شهر اهواز مرکز استان خوزستان می باشد. این شهر از لحاظ زمین شناسی در قسمت انتهایی فروافتادگی دزفول و ابتدای دشت آبادان و بر روی رسوبات جوان رودخانه ای شامل ماسه، سیلت، و رس قرار دارد. منطقه مورد بررسی از لحاظ ساختار های زمین شناسی شامل تاقدیس اهواز و گسل اهواز و از لحاظ چینه شناسی شامل سازند آواری آغاجاری و رسوبات عهد حاضر می باشد. بررسی های زمین شناسی حاکی از عبور گسل فعال اهواز از مرکز شهر اهواز می باشد. سطح ایستابی نیز با توجه به عبور رودخانه کارون از شهر اهواز، به طور متوسط در عمق حدود 2 متری از سطح زمین قرار دارد. خط اول مترو اهواز با طول 24 کیلومتر در تمام طول مسیر به جز در محل عبور از زیر رودخانه کارون در عمق 5/17 متری از سطح زمین قرار دارد. مسیر خط اول مترو اهواز را می توان بر اساس ضخامت رسوبات جوان و عمق سنگ بستر به دو قسمت قطعه شمالی و قطعه جنوبی تقسیم کرد. قطعه شمالی، قسمتی از مسیر است که در بین ایستگاه زرگان تا ایستگاه مصلی قرار می گیرد و ضخامت رسوبات جوان در آن بین 10 تا 15 متر می باشد. قطعه جنوبی نیز شامل قسمتی از مسیر است که در بین ایستگاه امام تا ایستگاه بقایی قرار می گیرد و ضخامت رسوبات جوان در آن بیشتر از 42 متر می باشد. جهت بررسی خصوصیات زمین شناسی مهندسی مسیر و بررسی پتانسیل روانگرایی مسیر، از داده های به دست آمده از آزمون های ژئوتکنیکی بر روی نمونه های حاصل از 60 گمانه در 24 ایستگاه در طول مسیر و همچنین بررسی حدود 600 گمانه ژئوتکنیک سازمان نظام مهندسی استفاده شده است. در این پژوهش با توجه به لرزه خیزی بالای منطقه به دلیل وجود گسل فعال، وجود رسوبات دارای پتانسیل روانگرایی بالا و سطح ایستابی بالا، پتانسیل روانگرایی در مسیر مترو اهواز مورد بررسی قرار گرفته است. جهت بررسی پتانسیل روانگرایی مسیر از داده های spt، cptu و حدود آتربرگ و دانه بندی استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده مسیر مترو اهواز را بر اساس پتانسیل روانگرایی به سه قسمت تقسیم می شود، قطعه شمالی که پتانسیل روانگرایی بجز ایستگاه چهار شیر بسیار کم و محدود به لنزهای کوچک ماسه ای و سیلتی است. قسمت ابتدایی قطعه جنوبی (ایستگاه امام تا ایستگاه خوابگاه ) که پتانسیل روانگرایی در این مناطق مربوط به رسوبات کم تراکم و لنزهای ماسه ای کوچک تا متوسط می باشد که در بین لایه های رسی قرار دارند. قسمت سوم شامل قسنت انتهایی قطعه جنوبی (ایستگاه های آب و برق تا بقایی) که پتانسیل روانگرایی از بقیه مناطق بیشتر می باشد. در این قسمت در برخی از ایستگاه ها مانند ایستگاه کارگر و ایستگاه پل ششم در بیشتر طول لوگ بررسی شده پتانسیل روانگرایی وجود دارد.

یک پیل سوختی سیستمی است که انرژی شیمیایی سوخت را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می کند. در میان انواع پیل های سوختی، این پیل سوختی اکسید جامدی (sofc) است که تمامی اجزای آن کاملاً در حالت جامدند و بر پایه ی الکترولیتی اکسید جامدی می باشد که به صورت بالقوه دارای بیشترین بازده انرژی با کمترین میزان اتلاف است و گستره ی بزرگی از سوخت ها از هیدروژن تا گازهای طبیعی، گاز زغال سنگ و بنزین قابلیت تبدیل به الکتریسیته را دارند. عملکرد و دوام پیل های سوختی اکسید جامدی به شدت به ریزساختار و شکل اجزای پیل بستگی دارد. یک تک سل (سلول) اکسید جامدی از یک آند و یک کاتد که توسط یک الکترولیت اکسید جامدی (یک رسانای یونی) جدا شده اند، تشکیل می شود. الکترولیت جامد باید عایق الکترونیکی (مانع تماس الکترون ها و حفره های الکترون) و غیر قابل نفوذ گاز (به شکل یک غشای چگال) باشد. بیشترین الکترولیت مورد تحقیق، بر پایه ی رساناهای یونی اکسیژن نظیر زیرکونیای پایدار توسط ایتریا (ysz، با ترکیب 8% مول ایتریا، 92% مول زیرکونیا، با نام 8ysz) می باشد. پیل های سوختی اکسید جامدی بر پایه ی ysz، برای بازدهی بهتر معمولاً در دماهای بالا(c°750-1000) کار می کنند. ولی برای کاهش هزینه ی مواد و افزایش دوام اجزای سیستم، مطلوب است تا دمای کارکرد را کاهش داد، بنابراین الکترولیت باید تا حد ممکن نازک باشد. برای ساخت الکترولیت نازک ysz روش های بسیاری نظیر ریخته گری نواری، لایه نشانی بخار الکتروشیمیایی (evd)، لایه نشانی بخار فیزیکی (pvd)، و به تازگی روش لایه نشانی الکتروفورتیک (epd) به کار رفته است. به دلیل اینکه روش های evd و pvd گران تمام می شوند، همچنین در روش های ارزانتر برای دستیابی به دقت قابل کنترل و کیفیت تکرارشدنی دشواری هایی وجود دارد، روش الکتروفورتیک به عنوان کاندیدای برجسته با قابلیت عملی بالا تبدیل شده است. علاوه بر کاربردهای متداولِ این روش نظیر ایجاد پوشش های سرامیکی مقاوم به خوردگی و ضد اکسایش، تمایل بسیاری برای استفاده از روش الکتروفورتیک در وسایل ریزالکترونیکی پیشرفته و پیل های سوختی اکسید جامدی بوجود آمده است. بنابراین روش الکتروفورتیک برای ساخت الکترولیت لوله ای در پیل سوختی اکسید جامدی در پروژه ی حاضر انتخاب شد. در طی فرآیند الکتروفورتیک، ذرات باردار در دوغاب تحت یک میدان الکتریکی به سمت الکترود با بار مخالف حرکت می کنند. سپس، این ذرات روی الکترود لخته شده و یک لایه ی چگال تشکیل می دهند. لازمه ی اساسی کاربرد یک الکتروفورتیک موفق، تهیه ی یک دوغاب پایدار در یک حلال مناسب با پتانسیل زتای بالا می باشد. در این پروژه، از روش الکتروفورتیک برای ساخت لایه ی نازک ysz روی زیرلایه ی میله ای از جنس گرافیت استفاده شده است. در این فرآیند، ایزوپروپانول به عنوان حلال، 4-هیدروکسی بنزوییک اسید به عنوان پراکنده ساز و پلی وینیل بوتیرال به عنوان چسب در دوغابی از پودر ysz به کار رفته است. هدف اصلی پروژه احراز شرایط مناسب برای تهیه ی دوغاب پایدار، به منظور دست یابی به لوله های ته بسته ی متعدد بدون ترک، پس از سوزاندن زیرلایه ی گرافیتی، خشک کردن لوله های سرامیکی خام و تف جوشی آنها تا استحکام بالا می باشد. با توجه به آزمایش های صورت گرفته می توان نتیجه گرفت که در حالت کلی بهترین نمونه ی قابل ساخت که دارای بالاترین ویژگی های ساختاری و شرایط ساخت باشد، نمونه ای است که با دوغابی حاوی چسب و به صورت کامپوزیتی از پودرهای 3ysz و 8ysz ساخته شود.

اکسید آلومینیم یا آلومینا یکی از مهم ترین سرامیک های مهندسی است. این ماده به علت خواص فیزیکی و مکانیکی بسیار مناسب کاربردهای فراوانی در ابزارهای برش، قطعات مقاوم به سایش و خوردگی دارد. آلومینا به صورت خالص دارای چقرمگی شکست پایینی است که باعث می شود قابلیت اطمینان آن پایین آمده، کاربرد آن با مشکلاتی مواجه شود. اضافه کردن زیرکونیای پایدار شده به آلومینا باعث افزایش چقرمگی می شود. این عملیات باعث توسعه دسته ای از مواد به نام کامپوزیت های آلومینا/زیرکونیا شده است. لایه های نازک از این سرامیک در صنایع مختلف مانند صنعت ماشین کاری و صنعت پزشکی کاربرد دارد. ریخته گری نواری به عنوان روشی کارا برای تهیه لایه های نازک سرامیکی شناخته می شود. هدف از این تحقیق بررسی استفاده از روش تلفیقی ریخته گری نواری-تزریق پلیمری جهت تولید کامپوزیت آلومینا/زیرکونیا بهبود خواص نسبت به نمونه های تولید شده از فرایند ریخته گری نواری مرسوم می باشد. برای این منظور تعدادی نمونه با استفاده از روش ریخته گری نواری تولید شد. جهت تولید نمونه ها ابتدا با بررسی پارامترهای مختلف جهت رسیدن به ترکیب بهینه، دوغاب های پایداری از ذرات زیرکونیای پایدارشده، ذرات آلومینا و مخلوط این دو تهیه و سپس ریخته گری شد. برای تولید نمونه ها با روش تلفیقی، ابتدا یک لایه نازک متخلخل از زیرکونیای پایدارشده به کمک ریخته گری نواری ساخته شد. سپس، آلومینا با غوطه وری در نیترات آلومینیوم به آن تزریق گردید. در انتها، نمونه های تهیه شده به دو روش گفته شده، در دمای بالا تف جوشی گردید. چگالی نمونه ها به روش ارشمیدس، سختی به دو روش میکروسختی و نانوفرورفتگی، فازها به کمک پراش اشعه x ((xrd و ریزساختار به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار گرفت. داده های چگالی نشان داد نمونه ها تهیه شده ساختاری متراکم دارند. با بررسی داده های سختی نمونه ها مشخص شد که با افزایش زیرکونیای پایدارشده، سختی نمونه ها افزایش می یابد. نمونه های تهیه شده با روش تلفیقی به دلیل درصد تخلخل خیلی کم، سختی حدود gpa 14 و چقرمگی شکست 7.2 mpam1/2) را نشان می دهد. همچنین در آزمون نانوفرورفتگی بیشترین سفتی تماس µn/nm299 و مدول یانگ gpa 326 اندازه گیری شده مربوط به نمونه ی تهیه شده با روش تلفیقی بود. نتایج xrd وجود فاز های آلومینا و زیرکونیای پایدارشده و مقدار تقریبی آن ها را ارائه نمود. نیز، نتایج sem نشان داد کم ترین میزان تخلخل و بالاترین یکنواختی ساختار مربوط به نمونه ی تهیه شده با روش تلفیقی بود. بنابراین، مقایسه داده های نمونه های تهیه شده از روش تلفیقی در مقایسه با روش ریخته گری نواری مرسوم، کارایی روش تلفیقی را به عنوان روشی جدید در تولید لایه های نازک کامپوزیت آلومینا/زیرکونیا تایید می نماید.

فنرها یکی از مهم ترین و حساس ترین قطعات هر ماشین هستند که با توجه به نوع کاربردشان، ممکن است تحت شرایط بارگذاری شدید استاتیکی یا دینامیکی قرار گیرند. بنابراین توجه و دقت در طراحی و بهبود فرایند ساخت آن ها از اهمیت شایانی برخوردار است. تنش پسماند ایجاد شده در فرایند تولید فنر، نقش مهمی در عملکرد آن ایفا می کند. آگاهی از این تنش پسماند و چگونگی اثر مراحل فرایند تولید روی آن، یک گام ضروری به سوی رسیدن به یک بهینه سازی مناسب در طراحی و فرایند تولید می باشد. سه مرحله ی اصلی فرایند تولید فنر عبارتند از شکل دهی (فنرپیچی)، ساچمه زنی و پیش تنظیم. ابتدا مفتول مستقیم به شکل فنر درآمده؛ سپس طی عملیات ساچمه زنی، فنر تولید شده تحت برخورد ساچمه های فولادی با سرعت بالا قرار می گیرد و پس از آن، فنر یک بار تا ارتفاع صلب فشرده و سپس رها می شود. در این پژوهش، شبیه سازی سه مرحله ی فرایند تولید فنر مارپیچ فشاری، به کمک نرم افزار المان محدود آباکوس، به صورت سه بعدی و با هدف به دست آوردن و مطالعه ی تنش پسماند ایجاد شده، صورت گرفت. فنر مورد مطالعه، فنر مارپیچ سیستم تعلیق عقب خودروی پراید است که در کارخانه ی فنرلول ایران تولید می شود. این فنر به صورت سرد شکل دهی می شود. شبیه سازی فرایندهای شکل دهی و ساچمه زنی در حل گر صریح و فرایند پیش تنظیم با حل گر استاندارد آباکوس انجام شد. در شبیه سازی ساچمه زنی، برای نزدیک بودن به واقعیت، یک برنامه متلب برای ایجاد توزیع ساچمه ها به صورت تصادفی نوشته شد. ساچمه ها در دو نوع صلب و الاستیک-پلاستیک در نظر گرفته شد. برای ساچمه های الاستیک-پلاستیک، برخورد زاویه دار و برخورد عمودی با در نظر گرفتن تماس بین خود ساچمه ها نیز مطالعه شد. در شبیه سازی پیش تنظیم، ابتدا تنش پسماند ایجاد شده بر اثر ساچمه زنی، به یک حلقه ی فنر انتقال داده شد و سپس شبیه سازی صورت گرفت. ابعاد فنر به دست آمده از شبیه سازی، تطابق خوبی با نمونه ی واقعی دارد. توزیع کرنش، تنش در حین شکل دهی و تنش پسماند پس از آن مورد مطالعه قرار گرفت. در لحظه ی شکل دهی، بیشترین تنش در قطر داخلی و خارجی مشاهده شد. اما تنش پسماند پس از فرایند، در مرکز مقطع به بیشترین مقدار خود می رسید. نیروی لازم برای شکل دهی فنر، اثر ضریب اصطکاک و سرعت تغذیه ی مفتول به دست آمد. با افزایش ضریب اصطکاک، بیشینه ی کرنش پلاستیک و تنش معادل نیز افزایش یافت؛ اما به طور کلی تاثیر این پارامتر چندان قابل توجه نبود. در شبیه سازی ساچمه زنی، با افزایش تعداد برخورد تا حد مشخصی، تنش پسماند افزایش یافته و سپس تغییر چندانی نمی کند. همچنین در سرعت های برخورد بالاتر، مقدار بیشینه ی تنش و نیز پهنای پروفیل تنش افزایش یافت. مقایسه ای با نتایج تجربی موجود صورت گرفت که بیشترین تطابق مربوط به ساچمه های پلاستیک و حالتی که برخورد بین ساچمه ها در نظر گرفته شده بود مشاهده شد. کاهش طول به دست آمده از شبیه سازی پیش تنظیم، با مقدار واقعی اختلاف ناچیزی داشت. توزیع تنش در لحظه ی فشرده شدن فنر تا ارتفاع صلب و تنش پسماند پس از فرایند مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین در هر مرحله برای صحه گذاری بر مطالعه ی عددی انجام شده، مقایسه ای با نتایج موجود از سایر پژوهشگران صورت گرفت.

شکل دهی تدریجی تک نقطه ای یک روش انعطاف پذیر برای ساخت محصولات از ورق های فلزی است که به پانچ یا قالب مخصوص برای شکل دهی احتیاج ندارد. در این روش ورق اولیه به وسیله ی یک قالب نگهدارنده ی ساده، محکم نگه داشته شده و شکل نهایی قطعه، با جا به جایی های نسبی یک ابزار به کمک دستگاه کنترل عددی رایانه ای به دست می آید. این روش برای تولید قطعاتی که ساخت آنها با روش های دیگر بسیار پرهزینه یا غیر ممکن است، یا قطعات با تیراژ پایین مناسب می باشد. در این پایان نامه، فرایند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای عرقچین کروی از جنس آلیاژ آلومینیوم aa6061-o به روش تجربی و شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفت. در آزمایش های تجربی، ابزار شکل دهی از جنس کاربید تنگستن با قطرهای 8 و mm 12 به کار رفت. برای حرکت ابزار دو نوع مسیر تعریف شد. در مسیر نوع اول، ابزار با حرکت روی یک مسیر پیوسته ی مارپیچ کروی با گام عمودی مشخص، از بزرگترین قطر به سمت مرکز در بیشترین عمق حرکت کرده، تماس ابزار با قطعه کار در طول شکل دهی قطع نمی شود. در مسیر نوع دوم که یک مسیر ناپیوسته است، ابزار ابتدا به اندازه ی گام معین عمودی روی محور قطعه حرکت کرده و به عمق جدید می رسد. سپس روی یک مسیر مارپیچ صفحه ای با گام شعاعی مشخص از مرکز به سمت بزرگترین شعاع در آن عمق حرکت می کند. شبیه سازی عددی با استفاده از حل گر صریح نرم افزار المان محدود آباکوس انجام گرفت و با به کار بردن پارامترهای مشابه با آزمایش ها، اثر عوامل موثر بر شکل دهی از قبیل قطر ابزار، نوع مسیر حرکت و گام ابزار بررسی شد. نتایج مطالعه ی تجربی و عددی فرایند شکل دهی تدریجی نشان داد که، توزیع کرنش در مسیر ابزار نوع دوم در مقایسه با مسیر ابزار نوع اول بسیار بهبود می یابد. در ادامه، فرایند کشش با سنبه ی سرکروی به روش آزمایش تجربی و شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفت و کرنش های به وجود آمده در آن با مقادیر مشابه در فرایند شکل دهی تدریجی مقایسه گردید. این مقایسه نشان داد که در فرایند شکل دهی تدریجی بدون پاره شدن ورق، کرنش های بسیار شدیدی به دست می آید، در حالی که در فرایند کشش با سنبه ی سرکروی، اعمال کرنش های بسیار پایین تر موجب پاره شدن ورق می شود. در انتها، نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی با نتایج به دست آمده از آزمایش تجربی مقایسه شد. حاصل مقایسه سازگاری خوبی بین نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی و آزمایش تجربی را نشان داد.