در این پایان نامه به منظور کاهش حجم محاسبات در تحلیل الاستو پلاستیک مواد از الگوریتم بازگشت شعاعی استفاده شده است. برای این کار یک کد اجزا محدود با استفاده از روش برنامه نویسی شی گرا ایجاد شده است. این برنامه در زبان #c نوشته شده است. برنامه نویسی شی گرا انعطاف پذیری، توسعه پذیری و دوباره استفاده کردن از برنامه را افزایش می دهد. این قابلیت ها به برنامه نویس اجازه می دهد کد را سریع تر و قابل فهم تر ایجاد کند. با استفاده از نرم افزار نوشته شده در این پایان نامه به مدل سازی عددی برخی از روش های افزایش عمر موسوم به کار سرد پرداخته شده است. ابتدا با استفاده از دو نوع مدل دو بعدی کرنش صفحه ای و متقارن محوری، محاسبه تنش های پسماند ناشی از پروسه اتوفرتاژ استوانه های جدار ضخیم تحت فشار محاسبه شده است. نتایج عددی حاصل برای تنش های پسماند مماسی، شعاعی و محوری با نتایج تحلیلی موجود در ادبیات فن مقایسه شده است. مطابقت قابل قبولی بین نتایج مشاهده شده است. اگر چه مدل کرنش صفحه ای قادر است تنش های پسماند مماسی را دقیق تر از مدل متقارن محوری مدل می کند. این در مورد تنش های شعاعی و محوری صادق نیست و هر دو مدل دارای خطای یکسانی هستند. سپس با استفاده از یک مدل دو بعدی به شبیه سازی توزیع تنش های پسماند ناشی از پروسه انبساط سرد در یک صفحه سوراخدار و توزیع مجدد (آزاد شدن) آن ها تحت بارگذاری متناوب پرداخته شده است. برای شبیه سازی دقیق تر رفتار تنش/کرنش در بارگذاری متناوب از چهار مدل سخت شوندگی سینماتیک غیرخطی چابوکه، اوهنو- وانگ، باری- حسن و چن- جیائو استفاده شده اند. مقایسه نتایج حاصل با نتایج تجربی نشان می دهد که مدل چن- جیائو تنش های پسماند را در نزدیکی سوراخ بهتر پیش بینی می کند در حالیکه مدل های چابوکه و باری- حسن، قادر به محاسبه تنش های پسماند در محدوده تنش های کششی هستند. علاوه بر آن نرخ آزاد شدن تنش های پسماند در سیکل های اولیه بالاست و سپس در سیکل های بعدی کاهش می یابد.

این پایان نامه، یک کنترلر بهینه ی ردیاب متغیر با زمان را برای یک statcom متصل به باس بار شبکه پیشنهاد می دهد. کنترلرهای بهینه شامل یک (زاویه ی کنترلی ?) و یا دو ورودی کنترلی (زاویه ی کنترلی ? و شاخص مدولاسیون دامنه a_m) می باشند. طراحی کنترلرهای بهینه بر مبنای مدل های فضای حالت میانگینی صورت می گیرد که بر اساس ولتاژها و یا جریان های بار به عنوان ورودی های اغتشاشی مدل در کنار ورودی های کنترلی، گسترش می یابند. برای به دست آوردن تغییرات ورودی های اغتشاشی وابسته به ورودی های کنترلی، یک مدل مداری میانگین که می تواند به جای یک مدل واقعی statcom به باس بار شبکه متصل شود، معرفی می شود. هر دوی مدل های فضای حالت میانگین non-affine به وجود آمده، برای به دست آوردن مدل-های میانگین affine، تقریب زده می شوند. نمایش گسسته ای از هر یک از مدل های فضای حالت میانگین affine نتیجه شده، به منظور طراحی کنترل بهینه بر مبنای قوانین کنترل دیجیتال، معرفی می شود. کنترلرهای بهینه ی طراحی شده با استفاده از شبیه-سازی های انجام گرفته در نرم افزاز matlab ارزیابی و مقایسه می شوند. این پایان نامه هم چنین نتایج اولیه ی حاصل از پیاده-سازی کنترلر بهینه ی طراحی شده بر مبنای مدل میانگین با ورودی ولتاژهای بار را بر روی پردازنده ی سیگنال دیجیتال (dsp) سری tm320f28335 به منظور کنترل یک نمونه آزمایشگاهی statcom (15 کیلوولت آمپر) ارائه می دهد. در مقایسه با کنترلر بهینه ی طراحی شده بر اساس مدل assam-lvi، طراحی کنترلر بهینه بر مبنای مدل assam-lci نیازمند در نظرگرفتن تعداد نقاط کار ?_0 بیشتری در بازه ی ??[-?1.5?^°,?1.5?^° ] می باشد، تا کنترلرهای مورد نظر دقت مشابه در دنبال کردن جریان های مرجع داشته باشند. هم چنین کنترلر بهینه با دو ورودی کنترلی در مقایسه با کنترلر بهینه ی شامل یک ورودی کنترلی، امکان کنترل ولتاژ dc و توان تلفاتی statcom در حالت دینامیکی را مستقل از سیگنال های مرجع جریان جبران ساز به وجود می آورد.