در تحقیق حاضر، مسئله ی ارتعاشات عرضی تیر کامپوزیتی با در نظر گرفتن تعداد دلخواه جرم متمرکز بر روی آن، به صورت تحلیلی، مطالعه شده است. از آنجا که درکامپوزیت ها ارتعاشات عرضی و پیچشی به یکدیگر وابسته می باشند، در تحلیل ارتعاشات عرضی، مطالعه و بررسی ارتعاشات پیچشی نیز لازم است. در این تحقیق ابتدا به بررسی تئوری ارتعاشات، طبق فرضیات تیر اویلر- برنولی بررسی شده و آنگاه مطابق این تئوری، رابطه حاکم بر تیر کامپوزیتی استخراج شده است. جرم های متمرکز به وسیله ی تابع دلتای دیراک مدل شده و روابط قبلی برای مسئلهی حاکم، با در نظر گرفتن تعداد دلخواه جرم متمرکز بر روی تیر مورد نظر اصلاح شده است. آنگاه معادله ی حاکم با توجه به توابع پایه استخراج شده و معادله فرکانسی و مود شیپ ها برای شرایط مرزی مختلف به دست آمده است. در پایان، مطابق معادله فرکانسی و مود شیپ های به دست آمده برای شرایط مرزی مختلف، تاثیر مقدار، موقعیت و تعداد جرم بر روی فرکانس ها و مود شیپ ها مطالعه شده است و نتایج حاصله از مطالعه این تحقیق علاوه بر مقایسه با نتایج موجود، ارزیابی و توسعه داده شده است.

گاهاً ضخامت مخازن تحت فشار از روابطی که در مراجع مربوطه طراحی به دست می آید؛ به اندازه ای نیستند که بتوانند در برابر بارهای محلی مقاومت کنند. تنش های ناشی از این بارها عموماَ در ناحیه ی کمی از پوسته توزیع می شوند. در این گونه موارد طراح ناچار است برای جبران ناتوانی پوسته راه حل هایی مثل استفاده از پد تقویتی، افزایش ضخامت پوسته، تغییر شکل، جنس و اندازه اتصال شونده را به کار برد که علاوه بر افزایش هزینه ها، اثرات محدود این روش ها طراح را با مشکل مواجه می کند. در تحقیقات پیشین نشان داده می شود که چگونه می توان با استفاده از تقویت های محلی مثل قطاعی از یک رینگ محیطی، تا حد مطلوبی اثرات انواع بارهای محلی منفرد را کاهش داد. اما کار قابل ملاحظه ای برای کاهش تنش های ناشی از بارهای محلی به وسیله ی تقویت کننده های پوسته در مخازن کامپوزیت که علی رغم وزن کم استحکام بالایی نیز دارند نشده است. در این تحقیق پس از تعیین حدود ضخامت، قطر و زاویه ی لایه، مدل سازی مخزن کامپوزیتی استوانه ای در نرم افزار آباکوس صورت می گیرد. برای رسم نمودارهای محدوده امن نیروی برشی و گشتاور خمشی، در مدل المان محدود مقادیر بارگذاری تا حدی بالا می روند که مقادیر ضریب اطمینان در پوسته به 1 برسند، این تحلیل پس از انجام تقویت نیز انجام شده و با حالت بدون تقویت مقایسه گردیده اند. این نمودارها پیش بینی می کنند در صورت استفاده از هر اندازه تقویت با چیدمان مشخص و بهینه شده، پوسته تا چه میزان بارگذاری را تحمل می کند. برای تایید نتایج تئوری، مدل آزمایشگاهی ساخته و نتایج تئوری با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند. در پایان نشان داده شده، که میزان کاهش کرنش بعد از اعمال تقویت حداکثر به 28 درصد می رسد. گزارشات تست عملی نیز تقریباً با 15 درصد اختلاف نتایج تئوری را تصدیق می کنند.

در این پروژه به مطالعه ی تحلیلی و عددی پوسته ی استوانه ای تحت فشار که از مواد مدرج تابعی ساخته شده و به وسیله ی چندلایه های کامپوزیتی تقویت می شود، پرداخته شده است. در فصل اول کلیاتی در مورد مخازن فشار، مواد کامپوزیتی و fg و تاریخچه ی مطالعات قبلی مرور شده است. در فصل دوم ابتدا به مطالعه تحلیلی تنش و کرنش در مخازن ساخته شده از مواد مدرج تابعی با استفاده از تئوری بی نهایت کوچک الاستیسیته پرداخته شده است. در این مواد، مدول الاستیسیته پیرو یک قانون توان ساده در سرتاسر ضخامت جداره تغییر نموده و نسبت پواسون ثابت در نظر گرفته شده است. پس از آن به مطالعه ی تحلیلی پوسته های استوانه ای کامپوزیتی، تحت فشار داخل پرداخته شده است. آنگاه در فصل سوم، به ترتیب مطالعه ی عددی پوسته ی استوانه ای همگن، fgm، کامپوزیتی و ترکیبی در نرم افزار المان محدود abaqus انجام شده است. نتایج روش المان محدود برای ثابت ناهمگنی ? در محدوده 2- تا 2+ محاسبه شده و با نتایج تحلیلی مقایسه گردیده است. نتایج تحیلی و عددی با تقریب بسیار خوبی، بر یکدیگر منطبق بوده و صحت ارزیابی های تنش و کرنش در مواد مدرج را نشان می دهند. سپس به تحلیل و ارزیابی تنش و کرنش در مخازن کامپوزیتی چندلایه پرداخته شده است. در پایان مدلسازی یک مخزن fgm که با چندلایه های کامپوزیتی با چیدمان متفاوت تقویت می شود، مورد توجه قرار گرفته است. نتایج و پیشنهادات در فصل چهارم آورده شده است. نتایج تقویت سازی نشان می دهد تنش بیشینه ی پوسته ی استوانه ای ترکیبی به طور قطع از پوسته ی 3 لایه ی fgm و 4 لایه ی کامپوزیتی کمتر است. اما از تنش بیشینه در مدل 5 لایه fgm بیشتر است.

پایان نامه حاضر به تحلیل ارتعاشات اجباری یک تیر کامپوزیتی اویلر-برنولی که تحت اثر بار هارمونیک قرار گرفته است، می پردازد. به منظور دستیابی به معادلات حاکم بر فیزیک مسئله، تئوری الاستیسیته کرنش محدود مورد استفاده قرار گرفته است. هدف اصلی مطالعه حاضر بررسی تاثیر مؤلفه های غیرخطی کرنش بر رفتار ارتعاشی تیر می باشد. به منظور در نظرگرفتن مؤلفه های غیرخطی کرنش، تانسور کرنش گرین-لاگرانژ مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از فرض برقراری قانون هوک بین تانسور تنش پیولا-کیرشهف نوع دوم و تانسور کرنش گرین-لاگرانژ و با محاسبه انرژی جنبشی، انرژی کرنشی و کار انجام شده توسط نیروی خارجی، معادلات حاکم بر مسئله به همراه شرایط مرزی با استفاده از اصل هامیلتون تعمیم یافته به دست آمده اند. به منظور توصیف رفتار تیر کامپوزیتی، فرضیات تئوری کلاسیک چندلایه ای مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق روش عددی مربع سازی دیفرانسیلی به منظور محاسبه فرکانس های طبیعی و پاسخ فرکانسی تیر مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش ضمن محاسبه فرکانس های طبیعی و شکل مودهای خطی و غیرخطی برای تیر با شرایط مرزی گیردار-گیردار، گیردار-آزاد و ساده-ساده، پدیده جهش، پدیده رزونانس اصلی و رزونانس ثانویه، تأثیر نسبت ضخامت به طول تیر و نیز تأثیر مقادیر مختلف دامنه و فرکانس تحریک روی رفتار ارتعاشی آن در تیرهای کامپوزیتی از جنس کربن/اپوکسی و شیشه/اپوکسی مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهند در شرایطی که فرکانس تحریک در محدوده فرکانس طبیعی تیر قرار دارد، دامنه نوسانات بسیار بزرگ بوده که نشان دهنده پدیده تشدید است. همچنین با تغییر شرایط مرزی از دوسرگیردار به دوسر ساده و گیردار-آزاد، دامنه نوسانات افزایش یافته که مرتبط با سختی ناشی از شرایط تکیه گاهی است. افزایش نسبت ضخامت به طول تیر باعث افزایش فرکانس طبیعی و کاهش دامنه نوسانات می شود.

طراحی پره های کامپوزیتی بدلیل خواص فوق العاده این مواد و چگالی پائین به سرعت پیشرفت نموده است . در این تحقیق پره کامپوزیتی توربین بادی سیصد کیلووات مورد مطالعه قرار می گیرد. طراحی آیرودینامیکی پره با استفاده از تئوری دیسک بهینه سازی شده گلارت و اطلاعات شرکت -lm شرکت سازنده پره های کامپوزیتی - صورت می گیرد. در طراحی آیرودینامیکی پره پیچش پره و طول وتر در مقاطع مختلف بدست آمده و با توجه به طول پره هندسه پره کامل می گردد.