در این تحقیق ارتعاشات غیرخطی کوپل شده بخش پایینی رشته حفاری که به مته متصل است مورد بررسی قرار می گیرد. مدل پیوسته برای تحلیل ارتعاشات تهیه شده و حل معادلات حرکت به روش تئوری اغتشاشات انجام می شود. در این تحقیق، رشته حفاری به عنوان یک روتور فرض شده که بر روی تکیه گاههای ساده (پایدارکننده ها) قرار دارد و دارای حرکت محوری بوده و در درون یک سیال قرار گرفته است. برای مدلسازی رشته حفاری موارد زیر در نظر گرفته می شود: ارتعاش سیستم در سه بعد، سرعت محوری، اثر جرم افزوده، نامیزانی جرمی، اثر ژیروسکپی، اینرسی جرمی دورانی، سختی خمشی، کرنش محوری غیرخطی، نیروی درگ سیال، نیروی محوری هارمونیک، سرعت محوری هارمونیک، اثر نیروی جاذبه وزن، مایل بودن رشته حفاری. رشته حفاری در حین دوران خود، زمین را حفر نموده و در عمق چاه پیشروی می کند. از اینرو رشته حفاری را می توان بصورت یک سیستم دارای حرکت محوری فرض نمود. در تحقیق حاضر برای اولین بار سیستم های دوار دارای حرکت محوری مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین تغییرات هارمونیک نیروی فشاری در راستای محوری و تغییرات سرعت محوری روتور تاکنون بصورت همزمان مدّنظر نبوده که به عنوان یک فعالیت جدید، هر دو این موارد بصورت همزمان در نظر گرفته شده است. دو حالت بزرگ بودن مرتبه سرعت محوری رشته حفاری و کوچک بودن مرتبه سرعت محوری رشته حفاری بصورت مجزا بررسی شده است. در حالتی که سرعت محوری کوچک (از مرتبه ) باشد، حالتهای بروز رزونانس کاهش می یابد. رزونانس سیستم به دو صورت رزونانس پارامتریک و رزونانس ترکیبی بوجود می آید که هرکدام بصورت جداگانه بررسی شده اند. اثر نیروی فشاری (وزن بر روی مته)، سرعت محوری، اینرسی دورانی و ... بر مقدار فرکانس طبیعی سیستم بررسی شده است. فرکانس طبیعی با افزایش سرعت رشته حفاری، افزایش نیروی محوری، افزایش طول و کاهش سختی خمشی، کاهش می یابد. نمودار فرکانس ـ پاسخ به ازای مقادیر مختلف نیروی نامیزانی جرمی و پارامترهای دیگر سیستم، ارایه می شود که در آن محدوده های پایداری و ناپایداری پاسخ حالت دائم به تفصیل بیان شده است. سپس بطور همزمان حرکت محوری رشته حفاری و حرکت سیال در نظر گرفته می شود. همچنین تغییرات سرعت محوری لوله، سرعت سیال داخل لوله و نیروی محوری وارد بر لوله، هر سه بصورت هارمونیک متغیر با زمان فرض می شود. سپس تمام مراحل روش مقیاس های چندگانه اعمال شده و نتایج ارایه می شود. فرکانس طبیعی با افزایش سرعت سیال، افزایش سرعت رشته حفاری، افزایش نیروی محوری، افزایش طول و کاهش سختی خمشی، کاهش می یابد.

هدف اصلی از انجام این تحقیق بررسی اثرات لقی بر عملکرد دینامیکی یک مکانیزم چهار میله و کاهش اثرات مخرب لقی بر پایداری دینامیکی مکانیزم می باشد. برای این منظور مدل های مختلف نیرو های ناشی از برخورد در اتصال دارای لقی ارائه و مناسب ترین مدل جهت محاسبه این نیرو ها معرفی شد. با استفاده از این مدل، معادلات حرکت یک مکانیزم لنگ لغزنده دارای لقی میان یاتاقان و میل محور در اتصال بین میله رابط و لغزنده با فرض ا صطکاک خشک استخراج شد. با استفاده از شبیه سازی عددی معادلات حرکت ، اثرات میزان اصطکاک و اندازه لقی بر عملکرد دینامیکی مکانیزم مورد مطالعه قرار گرفت. نشان داده شد که به ازای مقادیری از این پارامتر ها، مکانیزم رفتاری آشوبناک خواهد داشت. تا کنون حرکت آشوبناک در رفتار دینامیکی چنین مکانیزم هایی ناشی از ضربه و بازگشت های متوالی بین یاتاقان و میل محور که موجب غیر قابل پیش بینی شدن رفتار دینامیکی سیستم می شود؛ معرفی شده است. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی معادلات حرکت نشان داده شد ه است که به ازای مقادیری از اندازه لقی مکانیزم می تواند رفتاری آشوبناک داشته باشد در حالیکه یاتاقان و میل محور در تماس با هم باقی می مانند . همچنین نتیجه شد که در مقادیر بحرانی اندازه لقی حرکت مکانیزم به طور کلی تحت تأثیر ضربه و بازگشت های متوالی بین میل محور و یاتاقان قرار خواهد داشت؛ به طوریکه حداکثر نیروی ناشی از برخورد افزایش یافته و به موجب آن عمر قطعات کاهش می یابد. جهت کاهش اثرات لقی تحقیقاتی صورت گرفته و پارامتر ها و جداول طراحی نیز به منظور آنکه یاتاقان و میل محور همواره در تماس با هم باقی بمانند، ارائه شده است . اما در تمام این تحقیقات از فرض های ساده کننده ای از جمله استفاده از مدل ساده لینک بدون جرم و صرف نظر از خواص الاستیک اجزای در تماس با هم، استفاده شده است. تناوبی بودن حرکت مکانیزم فرض اساسی دیگری است که در تمام تحقیقات انجام شده، مورد استفاده قرار گرفته است . از آنجایی که سیستم می تواند به ازای برخی پارامتر ها رفتاری آشوبناک داشته باشد، جداول و پارامتر های طراحی ارائه شده همواره قابل استفاده نخواهند بود . در ضمن استفاده از این جداول مستلزم ایجاد تغییراتی اساسی در سیستم از جمله تغییر توزیع جرم مکانیزم است که گاه امکان پذیر نیست. بنابراین ارائه مکانیزم کنترلی جهت غلبه بر این مشکلات مورد نیاز می باشد که هدف اصلی از انجام این تحقیق است. جهت کاهش اثرات مخرب لقی , مکانیزم کنترلی با استفاده از روش بازخورد تأخیری طراحی شد تا به وسیله آن حرکت آشوبناک و غیر قابل پیش بینی مکانیزم به حرکتی تناوبی و مطلوب تبدیل شود . در این روش با اعمال نیروی کنترلی مدار تناوبی ناپایداری که بهترین عملکرد سیستم را ن ی تجه می دهد، پایدار خواهد شد . نکته اساسی در استفاده از این روش آن است که با پایدار شدن مدار تناوبی هدف اندازه نیروی کنترلی به سمت صفر میل کرده و پایداری مدار هدف تنها با اعمال اغتشاشات کوچکی حفظ خواهد شد.

دینامیک خودروی ریلی سرعت بالا با 38 درجه آزادی شامل جابجایی های طولی، عرضی، قائم و چرخش حول محور های مذکور مدل شده است. برای شبیه سازی تماس چرخ و ریل، از ریل الاستیک و مدل خزش غیرخطی استفاده شده است. برای حل معادلات غیرخطی و وابسته حرکت، روش رانج کاتا استفاده شده است. حرکت پایدار و رفتار حلقه بسته متناظر با آن بررسی شده است. به منظور مطالعه پدیده هانتینگ، تحلیل انشعاب انجام شده است. در تحلیل انشعاب سرعت به عنوان پارامتر انشعاب درنظر گرفته شده است. این تحلیل دربرگیرنده ی محدوده ای از شعاع قوس ریل و ضریب مخروطیت چرخ است. تاثیر ریل الاستیک غیر خطی و جابجایی در راستای طولی بر روی پایداری جانبی بررسی شده است. در انتها طیف توان مجموعه چرخ و محور کشنده از بوژی پیشرو، در محدوده ای از سرعت ها رسم گردیده است. نتایج نشان می دهد که جابجایی در راستای طولی، تاثیری بر روی پایداری جانبی ندارد. همچنین با افزایش شعاع قوس ریل و یا کاهش ضریب مخروطیت، سرعت بحرانی هانتینگ افزایش میابد. به علاوه سرعت بحرانی هانتینگ و فرکانس هانتینگ محاسبه شده بر اساس ریل الاستیک خطی از مدل غیر خطی بیشتر است.

یکی از مسایل موجود در راه آهن شناسایی توانایی و سستی های لکوموتیو های 4 و 6 محوره که بر روی دو بوژی 2 و 3 محوره جای گرفته است از دیدگاه های گوناگون فنی، اقنصادی و بهره برداری است که شناسایی این نقاط می تواند کمک شایانی به برگزیدن لکوموتیو برای کار در نظر گرفته شده نماید. در این نوشتار الگو سازی و واکاوی دینامیکی لکوموتیو های 4 و 6 محوره جی ام برای سرعت های گوناگون انجام شد. همچنین نیروهای عمودی و کناری وارد بر ریل، بوژی و بدنه لکوموتیو و نرخ برون رفت از خط هنگام گذر از مسیر منحنی و کمان بررسی شد. سرعت بحرانی بدست آورده شد. در این راستا یک الگوی 66 درجه آزادی برای لکوموتیو 4 محوره و یک الگوی 84 درجه آزادی برای لکوموتیو 6 محوره ساخته شد و معادلات حرکت برای هر دو لکوموتیو 4 و 6 محوره بدست آمد. سپس یک الگوی فراگیر از هر دو لکوموتیو با همه ی ریزگان در نرم افزار آدامز ساخته شد و واکاوی گردید. در پایان دست آورد ها برای هر دو روش با یکدیگر سنجیده شد و توانایی ها و کاستی های هر دو لکوموتیو بررسی شد.

معمولاً سازه های کامپوزیتی در اثر بارهای خارجی تحت نوسان قرار می گیرند که برای جلوگیری از آثار مخرب آن و کنترل شرایط عملکرد سازه، تحلیل ارتعاشات آزاد ورق ها و محاسبه فرکانس های طبیعی و شکل مودها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. همچنین در صنایعی مانند صنایع دریایی، سازه در شرایطی کار می کند که در تماس با سیال قرار گرفته و همین امر باعث تغییر محسوس در رفتار دینامیکی آن می شود؛ و لذا پیش بینی فرکانس طبیعی ورق در تماس با سیال که به عنوان مسئله اندر کنش متقابل سازه و سیال شناخته می شود، امری مهم می باشد. از دیگر عوامل مهم در تحلیل سازه اثرات محیطی همچون دما و رطوبت می باشند که باعث ایجاد کرنش های انبساطی در سازه شده و نقش به سزایی در تحلیل دینامیکی سازه دارند. بنابراین پیش بینی و تحلیل رفتار مودال ورق های کامپوزیتی تحت شرایط پیچیده ذکر شده به منظور طراحی مهندسی متناسب با این شرایط و جلوگیری از واماندگی غیر منتظره سازه تحت اثر بارهای دینامیکی بسیار مهم است. به همین منظور در این تحقیق برای اولین بار رفتار دینامیکی ورق های کامپوزیتی مستطیلی که در صنایع کاربرد زیادی دارند، در تماس با سیال و به طور همزمان تحت اثر کرنش های حرارتی و رطوبتی، مورد بررسی قرار گرفته اند. برای تحلیل، ابتدا معادلات حرکت ورق با استفاده از روش نیوتن استخراج شده و سپس پاسخ معادلات با استفاده از روش ریتز مثلثاتی که از دقت و همگرایی عددی خوبی برخوردار است، بدست آمده اند. در ادامه برای ارزیابی اعتبار پاسخ های عددی، نتایج این تحلیل با مقالات سایر محققین مقایسه شده است. در نهایت نتایج این تحقیق در قالب چندین جدول و نمودار ارائه شده اند که در آنها اثر پارامترهای مختلف مانند گرادیان دما و درصد رطوبت، ویژگی های سیال، ابعاد هندسی ورق و چیدمان لایه ها مورد بررسی قرار گرفته اند.

چکیده به منظور جلوگیریازحوادثناخوشایند،حفظپایداریوسایلریلیپرسرعتاهمیتحیاتیدارد،بدینمنظوردینامیکخودرویریلی سرعت بالا با ?? درجهآزادیبادرنظر گرفتن جابجایی های طولی، عرضی قائم و چرخش حول محور های مذکور مدل شده است. پارامترهای غیرخطی ناشی از چرخ، فلنج و ریل ها و همچنین نیروهای خزشی نیز در این مدل به کار گرفته شده اند.برای حل معادلات از روش رانگ کاتای مرتبه (5و4) وشرایط اولیه صفر استفاده شده است.حرکت پایدار و رفتار حلقه بسته متناظر با آن بررسی شده است.به منظور مطالعه پدیده هانتینگ، تحلیل انشعاب انجام شده است. در تحلیل انشعاب سرعت به عنوان پارامتر انشعاب در نظر گرفته شده است. این تحلیل در بر گیرنده ی محدوده ای از شعاع قوس ریل، ضریب مخروطیت، لقی لبه ی چرخ و سختی جانبی سیستم تعلیق اولیه و ثانویه است. جهتشناساییحرکتآشوبناکسیستم بهتحلیلفرکانسیتوسط تبدیلفوریه پرداخته شد، که طیف توان مجموعه چرخ و محور کشنده از بوژی پیشرو، در محدوده ای از سرعت ها رسم گردیده است. رفتار بلندمدت مشخص می کند که در سرعت های کمتر از سرعت های بحرانی سیستم به سمت حالت پایدار نوسان می کند. در حرکت پایدار تا زمانی که سرعت کمتر از سرعت بحرانی است، نوسان ادامه دارد. وقتی سیستم به سرعت بحرانی می رسد حرکت سیکل محدود برای اولین بار رخ می دهد و وقتی سرعت بالاتر از سرعت بحرانی باشد دامنه ارتعاش به طور ملایم افزایشمی یابد. همچنین نتایج نشان می دهد که با کاهش ضریب مخروطیت، یا کاهش سختی جانبی سیستم تعلیق ثانویه و یا با افزایش شعاع قوس ریل،یا افزایش لقی لبه ی چرخ،یا افزایش سختی جانبی سیستم تعلیق اولیه سرعت هانتینگ افزایش می یابد. همچنین سرعت بحرانی هانتینگ و فرکانس هانتینگ محاسبه شده بر اساس ریل الاستیک خطی از مدل غیرخطی بیشتر است. به علاوه جابجایی در راستای طولی نشان می دهد که سرعت بحرانی برای حالت 38 درجه آزادی کمتر از حالت 31 درجه آزادی است.همچنین با رسم نگاشت پونکاره رفتار دینامیکی سیستم نشان داده شده است.

در این پروژه یک ربات متحرک شنی دار به همراه بازوی رباتیکی 5 درجه آزادی، با استفاده از نرم افزار یونیورسال مکانیزم مدل سازی شده و جهت نشان دادن تاثیر شرایط محیطی و پارامتر های ربات بر عملکرد آن، رفتار دینامیکی مدل شبیه سازی شده در شرایط مختلف بررسی شده است. در ابتدا عملکرد ربات شبیه سازی شده در بستر های با جنس مختلف بررسی شده است. به منظور نشان دادن اهمیت فرورفتگی، عملکرد مدل شبیه سازی شده در دو حالت بستر صلب و بستر غیر صلب مقایسه شده است. در مرحله بعدی مدل ساده ای از سیستم تعلیق به مدل اضافه شده و عملکرد آن بررسی شده است. در ادامه به منظور بررسی تعاملات بازو و ربات، با مدلسازی بازوی رباتیکی بر روی ربات، اثر متقابل بازو و ربات بررسی شده است. و در آخر با هدف جلوگیری از واژگونی ربات در شرایط مختلف و افزایش پایداری، پس از تعیین وضعیت پایداری ربات با استفاده معیار پایداری نیرو-زاویه، یک الگوریتم پایدارساز برای ربات طراحی شده است. همچنین با استفاده از معیار پایداری و تست های عملی نشان داده شده است که حضور نیرو های دینامیکی، پایداری را تحت تاثیر قرار می دهد و همچنین محل مناسب کارگیر می تواند سبب افزایش محدوده کاری ربات گردد به طوری که حداکثر شیب عرضی پایدار برای ربات افزایش می یابد.

چکیده ندارد.

در حفاری جاه هایی جهت استحراج نفت، بررسی کمانش هلیکال لوله از اهمیت زیادی برخوردار است در تحیل های دینامیکی انجام شده از نیروی وزن واحد طول لوله صرف نظر شده است .دراین پایان نامه با در نظر گرفتن نیروی وزن واحد طول به بررسی کمانش هلیکال لوله ها در داخل پوشش استوانه ای پرداخته می شود.برای حل این مسئله لوله تحت کمانش به چهار ناحیه تقسیم شده است: ناحیه بدون کمانش ( لوله تحت کشش قرار دارد) ، ناحیه گذرا ( لوله تحت فشار قرار دارد ولی به بدنه پوشش استوانه ای تماس ندارد) ، ناحیه کمانش هیکال ( لوله تحت فشار قرار دارد و به بدنه پوشش استوانه ای تماس دارد) ، ناحیه انتهایی ( لوله تحت فشارقرار دارد و در قسمت تحتانی چاه می باشد) . این پایان نامه با توجه به اینکه با در نظر گرفتن نیروی وزن معادلات حرکت غیر خطی می شوند، بدنبال را ه حل مناسب و ساده ای جهت حل این معادلات می باشد.