماهای بالا مفید هستند. خواص منحصر به فرد این مواد اولاً به دلیل ماهیت کامپوزیتی آنها و در درجه ی دوم به دلیل تغییرات نرم خواص فیزیکی در فصل مشترک این مواد می باشد که به نوبه ی خود با کاهش تنشهای پسماند و همچنین کاهش تمرکز تنش در فصول مشترک و افزایش خواص مکانیکی همراه می باشد. قابل توجه ترین تفاوت بین مواد مرکب مدرج و مواد همگن قراردادی در نیازهای هدفمند مواد، طرح و کنترل میکروساختار غیرهمگن ماده، قرار دارد. بنابراین ایده مواد مدرج در زمینه های مختلفی قابل استفاده هستند، به عنوان مثال در جائی که مواد مختلفی در یک ماده گنجانیده شده اند. آنچه در مورد کامپوزیتهای سنتی قابل ذکر است، اینست که همه ی آنها ترکیبی همگن بودند که در بین اجزای آنها یک تعادل برقرار بود که این تعادل بین مزیت های خواص اجزاء کامپوزیت می بایست وجود داشته باشد. اما در مواد مرکب مدرج وجود این تعادل دیگر از بین رفت و به طور کلی هر جزء می توانست به طور مستقل خواص خود را حفظ کند. در مواد مرکب هدفمند خاصیت از یک طرف تا طرف دیگر تعییر می کند، به عنوان مثال یک طرف مقاومت مکانیکی مناسب و طرف دیگر مقاومت حرارتی بالا دارد یعنی یک ماده با دو جنبه ی کاربردی که این نیز از دیگر مزیت های مواد مرکب مدرج می باشد. همچنین از دیگر مزیت های مواد مرکب مدرج فلز ـ سرامیک آن است که جزء سرامیکی آن مقاومت حرارتی بسیار بالائی فراهم می آورد در حالی که جزء فلزی آن از شکست جلوگیری می نماید. در این پروژه تاثیر پارامترهای کمانش بر روی ورق بررسی شده است. شرایط مرزی در چهار لبه ورق به صورت تکیه گاه ساده و گیردار در نظر گرفته شده است. برای به دست آوردن بار کمانش ورق از روش گالرکین استفاده شده است. بار کمانش به صورت یک نیروی ثابت به صورت محوری و در جهت x به ورق وارد می شود. معادلات تنش و کرنش ورق از تئوری کلاسیک صفحات و تئوری صفحات نازک محاسبه گردیده است.

در این رساله به تحلیل پایداری حرارتی نانوصفحات گرافنی تک لایه و چند لایه تحت فشار دومحوره با خواص ارتوتروپیک پرداخته شده است. از جمله ویژگی های منحصر به فرد گرافن می توان به اندازه نانومتری ، سختی و استحکام مکانیکی بسیار زیاد ، قدرت رسانایی الکتریکی و حرارتی بسیار بالا ، انعطاف پذیری و خاصیت مغناطیسی اشاره کرد. این ویژگی های منحصر به فرد باعث شده تا این ماده مورد توجه دانشمندان در حوزه های مختلف قرار گیرد. به دلیل اهمیت موضوع کمانش در این صفحات، در این پروژه کمانش حرارتی روی صفحات گرافن مورد بررسی قرار گرفته است . برای بررسی اثرات مقیاس کوچک از تئوری غیر محلی ارینگن در استخراج معادلات ساختاری استفاده شده است. این تئوری به دلیل تطابق خوب نتایج آن با نتایج شبیه سازی های اتمی انتخاب شده است. برای استخراج معادلات کمانش نانوصفحات ارتوتروپیک از تئوری کلاسیک صفحات و برای حل معادلات استخراج شده از روش گالرکین استفاده شد. از نقاط قوت روش گالرکین در حل عددی می توان به مسائل مقدار ویژه نظیر مسئله کمانش که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است، اشاره کرد. حل معادلات جبری حاصل در یک مرحله و نیز دو مرحله در قالب آنالیز یک مرحله ای و دو مرحله ای ارائه شده که مطالعه شرایط مرزی متنوع را میسر می کند. توابع شکل لاگرانژی و توابع شکل هارمونیک به ترتیب در آنالیز های یک و دو مرحله ای اتخاذ شده است. در ادامه توسط یک برنامه در محیط نرم افزار matlab اقدام به حل مسئله شد و تاثیر پارامترهای مختلف بر بار بحرانی مطالعه گردید. از روش حل ناویر برای اعتبارسنجی نتایج بهره گرفته شد. برای نتیجه گیری بهتر از پارامتر جدیدی به نام نسبت بار حرارتی استفاده شد و همچنین بار بحرانی کمانش در راستای x بدون بعد شد . در مورد نانوصفحات تک لایه اثرات حرارتی بر بار کمانش با لحاظ هندسه های لوزی و ذوزنقه بررسی، تغییرات نسبت ارتوتروپیک و نیز تنوع تکیه گاه اعم از ساده و گیردار در تحلیل پایداری حرارتی لحاظ و میزان تاثیر آن بر بار حرارتی مطالعه شد. همچنین تاثیر ضریب مقیاس کوچک به ازای مودهای مختلف و نیز تاثیر پارامترهای هندسی تاثیر گذار بر بار حرارتی مطالعه گردید. اثر پارامترهای هندسی مطالعه شده شامل زاویه لوزی، نسبت ابعاد ذوزنقه، زاویه اریب متوازی الاضلاع، نسبت منظر مستطیل بر بار کمانش در نمودارهای مجزا به ازای ضرایب مقیاس مختلف رسم شد. در نوع دیگری از تحلیل، اثر تغییر ابعاد صفحه با انتخاب نوع خاصی از تکیه گاه در هر مرحله منجر به ارائه محدوده ابعادی مجاز برای استفاده از تئوری غیر محلی ارینگن گردید. در مورد نانوصفحات چند لایه از مدل وینکلر- پسترناک برای شبیه سازی تراکنش بین لایه ای واندروالس و بستر الاستیک بهره گرفته شد. در مورد نانوصفحات چند لایه نیز اثرات مجزای هر یک از پارامترهای سختی وینکلر، پسترناک و تراکنش بین لایه ای بر تغییرات بار حرارتی مطالعه گردید. نتایج حاکی از آن است که هر یک از پارامترهای مذکور نسبت مستقیم با تغییرات بار کمانش دارند. در نهایت بررسی اثر افزایش تعداد لایه ها در نانوصفحات چند لایه نیز مطالعه شد. این مطالعه نشان می دهد با افزایش تعداد لایه ها محدوده پایداری به طور چشمگیری افزایش می یابد.

این رساله ی دکتری پیرامون توسعه ی مفاهیم و کاربردهای روش سلول محدود (رسم) است. رسم تلفیقی است از روش المان محدود درجه بالا (رامب) و روش دامنه ی مجازی که درآن نیازی به انطباق شبکه بر مرزهای فیزیکی نیست. در این روش، مرز به یک دامنه ی ساده گسترش می یابد که می توان آن را با یک شبکه ی ساده گسسته سازی کرد. بنابراین، تلاش برای ایجاد شبکه ای منطبق بر مرزهای فیزیکی، جای خود را به یک مساله ی انتگرال گیری دقیق می دهد. بهره گیری از روش بهینه ی انتگرال گیری به افزایش کارایی رسم می انجامد. در این رساله سعی بر آن است تا در ادامه تحقیقات انجام شده در زمینه ی رسم، ابتدا به بهبود روش انتگرال گیری و سپس گسترش این روش جهت حل مسایل الاستوپلاستیک پرداخته شود. بدین منظور ابتدا روش های استاندارد انتگرال گیری با کاربرد در انتگرال گیری های ناپیوسته بحث و بررسی می شوند که معروفترین آنها روش گاوس-کوادرچر است. سه روش انتگرال گیری جدید نیز با عنوان وزنها و نقاط انتگرالگیری اصلاح شده، تابع معادل مرتبه پایین و روش انتگرالی تطبیقی در این رساله معرفی می گردند. در بین این روش ها، روش انتگرالی تطبیقی به عنوان روش بهینه برای استفاده در رسم معرفی شده و در مسایل مختلف عددی مورد تایید قرار می گیرد. در ادامه، با بهره گیری از روش انتگرالی تطبیقی رسم برای مسایل الاستوپلاستیک پیاده سازی می شود. مسایل دو بعدی و سه بعدی حل شده حاکی از دقت بالای رسم در حل مسایل الاستوپلاستیک است. دقت رسم با روش المان محدود (رام) نیز سنجیده شده که نتایج عددی نشان دهنده ی دقت بالاتر در رسم است. در انتها رسم در نرم افزار abaqus پیاده سازی می شود تا راه برای تجاری سازی رسم هموارتر گردد.

یکی از مسائل مهم در شکل دهی به روش هیدروفرمینگ پیش بینی و جلوگیری از عیوب احتمالی از جمله چروکیدگی و پارگی می باشد.این عیوب مستقیما به فشار اولیه، فشار نهایی و همچنین تغذیه محوری در طول فرآیند بستگی دارد.لذا انتخاب یک مسیر اعمال فشار مناسب و متناسب با تغذیه محوری دارای اهمیت بالایی می باشد.از مسائل مهم دیگر در فرآیند هیدروفرمینگ لوله، تولید قطعه کار با گوشه های پر شده کامل همراه با توزیع ضخامت یکنواخت می باشد. در قالب های متداول هیدروفرمینگ لوله، برای ایجاد قطعه کار سالم با گوشه پر شده نیاز به افزایش فشار بوده است که باعث پارگی در ناحیه گوشه های قطعه کار می شود. قالب جدید ارائه شده برای تولید قطعات دو پله ای جعبه ای شکل کاربرد دارد. از جمله مزایای این قالب نسبت به قالب های متداول هیدروفرمینگ، داشتن چهار بوش متحرک در درون قالب برای ایجاد پله های پر شده کامل می باشد. حرکت بوش های متحرک باعث می شود که قطعه کار در هنگام تغذیه با حرکت همزمان بوش ها حرکت کند که باعث از بین رفتن اصطکاک بین قالب و قطعه کار در محل قرار گیری بوش ها می شود.همچنین فاصله حرکتی بین قطعه کار و قالب صفر می شود و در نهایت قطعه کار تولید شده دارای گوشه های کناری پر شده و کامل می باشد.مراحل شکل دهی لوله در مجموعه قالب جدید بدین ترتیب است که ابتدا لوله درون قالب قرار گرفته و توسط اورینگ های نصب شده در انتهای سنبه ها، از دو طرف آب بندی می شود. سپس روغن پرفشار از واحد هیدرولیک و از طریق سوراخ مرکزی سنبه بالایی به داخل لوله اعمال می گردد. پس از افزایش فشار و بشکه ای شدن لوله، سنبه بالایی توسط دستگاه پرس به سنبه پایینی نزدیک می شود. در اثر این حرکت، دو بوش بالایی و پایینی کوچک (مرکزی) نیز به طور همزمان به یکدیگر نزدیک شده و پله اول شکل گرفته می شود.در مرحله بعد فشار را تا مقدار صفر کاهش داده و دو بوش جعبه ای بزرگ را به اندازه تغذیه نهایی به سمت بیرون حرکت داده و بعد از این مرحله فشار سیستم تا مقدار نهایی بالا برده و همزمان با حرکت سنبه بالایی به سمت سنبه پایین، چهار بوش در نظر گرفته به سمت هم حرکت کرده و پله دوم شکل میگیرد. از دیگر مزایای این قالب ،داشتن فشار شکل دهی پایین،ساختارساده قالب و کاهش هزینه ماشین کاری نسبت به قالب های متداول هیدروفرمینگ لوله می باشد.

در این تحقیق، نخست به بررسی کمانش استاتیکی نانولوله های کربنی به کمک یک مدل جدید و بر پایه تئوری ناموضعی، روش های انرژی، حساب تغییرات و تئوری گرادیان کرنش پرداخته می شود. با این مدل پیشنهادی، معادله های حاکم و شرایط مرزی ناموضعی برای نانوتیرهای تیموشنکو استخراج و برای نخستین بار، پاسخ بسته و دقیق مساله کمانش محوری نانوتیرها با شرایط مرزی گوناگون محاسبه می گردد. در ادامه ی این تحقیق، به بررسی کمانش دینامیکی در نانولوله های کربنی دو دیواره با استفاده از مدل های ناموضعی تیر اویلر- برنولی، تیموشنکو و پوسته های استوانه ای دانل پرداخته می شود. هم چنین اثرهای ناموضعی، بستر الاستیک پسترناک، میدان گرمایی و اینرسی دورانی نیز بر روی کمانش دینامیکی این نانوسازه ها بررسی می گردد. پس از آن تحلیل کمانش دینامیکی ضربه ای یک نانولوله کربنی دو دیواره به صورت غیرخطی و به کمک تئوری ناموضعی انجام می گیرد. در این حالت بارگذاری محوری به صورت یک پالس و در مدت زمان محدود اعمال و کمانش دینامیکی ضربه ای نانولوله ها به صورت غیرخطی تحلیل می گردد. در پایان نیز پخش موج در نانولوله های کربنی در اثر عوامل مختلفی مانند اثرهای ناموضعی، نیروی فشاری، بستر الاستیک پسترناک، میدان گرمایی، اینرسی دورانی و نیروهای واندروالس بررسی می شود. پس از تحلیل های انجام شده و برای اعتبارسنجی مدل های ارایه شده، نتایج به دست آمده در این تحقیق با نتایج عددی موجود در مراجع دیگر مقایسه شده است. این مقایسه نشان می دهد که مدل ساختاری ارایه شده بر پایه ی تئوری ناموضعی نسبت به سایر تئوری های کلاسیک بسیار دقیق تر می باشد و به پاسخ های به دست آمده از روش دینامیک مولکولی (md) نزدیک تر است. از کاربردهای بسیار جدید این زمینه می توان به طراحی نانو حس گرهای واقع در یک محیط زیستی برای تشخیص عوامل بیماری زا اشاره نمود که می تواند در یک لحظه تمامی اثرهای گفته شده را در بر گیرد.

عواملی که سبب عدم تقارن فرایند نورد میشوند عبارتند: از اختلاف سرعت غلتک و اختلاف شرایط اصطکاکی غلتکها در تماس با سطوح ورق، مهمترین مزیت این نورد نسبت نورد متقارن کاهش مقدار نیروی لازم برای انجام فرایند است. اما در کنار این مزیت پدیده نامطلوبی که در این نوع نورد اتفاق می افتد انحنای ورق خروجی در هنگام ترک ناحیه نورد است در این پایان نامه پارامترهای نورد نامنقارن از قبیل نسبت سرعت غلتکها شعاع و فاکتور اصطکاک هر یک از غلتک ها به گونه ای تعیین شده اند که بدون اعمال نیروی خارجی انحنای ورق خروجی حذف شود و از بین حالتهای ممکن حالتی که نیروی نورد کمترین مقدار را داشته باشد تعیین شده است. بدین منظور پس از تعیین مدل ریاضی فرایند نورد و قیود حاکم بر محدوده تغییرات پارامترها یک مساله بهینه یابی تعریف شده و با استفاده از یک کد الگوریتم ژنتیک پارامترهای مورد نظر تعیین شده اند. در تحلیل فرایند نورد نامتقارن روش تعادل المانی اصلاح شده به کار گرفته شده است.

فرآیند کشش عمیق یک فرآیند انعطاف پذیر و ارزان قیمت است که برای تولید قطعات به صورت انبوه مورد استفاده قرار می گیرد. قابلیت کشش ورق-های فلزی در فرآیند کشش عمیق توسط نسبت کشش مشخص می شود که متاثر از خواص جنس ورق و پارامترهای فرآیند کشش عمیق می باشد. تعیین حد شکل دهی یکی از چالش های مهم در این فرآیند محسوب می گردد. حد نسبت بزرگ ترین قطر ورق (d_max)، به قطر فنجان ( d ) که بدون شکست و پارگی تبدیل می شود، حد نسبت کشش نامیده می شود. ارتباط بین حد نسبت کشش یک ورق فلزی با خواص مواد آن و پارامترهای فرآیند، برای بهبود توانایی کشش ورق ها، بسیار ضروری می باشد. زیرا هر چه این نسبت بزرگتر باشد، ارتفاع فنجان نیز بلندتر خواهد بود. حل عددی مسئله نیز، نیاز به صرف هزینه و وقت زیاد دارد و برای هر مسئله خاص باید یک حل جداگانه صورت گیرد. در این جا حد نسبت کشش در فرآیند کشش-عمیق با تکیه بر اطلاعات تجربی و شبیه سازی به روش اجزای محدود، توسط یک شبکه عصبی پیش بینی می گردد. لذا هدف این است که با سازماندهی داده های حاصل از تحلیل اجزای محدود فرآیند در یک شبکه عصبی، یک تابع ریاضی تولید نمود، و یک راه حل ساده تر و سریع تر برای حل این مساله به دست آورد. از آن جا که حد نسبت کشش تحت تاثیر پارامترهای مختلفی است در این جا تاثیر پارامترهای مختلفی از قبیل: ضخامت ورق، ضریب اصطکاک، شعاع انحنا قالب، شعاع انحنا سنبه، نیروی ورق گیر و سرعت سنبه، مورد بررسی قرار گرفته اند. به منظور بانک اطلاعات برای آموزش شبکه عصبی مصنوعی جهت تعیین حد نسبت کشش، پارامترهای ذکر شده در سطوح مختلف مطابق با آرایه l_27 تاگوچی ترکیب شده و فرآیند کشش عمیق برای 27 حالت متفاوت شبیه سازی و حد نسبت کشش برای هر کدام از حالت ها به روش سعی و خطا به دست می آید. شبیه سازی فرآیند توسط نرم افزار اجزای محدود abaqus انجام شده که نتایج آزمایشات تجربی موید درستی نتایج حاصل از شبیه سازی می باشند. از معیار آسیب نمودار حد شکل دهی برای پیش بینی شروع آسیب ورشد آن در فرآیند استفاده و حد شکل پذیری ورق تعیین می شود. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی به عنوان داده های آموزشی جهت آموزش شبکه استفاده می شود. مدل سازی شبکه عصبی و تست آن توسط نرم افزار متلب انجام شده-است. بنابراین با سازماندهی داده های حاصل از شبیه سازی فرآیند، در یک شبکه عصبی مصنوعی یک را ه حل آسان و سریع برای پیش بینی حد نسبت-کشش در فرآیند کشش عمیق قطعات مستطیل شکل ایجاد شد و به این ترتیب رابطه بین نسبت کشش و پارامترهای مختلف فرآیند تعیین می شود. در پایان مشاهده می شود که روش شبکه های عصبی به نحوه قابل قبولی می تواند حد نسبت کشش را برای حالت های جدید پیش بینی کند.

اجزای مکانیکی یا سازه ای که همزمان در میدانهای مکانیکی، حرارتی و مغناطیسی عمل می کنند با پیشرفت سریع الکترومکانیک، روز به روز افزایش می یابند. به همین دلیل، در دهه های اخیر یک حوزه جدیدی ایجاد شده است که اثر متقابل بین میدانهای الکترومغناطیسی و دما و کرنش را بررسی می کند. این رشته جدید مگنتوترموالاستیسیته نامیده می شود.تیوری مگنتوترموالاستیک که با اثر متقابل بین تنش ، کرنش ، دما و میدانهای الکترومغناطیسی سر و کار دارد ، به علت کاربرد گسترده آن در زمینه های گوناگون مانند شاتلهای فضایی، هواپیماهای مافوق صوت، موشک ها و راکتها، راکتورهای هسته ای، اجزای ذخیره مغناطیسی و ... در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. همچنین مواد هدفمند (fgm) مواد مرکب غیر همگنی هستند که از دو یا چند ماده مختلف تشکیل شده و ترکیب یا درصد حجمی اجزاء تشکیل دهنده آن به طور پیوسته و به عنوان تابع موقعیت در امتداد یک یا دو بعد خاص متغیر است . در نتیجه خواص و ساختار آنها به طور پیوسته در امتداد همان ابعاد تغییر خواهد کرد. از این مواد اکثرا در مواردی که همزمان به مقاومت خوب حرارتی و مکانیکی نیاز داریم استفاده می شود. در نتیجه استفاده از این مواد در سازه های در معرض بارگذاریهای مگنتوترموالاستیک بسیار مناسب به نظر می رسد. در این پایان نامه یک آنالیز تحلیلی برای مسیله مگنتوترموالاستیک یک بعدی در یک مخزن جدار ضخیم ساخته شده از ماده fgm که در یک میدان مغناطیسی یکنواخت و میدان حرارتی گذرا و تحت فشار داخلی قرار دارد با استفاده از روش تحلیلی و به کمک تبدیلات انتگرالی بدست آمده است. ناهمگنی در ماده فرض شده است تا در طول ضخامت ماده بطورشعاعی از یک تابع توزیع توانی تبعیت کند. نمودار تنش های شعاعی و محیطی وشدت میدان مغناطیسی القایی در نقاط مختلف شعاع کره بدست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. همچنین اثر دمای اسمی، شدت میدان مغناطیسی اولیه، ضخامت مخزن و ثابت ناهمگنی روی امواج مگنتوترموالاستیک بررسی شده است.در نهایت برای اثبات دقت محاسبات و روش بکار رفته در این پایان نامه، نتایج بدست در یک حالت خاص با یکی از مقالات موجود مقایسه شده است که حاکی از دقت خوب نتایج است.

فرآیند اسپینینگ یک روش تولید بدون براده برداری برای شکل دهی اجسام متقارن و نامتقارن محوری می باشد. این روش یک فرآیند فرم دهی پلاستیک نقطه ای بوده و طی آن یک صفحه تخت و یا یک قطعه کار استوانه ای با حرکت محوری و شعاعی و یا فقط محوری ابزار به شکل مورد نظر فرم داده می شود. اسپینینگ یک روش تولید اقتصادی , موثر و متنوع است. اسپنینگ را می توان به 3 دسته ی عمده تقسیم نمود : شکل دهی برشی , شکل دهی سیلانی و اسپنینگ لوله. در این پایان نامه از روش های شکل دهی سیلانی و اسپینینگ لوله برای تولید قطعه ی مورد نظر استفاده می شود. برای طراحی فرآیند شکل دهی سیلانی و بهینه سازی فرآیند اسپینینگ لوله از شبیه سازی المان محدود استفاده می شود. روش شبیه سازی این فرآیندها با نرم افزار abaqus به طور کامل شرح داده شده است. نتایج تیوری و عملی ثبت شده در مقاله ها و کتاب های مختلف در مورد فرآیندهای شکل دهی سیلانی و اسپینینگ لوله نیز شرح داده می شوند که می توانند در طراحی این فرآیندها به کار آیند.

امروزه یکی ازپارامترهای تولید،کاهش قیمت همراه با کیفیت قطعه نهایی می باشد. بدین منظورصنایع برای تولید به روشهای جدیدی که بتوانند خواسته آنان را تامین کنند روی می آورند. یکی ازروشهایی که صنایع به ویژه صنایع خودروسازی برای ساخت قطعات خود به آن روی آورده اند روش تیوب هیدروفرمینگ می باشد. روش هیدروفرمینگ یکی ازروشهای هوشمندانه، ساده و دقیق در شکل دهی می باشد. با این روش تولید قطعات به صورت یکپارچه و یک مرحله ای امکان پذیر بوده و این یکی از مهمترین مزایای این روش می باشد. در این پایان نامه ابتدا پروسه تیوب هیدروفرمینگ وفاکتورهای موثر برآن مورد بررسی قرارگرفته شده است. سپس ناپایداری پلاستیک برای موارد ناپایداری کمانش و چروک خوردگی مورد بررسی قرار گرفته، و در ادامه روش تیوب هیدرو فرمینگ برای قطعه transition piece توضیح داده شده وپارامتر های اساسی برا ی تولید این قطعه به کمک نرم افزار6.7-1 abaqus/explicit استخراج شده است ومواردی جهت فرآیند تولید آن به این روش پیشنهاد شده است.

فرآیند هیدروفرمینگ یکی از روش های نسبتاً نوین شکل دهی فلزات است که به مرور به یکی از روش های مهم شکل دهی و به ویژه شکل دهی لوله در صنعت تبدیل شده است. علت این امر مزایای گسترده این فرآیند در افزایش قابلیت های مطلوب قطعه از جمله افزایش استحکام، کاهش وزن، کاهش عملیات های ثانویه بر روی قطعه و دستیابی به تلورانس های ابعادی دقیقتر می باشد. با گسترش استفاده از المان محدود و توسعه مفاهیم مربوطه، استفاده از نرم افزارهای آنالیز المان محدود، به علت پیچیدگی ذاتی فرآیندهای هیدروفرمینگ به عنوان یک ضرورت مطرح گردیده است و روز به روز بر تعداد مقالات مرتبط افزوده می شود. لذا در تحقیق حاضرنیز از نرم افزار"abaqus 6.6-1explicit" جهت شبیه سازی فرآیند هیدروفرمینگ یک قطعه y-شکل ضمن در نظر گرفتن اثر پانچ معکوس استفاده و نشان داده می شود که به کار بردن پانچ معکوس می تواند تا حد زیادی در پیشگیری از واماندگی ها موثر باشد. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی مقایسه شده است. در ادامه نیز به بررسی اثر پارامترهای مختلف بر روی قابلیت شکل پذیری قطعه فوق الذکر پرداخته شده و نهایتا با استفاده از شبکه های عصبی(neural network) فرآیند فوق الذکر مدل گردیده و از نتایج آن جهت بهینه سازی ارتفاع برآمدگی(protrusion) به کمک الگوریتم ژنتیک (genetic algorithm) استفاده شده است.

فرایند هیدروفرمینگ نوعی از روش های شکل دهی است که در آن از سیال با فشار بالا ، برای شکل دهی ورق و لوله استفاده می شود.اگر در این فرایند از ورق استفاده شود آن را هیدروفرمینگ ورق و اگر از لوله استفاده شود هیدروفرمینگ لوله می نامند.هیدروفرمینگ لوله یکی از کاربردهای هیدروفرمینگ می باشد و یک روش ایده آل برای ساخت قطعات پیچیده،به صورت دقیق و یکپارچه است به طوری که قطعه ای دارای سبکی نسبی و ضخامت دیواره یکسان و از استحکام بالاتری نسبت به سایر روش ها،تولید شود.در هیدروفرمینگ لوله با ایجاد فشار بالای سیال در داخل لوله و اعمال جابجایی محوری به دو سر لوله ، لوله شکل قالب را به خود می گیرد.با پیشرفت هایی که در زمینه ابزارهای ماشین، سیستم های هیدرولیکی فشار بالا، درزبندی، مواد قطعه کار، روغن کاری و فرایندهای کنترل کامپیوتری شده؛هیدروفرمینگ به عنوان یک تکنیک در شکل دهی صفحات فلز شناخته شده است. در فصول اول ودوم این پایان نامه به تاریخچه و شرح این فرایند فرایند پرداخته شده است. پارامترهای زیادی در این فرایند تاثیرگذار هستند که برای یک ماده و هندسه خاص، مسیر بارگذاری (فشار داخلی - جابجایی محوری) مهمترین پارامتر در طراحی قطعه هیدروفرم است.اهمیت این مسئله به گونه ای است که اگر به جسم فشار و نیروی محوری بر حسب جابجایی محوری به طور نامناسب اعمال شوند،امکان ترکیدگی ،چروکیدگی و کمانش در لوله به وجود می آید؛ با توجه به این ، در فصل سوم حل تحلیلی بر روی فرایند هیدروفرمینگ لوله انجام شده است و مشاهده شده هر یک از مقادیر فشار، نیروی محوری و جابجایی محوری در ناحیه پلاستیک به دو پارامتر مستقل 1? (افزایش شعاع لوله) و ? (نسبت تنش) بستگی دارد؛ لذا در فصل چهارم با پیدا کردن محدوده مناسب ? بر حسب افزایش شعاع لوله (1? )، برای لوله ای متقارن با مشخصات هندسی و مکانیکی معین، مسیر بارگذاری (فشار داخلی - جابجایی محوری ) به دست آمده است.در نهایت در فصل پنجم با حل عددی توسط نرم افزار abaqus نظر به مسیر بارگذاری به دست آمده ، مقدار تغییرات ضخامت در وسط لوله با حل تحلیلی مقایسه شده است.

برای تشخیص سلامت دستگاه¬های نورد گرم مجتمع فولاد مبارکه تست کالیبراسیون انجام می¬شود.در این تست نیرویی از مرتبه¬ی نیروی نورد به مدت حدوداً شش ثانیه اعمال می¬شود و سپس پس از آن نیرویی از مرتبه¬ ای پایین تر به مدت حدوداً شش ثانیه اعمال می¬شود.بعد از هربار تعویض غلتک و یا عدم تنظیم سیستم کامپیوتری تست کالیبراسیون انجام می¬شود.در تست کالیبراسیون شرایطی همانند شرایط هنگام نورد ایجاد می¬شود با این تفاوت که در شرایط کالیبراسیون ورق بین غلتک¬های کار وجود ندارد.این تست می-تواند به عنوان ابزاری مناسب برای تخمین شرایط نورد به کار برده شود واز نتایج این تست می¬توان برای تصمیم گیری در مورد انجام یا عدم انجام نورد استفاده کرد. در قفسه¬های نهایی واحد نورد گرم مجتمع فولاد مبارکه نوساناتی در نیروی کالیبراسیون مشاهده شده است که نگران کننده می¬باشد چون ممکن است این نوسانات در نهایت منجر به کیفیت پایین محصول نهایی شود.یکی از اهداف این تحقیق اینست که از روی نوسانات مشاهده شده در تست کالیبراسیون بتوان عیوب سخت افزاری و میزان خرابی را به تفکیک مشخص کرد تا در صورت تشخیص بحرانی بودن شرایط از انجام نورد جلوگیری گردد. منحنی¬های مربوط به نیروها در تست کالیبراسیون در نرم افزار ایباآنالایزر بیانگر اینست که قدر مطلق بیشینه¬ی دامنه¬ی نوسانات تقریباً ثابت است و وقوع ارتعاشات اجباری محتمل به نظر می-رسد.هدف اصلی این پروژه تعیین عوامل سخت افزاری است که باعث این گونه ارتعاشات می¬شوند. برای نیل به هدف فوق الذکر ابتدا باید مدل ریاضی مناسب برای دستگاه نورد تهیه شود.مدل دستگاه شامل دو مدل عمودی و پیچشی می¬باشد.سپس معادلات دیفرانسیل مربوطه استخراج می¬گردند.درگام بعدی باید ضرایب سختی عمودی،ضریب سختی پیچشی معادل و ممان اینرسی جرمی معادل بدست آید.سپس اثر عوامل سخت افزاری شامل عیوب خروج از مرکزیت وبیضی گونی غلتک¬های کار وپشتیبان،مقاومت در برابر غلتش، عدم همراستایی در کوپلینگ¬های چرخ دنده،عیوب موجود در چرخ دنده¬ها و انواع عیوب موجود در یاتاقان¬های غلتشی در معادلات دیفرانسیل بدست آمده وارد می¬شود و این اثرات به صورت تغییرات نیرو و یا به صورت تغییرات گشتاور بر مدل¬های عمودی و پیچشی اعمال می¬شوند.در نهایت معادلات با استفاده از نرم افزار simulink به صورت کوپله حل می¬گردند.لازم به ذکر است تمامی پارامترهای مدل براساس نقشه¬ها و اطلاعات موجود در مجتمع فولاد مبارکه می¬باشد. جواب¬های بدست آمده با جواب¬های ایباآنالایزر مقایسه¬ می¬شود.در ابتدا جواب¬ها با استفاده از نرم افزار matlab و تبدیل فوریه¬ی سریع به حوزه¬ی دامنه بر حسب فرکانس برده می¬شوند.جواب¬های ایباآنالایزر هم می¬بایست به حوزه¬ی دامنه بر حسب فرکانس برده شود.در ادامه فرکانس¬ها و دامنه¬های بدست آمده از شبیه سازی با فرکانس¬ها و دامنه¬های موجود در ایباآنالایزر مقایسه می¬گردند تا نوع عیب و شدت خرابی مشخص شود. از نتایج شبیه سازی مشخص می¬شود که عیوبی بر نوسانات نیروی کالیبراسیون تأثیر گذارند که در مدل عمودی وارد می¬شوند و در واقع به صورت تغییرات نیرو ظاهر می¬شوند.از جمله¬ی این عیوب می¬توان به خروج از مرکزیت وبیضی گونی غلتک¬های کار وپشتیبان و انواع عیوب موجود در یاتاقان¬های غلتشی اشاره کرد.به عبارت دیگر عیوبی که در مدل پیچشی وارد می¬شوند و به صورت تغییرات گشتاور هستند نظیر مقاومت در برابر غلتش، عدم همراستایی در کوپلینگ¬های چرخ دنده و عیوب موجود در چرخ دنده¬ها بر نوسانات نیرو در تست کالیبراسیون تأثیر قابل توجهی ندارند.از مقایسه¬ی نتایج با جواب¬های ایباآنالایزر مشخص می¬شود که خروج از مرکز وبیضی گونی از مهم ترین عیوب هستند و با افزایش میزان خروج از مرکز یا بیضی گونی ،دامنه¬ی نوسانات هم به همان نسبت افزایش می یابد و یکی از قابلیت¬های برنامه¬ی نوشته شده اینست که میزان خروج از مرکز یابیضی گونی را می¬توان از آن استخراج نمود.تعیین دامنه¬ی بحرانی برای عیوب یاتاقان¬ها از نتایج این تحقیق می¬باشد.از نوآوری¬های این تحقیق ایجاد مدل دینامیکی قفسه¬ی نورد در حالت کالیبراسیون و هم چنین مقایسه¬ی نتایج تئوری وعملی می¬باشد.

دراین پایان نامه درابتدا توسط حل با استفاده از تئوری الاستیسیته بی نهایت کوچک به تحلیل فشار داخلی دراستوانه های جداره ضخیم در ماده با رفتار تابعی وماده همگن پرداخته شد.مطابق اکثر تحقیقات انجام شده دراین زمینه ضریب پواسون به دلیل تغییرات اندک آن،ثابت درنظر گرفته شده است،همچنین فرض شده است که مدول یانگ باتبعیت از یک رابطه توانی درسراسر ضخامت ماده بارفتار تابعی تغییر یابد.دراین تحقیق،برای شبیه سازی فرآیند از نرم افزار آباکوس استفاده شده است

یکی از روش های معمول و اقتصادی برای ذخیره سازی و حمل و نقل ورق های گوناگون نظیر فولاد ، آلومینیوم ، کاغذ ، پلیمرها ، نوارهای مغناطیسی و... که در کارخانجات مختلف تولید می شوند ، پیچیدن آنها و درآوردن آنها به شکل کلاف یا کویل است . این عمل که اصطلاحاً کلاف پیچی نام دارد ، توسط دستگاهی به نام تنشن ریل انجام می گیرد . باتوجه به گستردگی این پروسه در صنایع مختلف و لزوم بررسی علمی آن به منظور تعیین دقییق پارامترهای دخیل در آن برای تولید کلافی با کیفیت مطلوب و حداقل عیوب و براساس سفارش مجتمع فولاد مبارکه در مورد بررسی پروسه ی کلاف پیچی و دستگاه تنشن ریل به منظور طراحی و ساخت آن ، در این پایان نامه به بررسی پروسه ی کلاف پیچی ورق پرداخته می شود. از آنجا که تحلیل این پروسه نیازمند به کارگیری معادلات در دستگاه مختصات قطبی است ، نخست معادلات الاستیک در این مختصات ارائه می شوند . به طور مشخص مسأله سیلندر جدار ضخیم تحت فشار ، به عنوان یک مسأله ی کلاسیک الاستیسیته مورد بررسی قرار می گیرد. در بخش بعدی وبا استفاده ازاین معادلات ، مسأله ی کلاف پیچی ورق تحلیل می-شود . توزیع تنش های شعاعی و مماسی در کویل و مندرل مشخص می شوند. حالت های ایزوتروپیک و غیرایزوتروپیک درنظر گرفته می-شوند. معادلات در حالت ایزوتروپیک صریح هستند ، ولی در حالت غیرایزوتروپیک باید به صورت عددی حل شوند. میزان غیرایزوتروپ بودن بررسی می شود. تنش ها در حالت غیرایزوتروپ کاهش پیدا می کنند. مسأله همچنین برای حالتیکه مندرل و ورق غیرهمجنس باشن حل می شود. استفاده از مندرل سخت تر سبب افزایش تنش شعاعی و کاهش تنش مماسی فشاری در لایه های داخلی ورق می شود. پروفیل های مختلف کشش بررسی می شوند. مشاهده می شود که پروفیل کشش افزایشی تنش شعاعی فشاری بیشتر و تنش مماسی فشاری کمتر در لایه های داخلی کلاف ایجاد می کند. در قسمت بعدی تنش های حرارتی در کویل غیرایزوتروپ در حالتیکه مندرل مشابه و یا غیرمشابه باشد، به دست می آید. در انتها نتایج برای خط 2 اسیدشویی مجتمع فولاد مبارکه ارئه می شود و نتایج با نتایج تحقیقات قبلی مقایسه می گردد.

پروسه های شکل دهی فلزات یکی از پرکاربردترین نوع ساخت طیف وسیعی از قطعات در تیراژ بالا با کیفیت و خواص مکانیکی خوب و دور ریز کم می باشند .در این بین پروسه کشش عمیق از مهمترین و خوش نام ترین این فرایندها می باشد که از ساده ترین لوازم خانگی تا قطعات مهمی از سازه هواپیما نظیر لبه جلویی بال را به این روش تولید می کنند . اما مشکلی که بطور معمول در خلال انجام این پروسه رخ می دهد و صنعتگران همواره با آن گریبان گیر هستند ، بوجود آمدن نقوص سه گانه چروکیدگی ، پارگی و گوشواره ای شدن ورق در حین فرایند می باشد . در این تحقیق، عوامل اصلی تاثیر گذار در بوجود آمدن این نقوص ، از جمله نسبت حد کشش، ناهمسانگردی، ضریب کارسختی، توان کارسختی، میزان و نحوه اعمال نیروی ورق گیر مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است . در این میان، نیروی ورق گیر تاثیر بسیار مهمی بر ارتفاع و کیفیت نهایی دارد .بدین دلیل در اینجا یک فرایند کشش عمیق که در آن نیروی ورق گیر بصورت متغیر با زمان بر مبنای معیارهای نیروی پانچ، تنش شعاعی و ماکزیمم کرنش در جهت ضخامت جهت جلوگیری از بوجود آمدن پارگی و چروکیدگی در قطعه نهایی اعمال می شود ، تحلیل شده است .در ابتدا یک آنالیز تئوری فرایند کشش عمیق انجام شده ، سپس فرایند و نقوص مذکور با روش المان محدود به کمک نرم افزار abaqus بطور کامل شبیه سازی شده و در نهایت نتایج حاصل از روش تئوری و نرم افزار با نتایج تجربی مقایسه شده و مشخص شد که نتایج حاصل از هر سه روش به طرز خیره کننده ای با یکدیگر هم خوانی دارند.

استوانه های جدارضخیم تحت فشار به علت کاربردهای فراوان در صنایع مختلف مورد توجه بسیاری از پژوهشگران و کارشناسان می باشد. از جمله مسایل مطرح در ارتباط با این مخازن حل الاستوپلاستیک آنها تحت شرایط بارگذاری مختلف از جمله فشار داخلی و گرادیان دما می باشد. با فرضیاتی چون ایده ال بودن ماده(پلاستیک کامل) یا خطی بودن کار سختی ماده، معادلات مربوطه بصورت تحلیلی قابل حل می باشند اما چنانچه رفتار ماده بصورت واقعی در نظر گرفته شود، روشهای تحلیلی برای حل معادلات جوابگو نخواهد بود و باید روشهای عددی مناسب برای حل این معادلات ارائه شود. در این پژوهش حل الاستوپلاستیک استوانه جدار ضخیم تحت فشار داخلی و گرادیان دما مورد تحلیل و بررسی واقع شده است . و کار سختی ماده بصورت واقعی آن در نظر گرفته شده است . مقادیر تنشها و کرنشهای اصلی در ناحیه الاستیک و پلاستیک محاسبه گردیده اند و سپس مقادیر تنشهای پسماند نیز در اثر بارداری کامل، محاسبه شده اند. در ادامه عملیات اتوفرتاژ، که جهت بالا بردن ظرفیت تحمل فشار و افزایش عمر خستگی در استوانه ها انجام می پذیرد، مورد بررسی قرار گرفته است . و درصد اتوفرتاژ بهینه و فشار لازم برای رسیدن به این سطح، با توجه به فشار کاری و هندسه استوانه تعیین می گردد.

در این پایان نامه روشهای مختلف کشش سیم و فرآیندهای مختلف کشش به طور مختصر مورد بحث و بررسی قرار گرفته، همچنین تئوریهای حد بالا و پایین، کار همگن، ساچ، سیبل، سیبل اصلاح شده و ویتون مورد مطالعه قرار گرفته است . در بخش دیگری از این پایان نامه تنش های پس ماند، نحوه شارش ، اثرات کشش از عقب و سایر عوامل موثر در کشش سیم نظیر اثرات دما و روش روانکاری آورده شده است و همچنین انواع قالبها و جنس آنها نیز به عنوان یکی از پارامترهای اصلی فرآیند کشش سیم مورد بحث و بررسی قرار گرفته است . در بخش دیگری از این پایان نامه نیروهای کشش سیم را از طریق آزمایش به کمک یک روش ابتکاری اندازه گیری شد آنگاه با مقایسه این نیروها با نیروهای تئوری بدست آمده از قسمتهای قبل مقدار خطای تئوریهای مختلف به ازای ضریب اصطکاک های متفاوت محاسبه گردیده است . همچنین ضریب عملکرد قالب به عنوان پارامتری که جهت ارزیابی چگونگی عملکرد قالبها مورد استفاده قرار می گیرد معرفی شده است .

امروزه پیچیدن فنرهای کوچک و استحکام پایین بوسیله فرآیند کار سرد و با دستگاههای تمام اتوماتیک به راحتی مقدور می باشد لکن پیچیدن مفتولهای با قطر بالا( مفتولهای با قطر بیش از 20 میلیمتر) با مشکلاتی همراه است در مورد فنرهای استحکام بالا با مقطع مستطیلی کار مشکل تر می باشد. هدف اصلی در این پایان نامه بررسی روش تولید فنر استحکام بالا با سطح مقطع مستطیلی می باشد که در ضمن آن نحوه انتخاب و مقایسه این فنرهای با فنرهای با مقطع گرد و پارامترهای فیزیکی این نوع فنرها از قبیل سختی، تنش برشی اعمالی به حلقه های فنر و ... نیز مورد بررسی قرار گرفته است در ابتدا با استفاده از تعاریف مختلف فرآیند پیچیدن مفتول فنر را تحت عنوان خمش ، طبقه بندی کرده و سپس با خمش محض در یک محور تقریب زده شده است . و لذا با تئوریهای مختلف در شکل دهی مقدار تنشهای اعمالی در این فرآیند بدست آمده است این تئوریها شامل تنشهای عضو منشوری در ناحیه الاستیک و در حالت پلاستیک بوده و سپس به خمش عضوهای کمانی در حالت الستیک توجه شده است . موقعیت محور خنثی و تغییرشکلهای عرضی نیز در ضمن این تئوریها مورد بررسی قرار گرفته است . از تئوریهای فوق با در نظرگرفتن فرضیات مناسبی در جهت طراحی دستگاه استفاده شده است . در انتخاب روش تولید، فرآیندهای ماشینکاری، شکل دهی سرد، شکل دهی گرم مورد بررسی قرار گرفته است . در روش شکل دهی گرم کوره پیوسته الکتریکی جهت گرم کردن مفتول فنر تا دمای کار گرم و یک دستگاه فنر پیچ نیمه اتوماتیک جهت پیچیدن مفتول فنر مورد طراحی قرار گرفته است که به نکات قابل توجه در طراحی آن پرداخته شده است و در نهایت دستگاه برای تولید یک نوع فنر با ابعاد مشخص نقشه شده است .

در این پایان نامه، با استفاده از روش اجزاء محدود و توسط نرم افزار ansys فرآیند آهنگری بلنک چرخدنده مورد بررسی قرار می گیرد. فرآیند آهنگری به صورت سرد و رفتار فولاد تحت فرآیند آهنگری را الاستیک - پلاستیک و به صورت ایزوتروپ و همگن در نظر می گیریم. قانون جریان در پلاستیسیته از قوانین پرانتل - روس تبعیت نموده و معیار تسلیم فون میسس ملاک قرار گرفته است . از المانهای حلقوی با سطح مقطع مستطیلی برای شبیه سازی بلنک استفاده شده است . همچنین قالب و شرایط اصطکاکی بین قالب و قطعه کار با المان های ویژه شبیه سازی شده اند. برای پلاستیک شدن جسم و انجام تغییر شکل از روش افزایش جزئی تغییر مکان سنبه استفاده شده است . چندین حالت مختلف برای اصطکاک مابین قطعه و قالب در نظر گرفته شده و نمودار نیروی مورد نیاز جهت انجام فرآیند آهنگری در هر حالت ترسیم و با هم مقایسه شده اند و در ادامه کانتورهای تنش ، کرنش و فشار حاصل از حل با شرایط مختلف اصطکاکی آورده شده اند و روی آنها بحث شده است . در فصل آخر از فشارها و نیروهای محاسبه شده روی قالب استفاده و روی آن تحلیل اجزاء محدود صورت گرفته است . همچنین در این پایان نامه نحوه شبیه سازی مسائل شکل دهی در نرم افزار ansys به طور مختصر شرح داده شده است .

پوسته های متقارن در مخازن تحت فشار، برج های خنک کننده، بدنه و قسمت نازل موشک ها و راکت ها و صنایع دیگر کاربرد فراوان دارد. در طراحی این پوسته ها، مسائلی از قبیل collapse , buckling مطرح است که برای شناخت این پدیده ها و اجتناب از آنها باید رفتارالاستیک -پلاستیک این پوسته ها مورد مطالعه قرار گیرد. تحلیل پوسته های متقارن محوری تحت بارهای متقارن گسترده و متمرکز بروش المانهای محدود هدف این پروژه است . که درابتدا مفاهیم اساسی پلاستیسیته و معادلات متشکله در حالت الاستیک - پلاستیک بیان شده و درمورد حل مسائل غیرخطی بروش المانهای محدود و پروسه های تکراری لازم توضیحاتی داده شده است بعداز آن تئوری پوسته های متقارن و کاربردروش فوق برای حل این پوسته ها مورد بحث قرار گرفته است . بدلیل تقارن، المان مخروطی برای پوسته انتخاب شده و جهت دقت بیشتربصورت لایه های موازی در نظر گرفته شده است . بازگذاری مسئله نیز بصورت نموی بوده و در هرمرحله از روش تکراری نیوتن - رفزون برای همگرائی حل استفاده شده و مقادیر تنش ها و تغییر مکانها و ماتریس سختی اصلاح شده است . برای کوتاه شدن زمان اجرای برنامه انتگرال ها بروش تحلیلی بدست آمده و در مورد ماتریس سختی که حل تحلیلی برای آن میسر نبوده به روش گوش چهار نقطه ای با دقت بسیار زیادی محاسبه شده است و در پایان توضیح مختصری در مورد برنامه کامپیوتری و نتایج حل مسائل استوانه، استوانه با امتدادمخروطی شکل و torispherical آورده شده است .

برای بررسی پروسه های تغییر شکل فلزات لازم است اجمالا" تئوریهای پلاستیسیته مورد توجه قرار گیرد. تنش های اصلی تئوریهای تسلیم، جریان پلاستیک در اجسام ایزوتروپیک و غیرایزوتروپیک : تئوری hill برای اجسام غیرایزوتروپیک ، همچنین تنش و کرنش عمومی برای مواد غیرایزوتروپیک با کار سختی مهمترین مطالب فصل اول می باشد . در بخش اول فصل دوم ضمن تعریف پروسهء کشش عمیق این پروسه ازنظر فیزیکی مورد بررسی قرار گرفته، سپس اثرات شعاع انحناء پانچ، شعاع انحناء قالب ، اثر وجودی ورق گیر، اثرات غیرایزوتروپی و جنس ورق و اثرات روانسازی بین سطوح ورق و قالب و پانچ مجموعا" بر روی کرنش های ضخامت ، نسبت محدود کننده کشش ، ناپایداری و حداکثر نیروی پانچ مفصلا" توضیح داده شده است . بخش دوم از فصل اول شامل تجزیه و تحلیل کشش شعاعی و محاسبه کرنش ضخامت و کرنش محیطی المانهای جاری روی سطح فلانچ می شود . بزرگترین مشکل کشش عمیق در قالب های سادهء پدیده چین خوردگی است . در عمل برای جلوگیری از چین خوردگی از ورق گیر استفاده می شود . محاسبات مربوط به پدیدهء چین خوردگی و حداقل فشار مورد نیاز برای جلوگیری از چین خوردگی و تعداد موجهای روی فلانچ در بخش سوم این فصل آمده است . در بخش های دیگر فصل دوم خمش و خمش معکوس روی انحناء قالب ، اثرات اصطکاک سطح انحناء قالب روی ورق، ناپایداری در دیوارهء کاسه و نیروی پانچ مفصلا" مورد بحث قرار گرفته است . فصل سوم پایان نامه به کشش عمیق روی قالب های tractrix اختصاص یافته است . ویژگیهای این نوع قالب در مقدمهء فصل سوم آمده است و سپس منحنی tractrix تعریف شده و با استفاده از تئوریهای پلاستیسیته کرنش صخامت و کرنش محیطی و تنش های ایجاد شده محاسبه شده است . بررسی ناپایداری در دیوارهء قالب و محاسبهء نیروی پانچ و نتایج و مقایسهء دو نوع قالب آخرین مباحث این فصل می باشد. در بخش نتایج و مقایسه ویژگیهای مثبت و منفی هر دو نوع قالب مشخص گردیده است .

در مقاله حاضر ارتعاشات آزاد صفحات چند دهانه ای ممتد در دو جهت بروش receptance مورد بحث و بررسی قرار گرفته است . برای اینکه بتوان مسئله را حل نمود، در آغاز با توجه به سه روش مختلف ارتعاشات آزاد صفحات ممتد در یک جهت بصورت تحلیلی حل شده است ، سپس باتوجه به اصل سوپرپوزیشن و حلی که برای یک جهت انجام گردیده، سعی شده است که مسئله مورد بحث حل شود که باتوجه به روش receptance به مشکلاتی دراین مورد برخورد کرده و ادامه تحلیلی مسئله مقدور نبوده است . در ادامه دو روش دیگر مسئله موردبررسی قرار گرفته است که جواب هرکدام از این روشها خود با توجه به روشهای عددی امکان پذیر می باشد. برای این منظور از روش المانهای محدود استفاده شده و فرکانسها و مودشیپها (mode shape) محاسبه گردیده است .

دراین پایان نامه با استفاده از روش اجزای محدود فرآیند اکستروژن مستقیم ، معکوس و ترکیبی در حالت دوبعدی و همچنین فرآیند اکسترود چرخدنده در دو حالت توپر وتوخالی بصورت سه بعدی مورد بررسی قرار می گیرد . فرآیند اکستروژن بصورت سرد و رفتار فولاد مورد استفاده تحت فرآیند اکستروژن الاستیک - پلاستیک و بصورت ایزوتروپ و همگن در نظر گرفته شده است . فرآیندهای اکستروژن مستقیم ، معکوس وترکیبی در حالت دوبعدی با استفاده از المانهای حلقوی با سطح مقطع مستطیلی و فرآیند اکسترود چرخدنده در حالت سه بعدی و با استفاده از المانهای هرمی شبیه سازی شده اند. همچنین سنبه و قالب و شرایط اصطکاکی بین قطعه کار و قالب با المانهای ویژه شبیه سازی شده اند. برای ایجاد تغییرشکل در جسم از روش افزایش جزئی تغییر مکان سنبه و برای حل از روش غیرخطی با تغییرشکل زیاد استفاده شده است. کانتورهای تنش و کرنش و نمودارهای بار اعمالی مورد نیاز در هر حالت آورده شده است . نتایج بدست آمده با نتایج تجربی و تحلیلی موجود مقایسه شده ومورد بحث و بررسی قرار گرفته اند.

سازه های جدار نازک و به خصوص پوسته های جدار نازک بدلیل کاربرد فراوان در صنعت مورد توجه بسیاری از محققین و پژوهشگران مکانیک جامدات قرار گرفته است. به همین دلیل آنالیز الاستوپلاستیک و نیز آنالیز ترموالاستوپلاستیک در خصوص پوسته های مطلوب نظر می باشد. بدلیل پیچیدگی های این نوع از آنالیز عموما روشهای تحلیلی جوابگو نخواهند بود و به همین دلیل استفاده از نرم افزارها در چنین تحلیل هایی رواج فراوانی یافته است. که در این بین شایر نرم افزار انسیس بهترین آنها باشد. در این پایان نامه پوسته ای استوانه ای با درپوشهای مختلف تحت فشار داخلی و تغییرات دما مورد بررسی قرار گرفته است. برخی از خواص فیزیکی و مکانیکی مواد نیز بصورت متغیر با دما فرض شده است. ماده مورد استفاده نیز در دو حالت بررسی شده است: کار سختی خطی و کار سختی غیر خطی . اثر تقویت کننده محوری نیز بررسی شده است. بارگذاری داخلی پوسته در دمای فشار داخلی توام با تغییرات دما اعمال شده است. در مورد تغییرات دما این طور فرض شده است که لایه داخلی پوسته در دمای ثابت قرار دارد و انتقال حرارت شامل هدایت و جابجایی باشد . در انتها نتایج بدست آمده از حل مسئله توسط نرم افزار انسیس بصورت نمودارهای تنش معادل ون میسز ، کرنش معادل ون میسز در طول محیط درپوش و نیز در طول استوانه رسم شده است.