در این پایان نامه، به منظور مطالعه آثار خزش در دیسک های دوار غیر همگن تاثیر عوامل مختلفی از قبیل تغییر تدریجی خواص حرارتی و مکانیکی، نیروی گریز از مرکز ، بارگذاری حرارتی روی تنش ها، تغییرشکل ها و نرخ خزش در دیسک دواری با ضخامت متغیر و خواص توزیع شده غیر یکنواخت بررسی شده است. برای این منظور، ابتدا معادلات تعادل حاکم بر رفتار خزشی اینگونه دیسک ها بر پایه تئوری ترموالاستیسیته استخراج شده و سپس با استفاده از اصل نورتن معادلات حاصل برای تحلیل خزش حالت پایدار در دیسک های دوار غیرهمگن کامل شده است. در این راستا هم چنین برای بدست آوردن توزیع دما در کل دیسک، تحلیل عددی معادله ی انتقال حرارت غیرخطی در امتداد شعاع ارائه شده است. در روش تحلیلی معرفی شده، دیسک دوار در امتداد شعاع به لایه های متعدد با پهنای محدود تقسیم شده و خواص ترمومکانیکی در هر لایه ثابت فرض گردیده است. با اعمال شرایط پیوستگی بین لایه ها و شرایط مرزی کلی دیسک در معادلات استخراج شده، معادلات حاکم به معادلات دیفرانسیل با ضرایب ثابت تبدیل شده است. با توسعه ی یک برنامه کامپیوتری امکان تحلیل معادلات جبری نهایی فراهم گردیده است. برای اعتبار سنجی نتایج حاصل از فرمول بندی و برنامه های تدوین شده در حالت ویژه ای که دیسک هم دما بوده و معادله بنیادی خزش خطی باشد مسئله به صورت تحلیلی نیز فرمول بندی و حل گردیده و نتایج حل با پاسخ روش نیمه تحلیلی و عمومی ارائه شده مورد مقایسه قرار گرفته است. به منظور نشان دادن قابلیت روش ارائه شده برای تحلیل دیسک دوار غیرهمگن، در مثال های مختلفی، اثر توزیع ضخامت دیسک و تابع تغییرات خواص ماده غیرهمگن بر روی رفتار خزشی دیسک مطالعه شده است.

ماده دانه ای شامل توده ای از تعداد زیادی ذره در محدوده اندازههای گوناگون از میکرون تا سانتی متر است. این قبیل مواد درخیلی از مجموعه های طبیعی وصنعتی ازقبیل توده های شن، برف(بهمن) ، ماسه، غلات، حبوبات، میوه هاومحصولات صنایع دارویی دیده می شود. در حال حاضر مطالعه مکانیک مواد دانه ای یک جزءجدانشدنی از مکانیک کاربردی است. مطالعات انجام شده به کمک مدل های عددی روی مواد دانه ای براساس دو اصل متفاوت مکانیک محیط پیوسته و مکانیک محیط گسسته پایه گذاری، برنامه سازی و تدوین می شوند.در مدل های مبتنی بر فرض ماده گسسته رفتار کلی هر سیستم با شبیه سازی رفتار تک تک اجزای تشکیل دهنده آن شبیه سازی می شود. لذا این مدل ها که طبیعت گسسته سیستم های حاوی اجزای منفصل را مد نظر قرار می دهند و رفتار سیستم را از روی رفتار اجزای آن شبیه سازی می کنند، تحت عنوان مدل های عناصر مجزا شناخته می شوند. انسداد مواد دانه ای یکی از جدی ترین مشکلاتی است که در عملیات تخلیه از مخازن قیفی شکل ذخیره سازی مانند مخازن تخلیه گندم از سیلوها، تخلیه سیمان از بونکرها و غیره وجود دارد. این انسداد منجر به توقف مکرر در بهره برداری از مواد اولیه، کاهش ظرفیت تولید و تغییر درکیفیت محصول می شود. در این پژوهش حرکت و انسداد ذرات در یک مخزن مخروطی در حالت دو بعدی با استفاده از روش المان مجزا بصورت عددی شبیه سازی می شود. حالات مختلف انسداد با استفاده ازروش های عددی و تجربی مورد ارزیابی قرار می گیرد.درمرحله شبیه سازی به اقسام نیروهای تراکنشی، زوایای مخزن واندازه های روزنه تخلیه مخزن توجه شده و شرایط انسداد بررسی شده است.در این بررسی به مطالعه عواملی مانند چگالی ذره،ابعاد ذره، ضریب اصطکاک،شیب و قطر روزنه مخزن که پدیده انسداد را تحت تاثیر قرار می دهند،پرداخته شده است. نمودارهای ارائه شده کیفیت تاثیر عوامل تعیین کننده از قبیل اصطکاک و چگالی روی پدیده انسداد را معرفی می کنند.

در حالی که پیش فرض اغلب تحلیل های مکانیکی وجود یک محیط مادی پیوسته یا همبند است، بسیاری از محیط های مادی برخلاف ظاهر پیوسته دارای بنیادی ناپیوسته و مجزا هستند. نمونه بارز این نوع از مواد، ماسه، پودرها و بسیاری از غلات و حبوبات است. کاربرد فرض تغییر شکل پیوسته در تحلیل این محیط ها منجر به حصول پاسخ نزدیک به واقعیت نخواهد شد. امروزه وجود پردازشگرهای پرسرعت امکان تحلیل مکانیکی جزء به جزء یک محیط منفصل را میسر نموده است. بدین سبب اکنون در اکثر شبیه سازی های جریان مواد دانه ای از روش عناصر مجزا استفاده می شود. این قابلیت تحلیلی در بررسی مکانیک مواد دانه ای که بخش عمده ای از مواد خام و محصولات صنایع مختلف را تشکیل می دهند، فرصت های پژوهشی جدیدی را پدید آورده است. یکی از زمینه های حائز اهمیت در دینامیک مواد دانه ای، پدیده جدایش است که در فرآیندهای تولید و بسته بندی اهمیت می یابد. با توجه به وجود شیوه های مختلف برای جدایش حرکتی دانه ها، این پایان نامه با بهره گیری از شیوه تحلیل مکانیکی جزء به جزء دانه ها، برخی پارامترهای تأثیرگذار بر جداسازی لرزشی مواد دانه ای را مورد ارزیابی قرار داده است. بر اساس این مدل، مسئله ارتعاش در یک مخزن پر شده از ذراتی با ویژگی های مختلف مورد بررسی قرار گرفته و تأثیر دامنه و فرکانس ارتعاش و پارامترهای اصطکاک، چگالی و اندازه ذرات بر کیفیت جدایش بررسی شده است. بدین منظور در یک برنامه رایانه ای دینامیک حرکت ذرات بصورت دیسک های ویسکوالاستیک توسط نرم افزار متلب مدل سازی می شوند. سپس با فرض الگوی مناسب برای نیروهای برخوردی و بر مبنای میزان تداخل ذرات، دینامیک حرکت توده های ذره ای مدل سازی شده است. در نهایت الگوهای جریان مواد در دوره ارتعاش بررسی می گردد و ضمن انتخاب شاخص مناسب برای معرفی کیفیت جدایش، توسط تعدادی منحنی تأثیر پارامترهای توده ی ماده بر شاخص جدایش ارائه می شود.

در زندگی روزمره غشاء?ها بصورت فراوان و در قالب اشکال متنوعی به کار می?روند. منسوجات، پوست، ورقه?های کاغذی و پلاستیکی از اقسام این کاربرد?ها می?باشد. در اغلب این موارد غشاء به صورت عضوی با قابلیت مکانیکی تحمل بار ظاهر می?شود. غشاء?ها بدلیل انعطاف پذیری خمشی فاقد قابلیت تحمل گشتاور خمشی و بار فشاری می?باشند. یکی از مهمترین ویژگی?های رفتاری قابل توجه در غشاء?ها پدیده چین?خوردگی می?باشد. برای تحلیل مکانیکی پدیده?های غشائی رویکرد?های مختلفی می?توان اتخاذ نمود. هنگامی که غشاء صاف باشد تحلیل تنش صفحه?ای پاسخگو خواهد بود. در مسئله چین?خوردگی غشائی می?توان غشاء را صفحه?ای نازک تصور نمود و از تحلیل پوسته?های خمش?پذیر برای مطالعه چین?خوردگی استفاده نمود. هنگامی که غشاء ارتوتروپ باشد یعنی ضرایب ارتجاعی آن در راستا?های متعامد، متفاوت باشد، استعداد چین?خوردگی بیشتری دارد. در راستای مطالعه این پدیده در این پایان?نامه به شیوه??های مختلف تحلیلی و شبیه?سازی کامپیوتری پدیده??های مرتبط با چین?خوردگی غشاء?های ارتوتروپ از جمله تاثیر راستای ارتوتروپی بر امتداد چین?خوردگی، عمق چین?ها و الگوی آنها مورد تحقیق قرار گرفته و نتایج در قالب تعدادی شکل و نمودار گردآوری شده است.

در این پایان نامه به بررسی رفتار پسا کمانش یک تیر دوسرمفصل تحت افزایش دمای یکنواخت و بار یکنواخت جانبی پرداخته می شود. در این مطالعه از رویکردهای متفاوت استفاده شده است. این رویکردها شامل مدل سازی و تحلیل بر مبنای نظریه های تغییر شکل کوچک و بزرگ تیرها، شبیه سازی خطی و غیر خطی در محیط نرم افزار آباکوس و ساخت و آزمایش روی نمونه تیر فلزی بوده است. بدین منظور پس از مروری بر تاریخچه تحقیقات انجام شده در زمینه کمانش حرارتی، مبانی مدل سازی ریاضی کمانش تیرها معرفی می گردد. در بررسی تیر دوسرگیردار، معادلات تغییر شکل بزرگ معادلاتی پیچیده و غیر خطی می باشد. از طرفی بار گذاری هم زمان حرارتی و مکانیکی موجب ورود معادلات تنش حرارتی به این دستگاه معادلات غیر خطی می گردد که موجب پیچیدگی و دشواری بیش از پیش این معادلات می شود. برای ساده سازی این مسئله، افزایش دمای یکنواخت در تیرها به وسیله تغییر مکان یک انتهای تیر قرینه سازی می گردد. بدین صورت که یک طرف تیر به سمت انتهای دیگر آن که ثابت است جابجا می شود. این جابجائی موجب افزایش طول تیر و ایجاد بار فشاری و کمانش در تیر می گردد. بر پایه روش های متفاوت معرفی شده، مجموعه ای از نتایج از جمله شکل منحنی ارتجاعی و دامنه خیز تیر در قالب تعدادی جدول و نمودار ارائه شده است. از مقایسه نتایج حاصل از روش های مختلف در مورد شیوه مناسب تحلیل مسائل کمانش حرارتی اظهار نظر خواهد شد.

برای استخراج میدان تنش در دیسکی از مصالح ارتجاعی، لازم است مانند تحلیل سایر اجسام الاستیک، معادلات تعادل و سازگاری بطور همزمان حل شود. برای دیسک همگن این معادلات غیر همگن هستند لذا نمی توان به طور مستقیم از روش تابع تنش ایری جهت ساده سازی و تبدیل آنها به یک معادله همساز دوگانه، استفاده نمود. در این مورد با استفاده از روش تابع پتانسیل، ناهمگنی معادله مهار شده است. نتیجه این ساده سازی ، به دست آمدن یک معادله دیفرانسیل پاره ای خطی مرتبه چهارم ناهمگن می باشد. جواب این معادله شامل قسمت عمومی و خصوصی است. تعدادی حل خصوصی مناسب به دست آمده است. حل عمومی نیز برای مسئله ترک به صورت سری ویلیامز در دسترس است. در این سری به ازای هر جمله یک ضریب مجهول وجود دارد که با تعیین این ضرایب حل مشخص می شود. به این منظور جواب های عمومی و خصوصی را با هم جمع کرده و به کمک شرایط مرزی حاکم بر مسئله، ضرایب بسط ویلیامز را به دست می آوریم. در انتها نمودارهایی بی بعد شده جهت به دست آوردن ضریب شدت تنش در دیسک دوار دارای چندین ترک و شیار لبه ای با چیدمان متقارن نشان داده شده است. این نمودار ها توسط آباکوس (برای ترک) و روش جمله اول(برای شیار) به دست آمده اند.

با رواج ساخت و کاربرد مواد مدرج تابعی در صنایع نوین از جمله صنایع هوا فضا مطالعه خصوصیات رفتاری سازههای ساخته شده از این مواد نیز در کانون توجه محققین قرار گرفته است. وجود پروفیل توزیع درجه حرارت و حضور میدان های مغناطیس منجر به ایجادتنشهای مکانیکی میشود. در این چهارچوب مطالعه یک استوانه جدار ضخیم متشکل از مواد مرکب تابعی که تحت تاثیر فشار داخلی،توزیع دما و یک میدان مغناطیسی یکنواخت قرار دارد، مورد مطالعه قرار میگیرد. در اثر این نوع بارگذاری تنشهای مگنتو ترمو الاستیک در استوانه ایجاد میگردد. استخراج حل برای میدان توزیع تنش و تغییر شکل مورد نظر است. بدین منظور ابتدا معادلات تعادل، تنش کرنش وکرنش تغییر مکان ادغام میشوند. تاثیر میدان مغناطیسی به صورت نیروی لورنتز در معادله تعادل و تاثیر دما بصورت کرنش حرارتی در رابطه تنش کرنش دخالت داده خواهد شد. معادله دیفرانسیل حاکمه که به معادله ناویر معروف است، دارای ضرایب متغیر میباشد. معادله به ازاء یک توزیع ویژه از ناهمگنی مورد بررسی و تحلیل قرار خواهد گرفت. از حل معادله ناویر حاصل،تابع تغییر شکل برای استوانه و به تبع آن تنش های مربوطه به دست خواهد آمد. بدنبال استخراج حل اثر حوزههای دمایی و مغناطیسی و نیز اثر ناهماهنگی موجود در ماده روی خصوصیات میدان های تغییر شکلها و تنشها مطالعه خواهد شد.

تغییر ناگهانی دما در یک محیط و به دنبال آن شوک کرنشی حاصل، منشاء ایجاد ارتعاش است. در اغلب موارد دامنه این ارتعاش کوچک و آثار آن معمولاً توسط میرائی سازه ای حذف می شود. در برخی موارد نظیر مطالعه شوک حرارتی در مقیاس نانو، تحلیل غشاء ها و یا حرکات دقیق ماهواره ها و سفینه? ها در مدار، این نوع ارتعاش و آثار آن قابل ملاحظه است. در این راستا این پایان نامه پدیده ارتعاش صفحات نازک را در اثر انتقال حرارت غیر فوریه ای بررسی می نماید. بدین منظور ابتدا معادلات انتقال گرما در حالت غیر فوریه برای یک تیغه متوازی السطوح حل می شود. جواب به صورت سری های فوریه ای دو تکه ارائه خواهد شد. با استفاده از میدان توزیع دمای حاصل از تحلیل حرارتی غیر فوریه و در نظر گرفتن الگوی غیر کوپله (تغییر مکان کوچک) در تحلیل ترمومکانیکی معادله ارتعاش یک تیر با شرایط مرزی دو سر مفصل در اثر این پدیده در طول زمان مطالعه می شود. بدین منظور تغییر مکان تیر شامل دو قسمت مکانیکی و حرارتی در نظر گرفته می شود و عبارت حرارتی که با استفاده از تحلیل انتقال حرارت غیر فوریه?ای بدست می?آید در قالب کرنش حرارتی به مدل ترموالاستیک تیر مرتبط می شود. معادله حاصل با استفاده از روش تفاضل محدود حل می?شود. نتایج در قالب منحنهای توزیع غیر فوریه دما و توزیع امواج ارتعاشی ارائه و بررسی می شود. همچنین برای مقایسه این پدیده با نرم افزار اجزاء محدود آباکوس(abaqus cae) شبیه سازی می شود.

فن?آوری?های نوین، امکان ساخت دیسک های چرخان با سرعت?های بالا را میسر نموده است. از جمله روش?های جدید برای تولید دیسک?های چرخان می توان به کاربرد مواد ناهمگن با ترکیب و ساختار مهندسی شده که مواد مدرج تابعی (fgm) نامیده می شوند، اشاره نمود. آشنایی با ظرفیت تحمل بار مکانیکی و پایداری پلاستیک در این نوع دیسک?ها، امکان بهره?برداری بیشتر از آنها را فراهم می?سازد. این رساله به تحلیل الاستیک?-?پلاستیک تنش و ناپایداری پلاستیک در دیسک?های چرخان با ضخامت متغیر از مواد مدرج تابعی تحت بارگذاری حرارتی پرداخته است. در این مطالعه بویژه استخراج سرعت حد برای دیسک?هایی با توزیع ضخامت ثابت، خطی، محدب و مقعر در کانون توجه قرار گرفته است. روش های خواص مادی متغیر (vmp) بعنوان روش نیمه تحلیلی و رانگ?-?کوتا (runge-kutta) به منزله یک روش عددی در مطالعه به کار رفته?اند. تحلیل های مختلف دیسک چرخان توسط نرم افزار المان محدود ansys نیز شبیه?سازی شده است. از مدل?های الاستیک?-?کاملاً پلاستیک، الاستیک?-?سخت شونده خطی و رامبرگ?-?آزگود برای معرفی رابطه بین تنش و کرنش تک محوری استفاده گردیده است. برای اعتبار بخشیدن به نتایج تحلیل نظری، از حل یک مسئله نمونه با پاسخ دقیق و از نتایج شبیه?سازی نرم?افزاری بهره برداری شده است. در راستای بررسی رفتار مکانیکی دیسک در تغییر شکل?های خارج از صفحه، نظریه ورق میندلین و فرض تغییر شکل برشی مرتبه اول برای تحلیل دو مسئله متفاوت بکار گرفته شده است. در یک مسئله، دیسکی با توزیع شعاعی خواص تحت بارگذاری عرضی به موازات محور دیسک و در مسئله دیگر دیسکی چرخان با توزیع خواص در امتداد محوری تحلیل گردیده?اند. در هر یک از رویکردهای تحلیلی، اثرات نوع مدرج?سازی و تاثیر متقابل دما - چرخش روی میدان?های تنش و تغییر شکل دیسک?های چرخان مطالعه شده اند.

در این تحقیق میدان های تنش پسماند در دیسک های ساخته شده از مواد مدرج تابعی تحت بارگذاری مکانیکی-حرارتی مورد مطالعه قرار می گیرد. میدان های تنش پسماند فشاری در لایه های داخلی دیسک باعث بهبود عمر خستگی خواهد شد. این کار نیازمند حل الاستوپلاستیک مسئله می باشد. برای این منظور از روش خواص مادی متغیر (vmp) برای حل مسئله استفاده شده است . در این روش دیسک به نوار هایی با ضخامت ناچیز تقسیم می شود که خواص ماده در طول آن ثابت است و سپس یک حل شبه الاستیک برای حل مسئله پلاستیسیته ارائه می شود. این کار از طریق اصلاح مکرر مدول الاستیسیته و ضریب پواسون تا رسیدن به همگرایی مناسب انجام می گردد. برای این منظور از نرم افزار matlab استفاده خواهد شد. برای اعتبار سنجی حل از نرم افزار abaqus استفاده خواهد شد. در تحلیل های پیش بینی شده مدل ماده در بارگذاری مدل سخت شوندگی خطی می باشد. برای حالت باربرداری نیز از دو مدل سخت شوندگی همسانگرد و سخت شوندگی سینماتیک استفاده می شود. در تعریف خواص ماده مدرج تابعی از مدل کسر حجمی و قانون ترکیب اصلاح شده بهره برداری می شود. تاثیر عوامل گوناگون مانند سرعت، گرادیان دما، خواص مکانیکی ازجمله درصد کسرحجمی، نسبت مدول الاستیسیته فلز –سرامیک، نسبت چگالی فلز- سرامیک روی میدان های تنش پسماند بررسی خواهد شد. همچنین بارگذاری حرارتی به دو شکل یکنواخت و گرادیانی بر دیسک دوار اعمال گردید. ملاحظه گردید که سرعت و دما تاثیر قابل توجهی بر میدان های تنش پسماند دارند.

با توجه به کاربرد روز افزون قطعات لوله ای شکل در صنایع مختلف، استفاده از روش هیدروفرمینگ لوله بسیار گسترش یافته است. موفقیت این روش تا حد زیادی به کنترل پارامتر های فرآیند از جمله پارامتر های مسیر بارگذاری بستگی دارد. در این پژوهش به معرفی روشی مناسب برای تعیین مقادیر بهینه پارامتر های مسیر بارگذاری در فرآیند هیدروفرمینگ لوله y-شکل پرداخته شده است. در فرآیند هیدروفرمینگ لوله رابطه تحلیلی مناسبی میان پارامتر های مسیر بارگذاری و شاخص های شکل پذیری وجود ندارد. بدین سبب از شبکه های عصبی مصنوعی برای مدلسازی رفتار تغییر شکل لوله بر حسب مسیر های بارگذاری استفاده شده است و عملکرد مدل شبکه عصبی با استفاده از چند معیار مورد ارزیابی قرار گرفته است. از روش طراحی آزمایش ها بر مبنای روش تاگوچی برای طراحی آزمایش های مورد نیاز جهت آموزش و آزمون شبکه عصبی استفاده می شود. آزمایش های طرح شده با استفاده از تحلیل اجزاء محدود توسط نرم افزار آباکوس شبیه سازی می گردد. به منظور طراحی بهینه مسیر های بارگذاری، رویکرد بهینه سازی چند هدفه با ماکزیمم کردن همزمان بیشترین ارتفاع بادکردگی و کمترین ضخامت لوله، بکار گرفته شده است. بهینه سازی چند هدفه توسط الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب (nsga-ii) اجرا گردیده و مجموعه نقاط بهینه پارتو در فضای جستجو بدست آمده است. همچنین توزیع توابع هدف بر اساس پارامترهای بارگذاری، برای نقاط بهینه مجموعه پارتو مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه با توجه به اطلاعات مبتنی بر سلایق کاربران، مسیر بارگذاری نهایی از میان مجموعه بهینه پارتو تعیین گردیده است. مقایسه نتایج حاصل از اعمال مسیر های بارگذاری بهینه با نتایج تجربی در سایر منابع، قابلیت و توانایی روش ارائه شده در پیش بینی مسیر های بارگذاری بهینه را نشان می دهد.

مخازن نگهداری و انتقال سیالات زیر فشار و دمای بالا، بطور گسترده ای در صنایع مختلف شیمیایی، نظامی، دریایی، تولید نیرو، هوافضا و ماشین سازی به کار رفته اند. امروزه فناوری های جدید، امکان تولید مخازنی از مواد مدرج تابعی (fgm) را میسر نموده است. در این رساله شرایطی مورد بررسی قرار می گیرد که در آن یک مخزن تابعی مدرج جدار ضخیم کروی یا استوانه ای، پی آمد افزایش فشار یا دمای درونی، در وضعیت تغییر شکل مومسان قرار گرفته باشد. بدین منظور، تاریخچه تحلیل مکانیکی همراه با مبانی تحلیل گونه های مختلف مخازن تابعی مدرج، ارائه گردیده و سپس به تحلیل دمایی-کشسان-مومسان تنش های بوجود آمده در این گونه مخازن، پرداخته شده است. در این گام ابتدا نتایج تحلیل کشسان مخازن (کروی و استوانه ای)، معرفی و در ادامه با استفاده از معیار ترسکا، تحلیل ها به حوزه رفتارهای کشسان-مومسان توسعه داده شده است. بر پایه این تحلیل ها در مورد چگونگی شروع و گسترش ناحیه مومسان، تاثیر حرارت و تاثیر گونه ی ناهمگنی بر توزیع تنش، اظهار نظرهایی پیشنهاد گردیده است. برای اعتبارسنجی پاسخ ها، بموازات استفاده از نرم افزار abaqus، از روش حلی با نام vmp(variable material property) و در مرحله اعتبار سنجی نتایج، علاوه بر معیار ترسکا از معیار فن میسز نیز استفاده و نتایج حاصل از تحلیل چند مسئله با شرایط کرانی مختلف، پدیدار شده است. به کمک منحنی‎های موجود در رساله، می‎توان تاثیر دما و پایاهای مادی را تعیین نمود. در انتها چند پیشنهاد برای تداوم این زمینه پژوهشی آورده شده است.

دیسک های دوار دارای کاربردهای صنعتی متنوع در اقسام ماشین آلات صنعتی و وسایل خانگی هستند. اغلب شیوه تولید این المان های مکانیکی به گونه ای است که می توان دیسک را یک محیط همگن و همسانگرد در نظر گرفت. با این وجود در مواردی که دیسک در یک ورق مسطح برش داده شود وجود ناهمسانی یا ناهمگنی ورق در رفتار دیسک نیز تاثیر خواهد گذارد. ناهمسانی در ورق های پلاستیک یا فلزی بدلیل نورد و ناهمسانی در تخته چوبی بدلیل فرآیند طبیعی رشد پدید می آید. حال اگر دیسکی با خواص ارتجاعی متفاوت در دو راستای عمود برهم تحت چرخش قرار گیرد وجود اختلاف خواص بر میدان های تنش و تغییر شکل آن تاثیر خواهد گذاشت. در این حالت دیسک دارای راستگردی دکارتی خوانده می شود. در تحلیل دو گزینه پیش روی تحلیل گر قرار خواهد داشت. می توان معادلات حاکم را در مختصات دکارتی یا قطبی استخراج نمود. هر یک از این دو حالت مزایا و مشکلات متفاوتی دارند. این معادلات در پایان نامه استخراج گردیده و نشان داده شده است که حتی با اعمال فرض ساده کننده و معقول تنش صفحه ای معادلات حاصل همچنان به صورت معادلات پیچیده و حجیمی ظاهر می شوند. با وجود تلاش مضاعف برای حل معادلات به روش نیمه معکوس، استخراج پاسخ قانع کننده ای ممکن نشد. بدین سبب مسئله در محیط نرم افزار abaqus شبیه سازی گردید. پس از انجام آزمون همگرایی مش و اعتبار سنجی برای برنامه تهیه شده، از حصول جواب مناسب اطمینان حاصل شد. در ادامه پژوهش تاثیر عوامل مختلف از قبیل نسبت ناهمسانی و نسبت های ابعادی بر نحوه توزیع تنش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج در قالب تعدادی جدول و نمودار ارائه گردیده است. بر مبنای نتایج حاصل پیشنهادات مناسبی نیز برای بهره برداری از دیسک و تداوم این تحقیق معرفی شده است.

در سالهای اخیر کاربرد مواد مرکب در صنایع مختلف از جمله هوا فضا و خودرو افزایش یافته است. باتوجه به عدم وجود تقویت - کننده در جهت عمود بر لایهه ا یعنی در راستای ضخامت ورق، سازههایی که از مواد مرکب لایهای ساخته میشوند در معرض خطر جدایش میان لایه ای که به نام پدیده تورق شناخته می شود، قرار دارند. منشاء این نور خرابی در حقیقت شرور و انتشار تر های بین لایه ای در فصل مشتر دولایه میباشد، که شکست بین سطحی را پدید میآورد. در این تحقیق، پدیده تورق در ورق های مرکب لایهای تحت بارگذاری خمشی بررسی شده است. برای این منظور جزء کوچکی از ریشه پرره توربین بادی به صورت یک ورق لایه ای با ساختار نامتجانس، شبیه سازی و مورد تحلیل قرار گرفته است. روش تحلیل شامل دو رویکرد موازی سنجش های آزمایشگاهی و شبیه سازی های رایانه ای بوده است. در حوزه آزمون های تجربی، نمونه های مختلف تحت آزمایش های کشش یک محوره، استحکام کششی چسب، استحکام برشی چسب و اقسام آزمون های خمشی سره نقطره قررار - داده شده و نمودارهای نیرو تغییر مکان در نقطه اثر نیرو ثبت شده است. از طرف دیگر هندسه ورق مرکب به صورت مجازی شبیه سازی و - تحلیل تنش انجام شده است. نتایج سنجش تجربی استحکام و تحلیل رایانه ای تنش برای پیش بینی پدیده تورق مورد استفاده قرار گرفتره است. نتایج بیانگر آنست که، مقدار بار بحرانی برای شرور لایهلایهشدگی و ایجاد خسارت، به درستی و با دقت قابل قبولی از شربیه سرازی قابل حصول است. پس از حصول اطمینان از کارایی روش، این رویکرد تحلیلی تجربی برای بهینهسازی ساختار ورق مرکب با هدف ایجاد بیشترین مقاومت در - مقابل تورق به کار گرفته و ساختار بهینه ورق معرفی شده است.

در هر خودرو حدود 3 تا 5 هزار جوش نقطه ای وجود دارد. افزایش استحکام و انرژی شکست این جوش ها منجر به افزایش استحکام بدنه خودرو، بخصوص در هنگام وقوع تصادف خواهد شد. یکی از روش های موثر افزایش استحکام جوش های مقاومتی نقطه ای استفاده از چسب مقاوم حرارتی در محل اتصال می باشد. محصول این فرآیند ترکیبی، جوش نقطه ای هیبریدی نامیده می شود. در این پایان نامه با تغییر پارامترهای مختلف اتصال، تنش های موثر در اطراف جوش نقطه ای هیبریدی ورق های فولادی حین اعمال بار کششی به کمک شبیه سازی اجزاء محدود در محیط نرم افزار آباکوس مورد بررسی قرار گرفته است. برای اعتبار سنجی مدل، از مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تحقیقات سایر محققین استفاده گردید. برای افزایش دقت محاسبات، منطقه جوش شامل مناطق مختلفی که دارای خواص متفاوتی می باشند در نظر گرفته شده است. تاثیر پارامترهای مختلف شامل میزان هم پوشانی، قطر دکمه اتصال و ضخامت چسب بر میدانهای تنشی جوش مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد استفاده از جوش نقطه ای هیبریدی منجر به کاهش سطح مولفه های تنش نسبت به جوش مقاومتی نقطه ای می گردد. همچنین مشخص گردید در جوش نقطه ای هیبریدی با افزایش میزان همپوشانی، افزایش قطر دکمه جوش و کاهش ضخامت چسب، سطح تنش ها کاهش می یابد. از نتایج حاصل می توان برای دست یابی به هندسه مناسب جوش هیبریدی با استحکام مناسب استفاده کرد.

ضریب شدت تنش (k) وانتگرال j معیارهایی هستند که به ترتیب جهت تحلیل الاستیک و تحلیل الاستوپلاستیک در قطعات دارای ترک به کارمی-روند. روابط تحلیلی موجود برای مطالعه ترک در حوزه الاستیک محدود به برخی حالات خاص مثل ترک های سطحی بیضوی در ورق ها، مخازن استوانه ای و کروی شده است.روابط تحلیل ترک در حالت الاستوپلاستیک محدودتر و منحصر به حالات ساده تر می باشد.در هندسه های پیچیده می توان از روش اجزاء محدود برای تحلیل ترک استفاده نمود. در این راستا با استفاده از شبیه سازی رایانه ای برای یک ترک سطحی داخلی در یک مخزن تحت فشار، تاثیر پارامترهای عمومی مخزن و پارامترهای هندسی ترک مانند (اثر زوایای مختلف شیب صفحه ترک) بررسی شده اند. رفتار الاستو-پلاستیک ماده بر مبنای مدل رامبرگ آزگود در نظرگرفته شده است. از انتگرال jبه عنوان شاخص وضعیت شکست استفاده می شود. پس از تعیین موقعیت و مقدار بیشینه انتگرالj در جبهه ترک به ازاء پارامترهای مختلف، تاثیر تغییر همزمان چند پارامتر مختلف بر انتگرال j مورد مطالعه قرار می گیرد. بمنظور تعیین بحرانی-ترین وضعیت ترک و برآورد درصد تاثیر پارامترها، از روش طراحی آزمایش ها و تاگوچی استفاده شده است. در نهایت معادله-ای جهت بدست آوردن بیشینه انتگرال j به ازاء دو پارامتر عمق نفوذ و طول دهانه ترک سطحی بااستفاده از داده های جمع آوری شده از شبیه سازی رایانه ای برای مخزنی از جنس فولاد با ابعاد و فشار داخلی مشخص،تعیین می شود.

ایجاد سوراخ جهت برقراری اتصالات پیچی و پرچی، امری ضروری است. در دوره ی بارگذاری سازه وجود سوراخ موجب تمرکز تنش می شود. این پدیده باعث کاهش عمر خستگی سازه می شود. انبساط سرد فرایندی است که با ایجاد تنش پسماند فشاری در اطراف سوراخ، تاثیر تنش های متمرکز و مخرب را کاهش می دهد. انبساط سرد در عمل برای اتصالات پیچی و پرچی به کار می رود که رفتار متفاوتی با ورق هایی که تنها سوراخ شده باشند، دارند.

در حالیکه پیش فرض اغلب تحلیل های مکانیکی وجود یک محیط مادی پیوسته یا همبند است بسیاری از محیط های مادی به خلاف ظاهر پیوسته دارای بنیادی ناپیوسته و مجزا هستند. نمونه بارز این نوع از مواد پودر، خاک، شن و ماسه است. بدیهی است استفاده از فرض پیوستگی در تحلیل این محیط ها منجر به حصول پاسخ نزدیک به واقعیت نخواهد شد. امروزه وجود پردازشگرهای پر سرعت امکان تحلیل مکانیکی جزء به جزء یک محیط منفصل را میسر نموده است. این قابلیت در بررسی مکانیک مواد دانه ای که بخش عمده ای از مواد خام و محصولات صنایع مختلف را تشکیل می دهند، حائز اهمیت است. در این پایان نامه با بهره گیری از شیوه تحلیل مکانیکی جزء به جزء دانه ها، فرآیند انتقال لرزشی مواد دانه ای مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور در مرحله نخست ضمن بهره برداری از دستاوردهای تجربی دیگر پژوهشگران در زمینه بررسی پدیده سیالی شدن، روش تحلیل و برنامه های نگاشته شده مورد درست آزمائی قرار گرفت. سپس به مدلسازی انتقال لرزشی پرداخته شد. در این راستا با در نظرگرفتن دانه ها به عنوان کره های ویسکوالاستیک، متغیرهای حرکتی به کمک حل معادلات انتقال و دوران هر دانه بدست می آیند. ضمن معرفی یک مدل پایه شامل چشمه مولد دانه، بستر مرتعش انتقال دانه ها و یک چاه در انتهای مسیر، عوامل موثر بر سرعت انتقال مواد مورد ارزیابی قرار می گیرد. با گزینش زمان رسیدن به شرایط پایدار بعنوان معیاری از کیفیت انتقال، تاثیر 5 عامل فرکانس، دامنه ارتعاشی صفحه ، دبی ورودی دانه ها، طول صفحه و فاصله چشمه از دیواره روی زمان حصول پایداری مطالعه شده و نتایج آن در قالب نمودار و منحنی ارائه می گردد.