یکی از روش های موثر در بالا بردن تحمل فشار در استوانه های جدار ضخیم، ایجاد تنش پسماند فشاری توسط فرآیند اتوفرتاژ در جدار آنها می باشد. دراتوفرتاژ یک مخزن استوانه ای جدار ضخیم را تا حدی تحت فشار داخلی قرار می دهند که جدار داخلی آن تا شعاع معینی وارد فاز پلاستیک شود. پس از باربرداری تنش پسماند فشاری در جدار استوانه باقی می ماند. در این پژوهش به بررسی استوانه های اتوفرتاژ با ترک خارجی پرداخته شده است. برای این منظور ابتدا اتوفرتاژهایی با نسبت 50% و 100% بر روی نمونه های استوانه ای آلومینیومی با قطرهای خارجی و داخلی (25 و 35) و (20 و 30) بدست آمد. سپس ترک های بیضی شکل با نسبت طول به عمق 1/5 و با زوایه های صفر ، 30 ، 60 و 90 درجه نسبت به خط عمود بر محور استوانه و در سطح خارجی آن ایجاد گردیدند، پس از آن استوانه ها تحت فشار داخلی قرار گرفته و باز شدگی دهانه ترک توسط چسب رپلیکا اندازه گیری گردید.در نهایت فشار آنقدر بالا برده شد تا استوانه ها ترکیدند. شبیه سازی این فرآیند با روش المان محدود انجام شد و نتایج بدست آمده از دو روش با هم مقایسه گردیده است. مقایسه نتایج بدست آمده از نرم افزار المان محدود (abaqus) با نتایج تجربی، نشان دهنده تطبیق خوب نتایج تجربی و شبیه سازی است. همچنین از آنجا که باز شدگی دهانه ترک یکی از پارامترهای شکست در ترک محسوب می شود پارامتر انتگرالِj نیز در طول ترک از شبیه سازی عددی بدست آمد. در نهایت نتایج بدست آمده با هم مقایسه شدند و یک روند کلی در کار مشاهده شد. بدین صورت که با افزایش هر یک از پارمترهای زاویه صفحه ترک با محور طولی استوانه، نسبت طول به عمق ترک، عمق ترک و افزایش میزان اتوفرتاژ، پارامتر انتگرالِj افزایش می یابد.

در این پایان نامه ضمن معرفی مفهوم ‏fiv‏ و تشریح مکانیزم های ایجاد ارتعاش در سازه ها، به تحلیل ‏عددی این پدیده در یک مجرا حاوی دو لوله که در دو آرایش دایروی و بیضوی قرار گرفته اند، پرداخته ‏شده و تأثیر آن بر میزان انتقال حرارت بررسی شده است. همچنین نتایج برای فواصل مختلف دو لوله ‏از هم بدست آمده و با هم مقایسه شده اند.‏ به منظور شبیه سازی این پروژه، از گروه نرم افزاری ‏ansys 11‎‏ استفاده شده است. این گروه شامل ‏دو نرم افزار مستقل (‏ansys-workbench‏ و ‏ansys-cfx‏) می باشد. ابتدا در محیط ‏workbench‏ هندسه تولید شده و مش زده می شود سپس در محیط ‏cfx، شبیه سازی کلی و ‏شرایط مرزی اعمال می گردد. در فصل اول این پایان نامه به بیان اهمیت موضوع و تعریف خلاصه ای از ‏مسأله مورد بررسی پرداخته و به برخی از فعالیت ها و نتایجی که توسط محققین در این زمینه صورت ‏گرفته است، اشاره شده است. در فصل دوم مطالبی در ارتباط با مبدل های حرارتی آورده شده و ‏مکانیزم های ایجاد ارتعاش ناشی از حرکت سیال در مبدل های حرارتی مورد بررسی قرار می گیرند. در ‏فصل سوم به بیان کلی معادلات حاکم و روند گسسته سازی آنها پرداخته می شود. فصل چهارم ‏مربوط به بررسی ارتعاشات القایی در یک سیلندر دایروی الاستیک با دمای دیواره ثابت در جریان ‏متقاطع می باشد که برای سیلندر، ارتعاش با دو درجه آزادی در جهت جریان و عمود بر جهت جریان ‏در نظر گرفته شده است. در این فصل اثرات فرکانس طبیعی سیلندر بر دامنه ارتعاشات و اثر آن بر ‏میزان انتقال حرارت سیلندر بررسی شده است. در فصل پنجم نتایج ‏بدست آمده برای حالت دو مجرای تخت و دایروی نشان داده شده و مقایسه شده اند. وهمچنین، ‏نتایج برای فواصل مختلف دو لوله از هم بدست آمده است. سپس نتیجه گیری کلی و پیشنهاداتی برای ‏مطالعات بعدی در فصل ششم مطرح می گردد

در این تحقیق اثر یک نوع قطعه تعبیه شده در لوله مبدل (tube insert) از نوع حلقه های مخروطی (tappered ring) در بهبود انتقال حرارت هم بصورت آزمایشگاهی و هم با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت آزمایشگاهی از یک مبدل حرارتی با شار ثابت استفاده شده است. حلقه های مخروطی با دو چیدمان واگرا (dr) و همگرا (cr) در مبدل قرار گرفته اند. اختلاف دما ها بر روی لوله و همچنین بین ورودی و خروجی ونیز افت فشار بین وروردی وخروجی در دو حالت با و بدون حلقههای مخروطی اندازه گیری و با هم مقایسه شده اند. در قسمت مدلسازی، کل سیستم توسط cfd مدل شده که مدل ? -k استاندارد به عنوان مدل آشفتگی برای پیش بینی الگوی جریان آشفته درون مبدل اعمال شده است. نتایج آزمایشگاهی و محاسبات cfd نشان می دهد که قطعه تعبیه شده درون لوله باعث افزایش کارایی حرارتی مبدل حرارتی نسبت به مبدل بدون این قطعات می شود. محاسبات cfd با روند خوبی نتایج آزمایشگاهی را پیش بینی کردند.

فروپاشی در اثر کمانش یک پدیده کاملا معمولی در ورق های تحت فشار است، به خصوص هنگامی که ضخامت ورق نسبت به ابعاد دیگر به اندازه کافی کوچک باشد. این شکل از فروپاشی اغلب می تواند بر فروپاشی در اثر استحکام پیشی گیرد. در این تحقیق مطالعه تجربی و عددی بار بحرانی کمانش ورق های ترک دار که تحت بارگذاری تک محوری فشاری قرار دارند، انجام شده است. به این منظور ورق هایی از جنس آلومینیوم 1200a با ترک های مرکزی در نظر گرفته شده است. اثر طول ترک نسبی، امتداد ترک، ضخامت ورق و ضریب شکل ورق دربار کمانش با دو روش تجربی و عددی بررسی شده است. اثر شرایط مرزی و بارگذاری با در نظر گرفتن تکیه گاه ها و بارگذاری های مختلف مانند بارگذاری و تکیه گاه تکه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. در پایان نتایج عددی و تجربی با یکدیگر مقایسه شده است.

در این تحقیق به بررسی عددی و تجربی رشد ترک خستگی تحت مود ترکیبی i-iii در ورق با ترک لبه ای از جنس آلیاژ آلومینیوم 7017 پرداخته شده است. پارامترهای متغیر، زاویه اولیه ، طول ترک اولیه (10mm و 20mm)، ضخامت نمونه (4mm و 8mm) و نسبت بارگذاری (r=0.01 و r=0.2) می باشد. تاثیر تغییر این پارامترها بر رشد ترک خستگی در حالت های مختلف در ورق به صورت کمی، مورد بررسی قرار گرفت و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. برای برخی از حالت های فوق مسیرها و صفحات رشد ترک، منحنی های مقادیر افزایش طول ترک و تغییرات زوایای ترک در زمان رشد، منحنی های ضرایب شدت تنش در هر سه مود شکست و ضریب شدت تنش موثر در مراحل مختلف رشد و نمودارهای تعداد سیکلهای بارگذاری بر حسب تغییرات طول ترک نسبت به حالت اولیه با استفاده از نرم افزار franc3d بدست آمده و با نتایج تجربی بدست آمده از آزمایش مقایسه شده و انطباق خوبی مشاهده شده است. با افزایش زاویه ترک اثر مود iii افزایش و اثر مود i کاهش می یابد. در بیشتر موارد اثر مود ii شکست در مقابل دو مود دیگر قابل صرفنظر کردن است.در تمامی حالات فوق مشاهده شد که با افزایش طول ترک در زاویه یکسان و با کاهش زاویه اولیه در طول ترک یکسان، عمر رشد ترک خستگی کاهش می یابد. در مراحل مختلف رشد ترک، با افزایش طول ترک در حین رشد زاویه ترک کاهش می یابد.

تنش‏های پسماند در یک قطعه، بر اثر فرایند‏های مختلف ساخت و جوشکاری به وجود می آیند. موضوع بررسی توزیع ‏تنش پسماند ناشی از جوشکاری به علت تأثیر قابل ملاحظه آن در رفتار مکانیکی (خزش، خستگی و خوردگی) محل ‏اتصال از اهمیت ویژه ای در صنایع مختلف مهندسی برخوردار است و گامی مهم در تعیین بی عیبی و ضریب اطمینان ‏قطعه می باشد. به دلیل پیچیدگی فرایند جوشکاری از نظر شرایط اولیه و مرزی و نیاز به بررسی حرارتی- مکانیکی، ‏امکان حل تحلیلی جهت مدلسازی فرایند وجود ندارد یا بسیار پیچیده است. از طرفی به دلیل تنوع و پیچیدگی ‏شرایط از قبیل هندسه قطعات و غیره، بررسی تجربی این فرایند نیز بسیار پرهزینه می باشد‎.‎‏ ‏ موضوع اصلی این پایان نامه مدلسازی، تحلیل عددی و تجربی فرایند اتصال جوش، در یک اتصال ‏t‏ شکل لوله (سه ‏راهی)، به کمک روش المان محدود و انجام آزمایش‏ ‏های تجربی، جهت بدست آوردن توزیع حرارتی و تنش پسماند ‏ناشی از جوشکاری می باشد. ویژگی‏های خاص این پایان نامه را می توان به شرح ذیل خلاصه نمود.‏ ‏1-‏ تأثیر نسبت شعاع خارجی به ضخامت لوله اصلی، نسبت شعاع خارجی به ضخامت لوله فرعی، سرعت الکترود ‏و قطر الکترود جوشکاری در توزیع حرارتی و تنش پسماند، مورد بررسی قرار گرفته شده است.‏ ‏2-‏ سرعت حرکت الکترود با استفاده از روش تولد و مرگ المان‏ها مدلسازی شده است.‏ ‏3-‏ از مدل حرارتی ‏goldak‏ به عنوان دقیق ترین منبع حرارتی، در شبیه‏سازی‏های عددی استفاده شده است.‏ ‏4-‏ از روش سوراخکاری مرکزی (‏chd‏) برای بدست آوردن نتایج تجربی استفاده شده است.‏ لازم به ذکر است در انجام این پایان نامه از نرم‏ ‏افزار المان محدود ‏ansys‏ استفاده شده و هدف اصلی، محاسبه ‏تنش‏های پسماند، تأثیر عوامل ذکر شده بر آن و مقایسه نتایج حاصل با داده‏های تجربی بدست آمده می باشد.‏ با توجه به نتایج بدست آمده، تنش پسماند فشاری در ناحیه اطراف جوش در سطح خارجی لوله، با نفوذ در عمق، به ‏تنش کششی در سطح داخلی تبدیل می گردد که با فاصله از جوش این توزیع تنش به صورت عکس تغییر می نماید. ‏عدم وجود تقارن در توزیع تنش پسماند ناشی از جوشکاری در مدل سه بعدی، از دیگر نتایج این تحقیق می باشد. ‏هریک از پارامتر های مذکور بر توزیع تنش پسماند تأثیرگذار می باشد که در فصل نتایج به صورت جداگانه مشاهده ‏می گردد.‏

امروزه جوش ماهیچه ای به شکل اتصالات سپری شکل و لب به لب و غیره در سازه های فولادی به صورت گسترده استفاده می شود. بنابراین تخمین میزان و توزیع تنش های پسماند در یک اتصال سپری شکل ضروری به نظر می رسد. در تحقیق حاضر تنش های پسماند مربوط به یک اتصال سپری شکل مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اثرات پارامترهای مختلفی مانند جوش ناقص و کامل در انتهای اتصال ، سرعت و جهت جوشکاری ، نسبت ضخامت ها و وجود جوش انحنائی شکل بر توزیع تنش های پسماند و میزان تحمل بار استاتیکی مشخص شده است. تحلیل عددی توسط نرم افزار اجزاء محدود sysweld و تحلیل تجربی با استفاده از روش سوراخکاری انجام شده است. تحلیل عددی به صورت کوپل مستقیم حرارتی مکانیکی بروی یک مدل سه بعدی برای فولاد زنگ نزن aisi 304 انجام شده است. نتایج به دست آمده به صورت زیر می باشد. 1- در اتصالات جوشی سپری شکل بالاترین تنش های پسماند کششی در ریشه جوش ایجاد می شوند. 2- اتصال با جوش کامل ، تنش های پسماند عرضی بالاتری ایجاد می کند اما به دلیل خط جوش طولانی تر ، بار استاتیکی بیشتری تحمل می کند. 3- با کاهش نسبت ضخامت ، میزان تحمل بار استاتیکی کاهش می یابد. 4- اگر مسیر جوشکاری به صورت پیوسته و متوالی باشد، تنش های پسماند کمتری ایجاد می شود و اتصال جوشی استحکام بیشتری دارد. 5- وجود جوش انحنائی شکل در انتهای اتصال ، باعث افزایش تنش های پسماند در ناحیه انحنائی شکل می شود.

پروژه حاضر به بررسی ارتعاشات القاء شده توسط سیال در یک مسیر حلقوی می پردازد. یکی از مسائل مهم در مبدل های حرارتی، ارتعاشات القا شده توسط سیال در سازه ،fiv، یا اندرکنش سازه و سیال ،fsi، می باشد که بروز این پدیده در تجهیزات تبدیل کننده انرژی باعث ایجاد خسارت هایی در آنها می گردد. بنابراین به منظور جلوگیری از خرابی های ناشی از fiv لازم است که این پدیده بطور کامل شناخته شده و مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق از گروه نرم افزار های ansysدر بررسی های عددی استفاده می شود. به منظور تایید روش نرم افزاری مذکور به مقایسه ی نتایج حاصل از آن با نتایج مراجع مختلف اقدام شده است که نتایج توافق خوبی با هم دارند. تغییر پارامترهای موثر از جمله سرعت و دمای سیال بر پایداری سازه برای سه مد ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفته اند. با مقایسه نتایج به دست آمده برای مدل مورد بررسی با تعداد المان های مختلف می توان نتیجه گرفت که نتایج نسبت به اندازه ی مش حساسیت بسیار کمی دارند و برای صرف جویی در زمان برای به دست آوردن نتایج می توان از تعداد المان کمتری استفاده نمود. نتایج نشان می دهند که در حالت مد سوم بیشترین میرایی وجود دارد و سازه خیلی سریع در زمان کمی میرا می شود. همچنین ماکزیمم دامنه در حالت مد دوم رخ می دهد. کاهش دامنه برای هر سه مد به صورت لگاریتمی است. اگر با همین شرایط فقط به جای جابجایی اولیه 1 میلیمتر برای سیلندر بیرونی سرعت اولیه 1/0 متر بر ثانیه در نظر گرفته شود، سازه در مد سوم پس از تعداد کمی نوسان به صورت فلاتر نوسان می کند. با افزایش سرعت سیال عبوری برای هر سه مد ارتعاشی، میرایی کمتری در سیستم دیده می شود ولی در فرکانس کوپله تغییری ایجاد نمی کند. با افزایش دمای سیال برای هر سه مد ارتعاشی، میرایی کمتر و فرکانس کوپله بزرگتری در سیستم مشاهده می شود. پایداری سیستم در مدهای پایین به شدت به دمای سیال بستگی دارد.

در این پایان نامه تعیین ضریب شدت تنش برای ترک های سطحی در استوانه ی جدار ضخیم f.g.m اتوفرتاژ شده مورد بررسی قرار گرفته است. اتوفرتاژ فرآیندی است که در آن استوانه ی جدار ضخیم در معرض مقدار معینی فشار داخلی قرار می گیرد. به طوری که قسمتی از دیواره آن وارد محدوده ی پلاستیک می شود. این عمل با ایجاد تنش پسماند فشاری باعث افزایش عمر خستگی و بار پذیری استوانه می شود. f.g.m مواد جدیدی هستند که خواص مکانیکی آن ها از یک نقطه به نقطه ای دیگر در راستایی معین به طور پیوسته تغییر می کند. یکی از مسائل مهم در تحلیل استوانه های جدار ضخیم اتوفرتاژ شده، تعیین پارامترهای مکانیک شکست برای ترک های سطحی می باشد. این امر توسط روش های مختلفی می تواند صورت گیرد. در این پژوهش از روش تابع وزنی و روش ارتباط جابجایی جهت محاسبه ضریب شدت تنش استفاده شده است. در ادامه تأثیر ابعاد ترک، درصد اتوفرتاژ، توزیع کسر حجمی ماده و نسبت ضخامت استوانه بر روی مقدار ضریب شدت تنش مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. بر اساس بررسی های انجام شده با افزایش کسر حجمی سرامیک در f.g.m ضریب شدت تنش در ترک های سطحی داخلی کاهش و در ترک های سطحی خارجی افزایش می یابد. مشاهده می شود افزایش نسبت اتوفرتاژ در ترک های داخلی تأثیر بیشتری بر ضریب شدت تنش در مقایسه با ترک های خارجی دارد. ضمناً تأثیر نسبت اتوفرتاژ بیشتر از تأثیر نسبت ضخامت می-باشد.

یکی از هندسه های شناخته شده و کاربردی در زمینه ارتعاشات القایی توسط سیال، جریان در مسیر حلقوی است. در حالت کلی این امکان وجود دارد که بر اثر یک عامل خارجی و یا حتی یک ناپایداری ناگهانی در جریان سیال، دیواره یکی از لوله ها از وضعیت تعادل خود خارج شود، به گونه ای که دیگر مجموعه لوله ها هم مرکز نخواهند بود. در این مسئله تنها لوله خارجی قابلیت ارتعاش دارد و لوله داخلی ثابت شده است. هدف اصلی در این پروژه بررسی نحوه تغییر فشار محوری و سرعت محیطی سیال جاری در مسیر حلقوی و چگونگی پایداری لوله خارجی پس از خروج از حالت تعادل است. در این مطالعه نرم افزاری اثر پارامترها و متغیرهای مختلف و قابل کنترل مسئله بر کمیت های جریان یعنی فشار ناپایدار محوری و سرعت محیطی به کمک شبیه سازی هایی که در نرم افزار ansys-cfx صورت گرفته اند، بررسی می شود؛ روند پایداری لوله خارجی از دیگر مواردی است که تابع پارامترهای هندسی و فیزیکی مسئله است و در این پژوهش مورد بررسی قرار می گیرد. سرعت محوری سیال، اندازه شعاع هر یک از لوله ها، فاصله بین دو لوله، فرکانس طبیعی لوله بیرونی و دمای سیال جاری در مسیر حلقوی از جمله پارامترهای موثر در مسئله می باشند که تأثیر آنها بر کمیت های فیزیکی جریان بررسی می شود. تمام مطالعات و شبیه سازی های اشاره شده فوق برای چهار جریان آشفته با رینولدزهای 4000، 8000، 10000 و 16000 صورت می گیرد. شبیه سازی ها نشان می دهند که با افزایش سرعت محوری میانگین جریان و در نتیجه افزایش عدد رینولدز، دامنه فشار ناپایدار سیال و سرعت محیطی آن و همچنین دامنه ارتعاش استوانه بیرونی کاهش می یابد. افزایش فرکانس طبیعی استوانه متحرک باعث افزایش دامنه فشار ناپایدار و سرعت محیطی و بزرگتر شدن دامنه حرکت نوسانی می شود. با کاهش شعاع استوانه های تشکیل دهنده مسیر حلقوی، دامنه فشار ناپایدار و سرعت محیطی کاهش می یابد اما استوانه بیرونی با دامنه بزرگتری ارتعاش می کند. یکی از کاربردهای نتایج فوق در مبدل های حرارتی حلقوی می باشد.

فروپاشی در اثر کمانش یک پدیده کاملاً معمولی در ورق های تحت فشار است، به خصوص هنگامی که ضخامت ورق نسبت به ابعاد دیگر به اندازه کافی کوچک باشد، ولی ورق های ترک دار تحت شرایط خاصی می توانند تحت بار کششی هم کمانش کنند. این شکل از فروپاشی اغلب می تواند بر فروپاشی در اثر استحکام پیشی گیرد. اگر بار جانبی به صورت کششی یا فشاری وارد شود, ممکن است باعث افزایش یا کاهش بار کمانش شوند .پدیده ی کمانش در شکست سازه های جدار نازک مثل ورق ها و پوسته ها یک پدیده شناخته شده است و بایستی با دقت در تشخیص امنیت و ایمنی سازه مورد بررسی قرار گیرد. در عضوهای دارای ترک این پدیده حتی بحرانی تر است و باید توجه ویژه ای به آن شود. در ورق های نازک ترک دار که تحت بار کشش قرار دارند، ناحیه ی تنش فشاری در نزدیک محل ترک یا عیب موجود، ایجاد می گردد و در نتیجه احتمال کمانش محلی در این سازه ها وجود دارد. در این تحقیق مطالعه تجربی و عددی بار بحرانی کمانش ورق های ترک دار که تحت بارگذاری دو محوری قرار دارند، انجام شده است. به این منظور ورق هایی از جنس آلومینیوم a 1200 با ترک های مرکزی در نظر گرفته شده است. اثر بار جانبی، طول ترک نسبی و امتداد ترک بر بار کمانش با دو روش تجربی و عددی بررسی شده است. طراحی آزمایش ها با استفاده از روش تاگوچی انجام شده است. در پایان نتایج عددی و تجربی با یکدیگر مقایسه شده است.

در این تحقیق رشد ترک‏های سطحی در استوانه‏ های اتوفرتاژ شده تحت بارگذاری خستگی خمشی و خمشی-پیچشی مورد بررسی قرار گرفته است. اتوفرتاژ فرآیندی است که در آن استوانه‏ جدار ضخیم در معرض مقدار معینی فشار داخلی قرار می‏گیرد، به طوری که قسمتی از جداره داخلی آن وارد ناحیه پلاستیک می‏شود. در این حالت برداشتن فشار باعث ایجاد تنش پسماند فشاری در جداره داخلی و تنش پسماند کششی در جداره بیرونی استوانه می‏گردد. در این پژوهش ترک‏ها از نوع ترک‏های نیم‏ بیضوی، نیم‏ بیضوی معکوس و نیم دایره‏ ای می‏باشند. ماده مورد استفاده آلومینیم 2024 در نظر گرفته شد و میزان اتوفرتاژ نمونه‏ ها 40 و60 درصد لحاظ گردید. امتداد صفحه ترک نسبت به محور طولی استوانه برای نمونه ‏های تحت خمش با زوایای صفر و 45 درجه در نظر گرفته شد و برای نمونه‏ های تحت خمش-پیچش زاویه 45 درجه لحاظ گردید. شبیه‏ سازی عددی به روش اجزاء محدود انجام شد. در انتها نتایج حاصل از حل عددی و تجربی با هم مقایسه گردیدند. از بررسی نتایج مشاهده گردید که در نمونه اتوفرتاژ 60 درصد تعداد سیکل‏ها تا قبل از شکست کمتر از نمونه‏ اتوفرتاژ 40 درصد است. در نمونه‏ هایی که تحت خمش خالص هستند توزیع ضریب شدت تنش در پیشانی ترک متقارن است و ترک در صفحه اولیه خود رشد می‏کند که نشان دهنده غالب بودن رفتار مُود اول شکست در طول رشد ترک است. در تمامی نمونه ‏ها ترک بعد از چند مرحله رشد به شکل نیم بیضوی در می‏آید و شکل خود را تا لحظه شکست حفظ می‏کند. در نمونه ‏هایی که دارای ترک 45 درجه بودند مشاهده گردید که ترک در گوشه ‏ها به مُود اول شکست تبدیل می‏شود و صفحه ترک دچار چرخش می‏شود.

در این پژوهش ضمن معرفی جریان های دوفازی و پارامترهای مهم در آنها، نسبت به بررسی عوامل تأثیر گذار در ارتعاشات القایی ناشی از این جریان ها پرداخته شده است. بدین منظور مدل یک مسیرحلقوی افقی شامل دو سیلندر هم مرکز در نظر گرفته شده و پس از عبور جریان دوفازی آب و هوا از بین دو سیلندر، ارتعاش القایی ناشی از این جریان به کمک نرم افزار ansys مورد مطالعه قرار گرفت. در مطالعه حاضر سیلندر داخلی ثابت و سیلندر بیرونی متحرک درنظر گرفته شد. ابتدا شبکه بهینه به منظور افزایش دقت نتایج و کاهش زمان اجرای نرم افزار، مورد بررسی و انتخاب قرار گرفت. پس از آن نتایج کار حاضر با میل دادن جریان دوفازی به سمت جریان تک فازی با نتایج کارهای صورت گرفته قبلی که مسئله حاضر را برای جریان تک فازی و به کمک روش های عددی mp و tdct حل نموده بودند مقایسه گردید. نتایج به دست آمده تطابق مناسبی با نتایج روش tdct که مبتنی بر تبدیل مختصات وابسته به زمان است نشان داد. تأثیر تغییر پارامترهای مختلف جریان دوفازی همچون کسرحجمی، عدد رینولدز، سرعت جریان دوفازی، الگوی جریان، اجزای تشکیل دهنده جریان دوفازی، فرکانس بدون بعد سیلندر بیرونی، جابه جایی اولیه و شعاع سیلندرها بر ارتعاش سیلندر بیرونی بررسی و با نتایج حاصل از مراجع مختلف مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مکانیزم دمپینگ در جریان های دوفازی بسیار پیچیده تر از جریان های تک فازی بوده و به شدت به کسرحجمی و سرعت جریان وابسته است. علاوه بر آن نتایج به دست آمده نشان داد تغییر فرکانس بدون بعد سیلندر بیرونی تأثیر چندانی بر مکانیزم دمپینگ در جریان های دوفازی نخواهد داشت. همچنین نتایج نشان داد که افزایش جابه جایی اولیه سیلندر بیرونی تنها منجر به افزایش نیروی ناپایدار وارده از جانب سیال به سازه شده و تأثیر چندانی بر میرایی افزوده و فرکانس کوپله ندارد. از نتایج دیگر استخراج شده می توان افزایش شعاع سیلندرها را نام برد که سبب افزایش نیروی وارده از طرف سیال بر سیلندر بیرونی شده و این موضوع خود سبب افزایش میرایی در جریان های دوفازی و بالطبع کاهش دامنه ارتعاش خواهد گردید.

حوزه تحقیق در این پروژه بررسی ارتعاشات القایی برای دو سیلندر ساده مجاور هم به منظور اعتبار سنجی و چند حالت از تک سیلندر های پره دار و یا جفت سیلندرهای پره دار با آرایش مجاور یا دنبال هم می باشد که هم زمان تاثیر این ارتعاشات بر ضریب انتقال حرارت جابجایی h و میزان انتقال حرارت جابجایی q نیز بررسی می شود. در این تحقیق از نرم افزار ansys در بررسی های عددی استفاده می شود. به منظور تایید روش نرم افزاری مذکور به مقایسه ی نتایج حاصل از آن با نتایج مراجع اقدام شده است که نتایج توافق خوبی با هم دارند. در ادامه تغییر پارامترهای موثر از جمله تعداد پره و زاویه ی پره سیلندر نسبت به جهت جریان و سرعت ورودی سیال مورد بررسی قرار گرفته اند. به خوبی دیده شد که دامنه نوسان این ارتعاشات به پره دار بودن سیلندر بستگی دارد. در زاویه صفر 3 و 4 پره افزایش دامنه نوسان و ضریب لیفت و در زوایای 60 درجه 3 پره و 45 درجه 4 پره کاهش 60% در آن ها مشاهده شد. در کل موارد نوسانات دامنه نوسان و ضریب لیفت در محدوده لاک-این هم فاز و در بالای این محدوده غیر هم فاز بودند. مشخص شد رابطه مستقیمی بین سرعت ورودی سیال با دامنه نوسان و ضریب h وجود دارد. در کل نتایج با افزایش تعداد پره، ضریب h کاهش، ولی میزان q به جز آرایش دنبال هم افزایش یافت. در آرایش دنبال هم، دمپ ارتعاشات دو سیلندر و فرکانس نوسانی مساوی ضرایب لیفت و دامنه نوسانات در دو سیلندر بالادست و پایین دست دیده شد. همچنین بزرگتر بودن ضریب لیفت و دامنه نوسان بدون بعد سیلندر پایین-دست نسبت به سیلندر بالادست مشاهده شد. ضریب h نیز در هر دو حالت 3 و 4 پره، در سیلندر بالادست مقادیر بیشتری را نسبت به سیلندر پایین دست به خود اختصاص داد.

سازه های پوسته ای با توجه به شکل و نحوه ی باربری به عنوان یکی از سازه های کاربردی و اقتصادی در رشته های مختلف مهندسی و معماری به کار می روند. در سازه های پوسته ای چون ضخامت در مقایسه با سایر ابعاد کوچک می باشد، پدیده ی کمانش به جای تسلیم ظرفیت باربری آن را مشخص می کند. نکته ی قابل توجه این است که کمانش پوسته ها به هندسه و بارگذاری حساس هستند. انحراف کوچک در هندسه و بارگذاری می تواند منجر به کاهش محسوسی در بار حدی سازه ها شود. یکی از مواردی که تأثیر بسزایی در تعیین ظرفیت کمانشی سازه ها دارد، وجود عیوب در ساختمان سازه است. سازه های پوسته ای، همانند سایر سازه ها، معمولاً در معرض انواع مختلفی از عیوب و آسیب ها نظیر شروع و رشد ترک، خوردگی، اثر عوامل شیمیایی و عیوب وابسته به زمان هستند که غالباً بی سروصدا به سازه ها صدمه می زنند. در صفحات تحت فشار پدیده ی کمانش یک پدیده ی رایج است مخصوصاً اگر صفحه نازک باشد. ولی کمانش در صفحات تحت کشش هم ممکن است اتفاق بیفتد، مخصوصاً اگر صفحه شامل عیوبی مانند ترک یا حفره باشد. در این مطالعه در ابتدا به صورت اجمالی به بررسی روابط مربوط به نمونه های استوانه ای بدون ترک تحت بارگذاری های فشار محوری و ممان پیچشی پرداخته شده و به صورت گذرا به نحوه ی وقوع کمانش در نمونه های ترکدار تحت بارگذاری کشش محوری اشاره شده است. سپس سعی بر این بوده است که به بررسی کمانش استوانه های ترکدار تحت بارگذاری کشش محوری و بارگذاری ترکیبی ممان پیچشی و کشش محوری پرداخته شود. به تبع نیاز، به بررسی کمانش استوانه های ترکدار تحت بارگذاری ممان پیچشی نیز پرداخته شده است. در بررسی تأثیر عوامل گوناگون موثر در نیروی کمانش، عواملی همچون ابعاد هندسی نمونه، جنس سازه و مشخصات ترک، با استفاده از نرم افزار المان محدود درنظر گرفته شده است و نتایج حاصل با هم مقایسه گردیده اند. در نهایت به بررسی آزمایشگاهی برخی از نتایج بدست آمده پرداخته شده است.

بیشتر پوسته ها تحت بار فشاری دچار کمانش می شوند، مخصوصا هنگامی که ضخامت پوسته در مقایسه با ابعاد دیگر پوسته به اندازه کافی کوچک باشد. پدیده ی کمانش در شکست سازه های جدار نازک مثل پوسته ها یک پدیده شناخته شده است و بایستی با دقت در تشخیص امنیت و ایمنی سازه مورد بررسی قرار گیرد. در پنل های استوانه ای نازک که با پیچش مواجه اند، نیز امکان ایجاد کمانش وجود دارد. در این تحقیق به بررسی تاثیر عوامل مختلف در ممان کمانش به صورت عملی و عددی پرداخته شد. عواملی مثل ضخامت، طول، قطرپنل وجود عیوب هایی مانند ترک، تاثیر طول، موقعیت، راستای ترک بر نیروی کمانش پرداخته، تحقیقات موجود در این زمینه محدود بوده و عمدتا این تحقیقات منحصر به بررسی رفتار در محدوده خطی می شود و همچنین حساسیت زیاد پوسته ها نسبت به نواقص در طول بار گذاری، شناخت این رفتار از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. برای این منظور مدل هایی با استفاده ازروش اجزا محدود از پوسته استوانه ای شکل ساخته شده و توسط برنامه abaqusآنالیز شده است. برای چندین نمونه تست تجربی کمانش به کمک فیکسچر ساخته شده برای تبدیل نیروی محوری به پیچشی انجام شد و نتایج حاصل با نتایج عددی مقایسه شد. تطابق بسیارخوبی بین نتایج حاصل از تحلیل عددی و نتایج تجربی وجود دارد. در پایان به کمک نتایج تجربی و عددی بدست آمده ، درباره میزان تاثیر هر کدام از پارامترهای ذکر شده بر روی رفتار کمانش پوسته های استوانه ای ترک دار وپنل های ترکدار بحث شده است. وهمچنین نتایج روش تحلیلی برای حالت بدون ترک استوانه کامل مقایسه وارزیابی گردیده است. تاثیر موقعیت ترک بر روی پنل ها دارای اهمیت است و همچنین تاثیر کم ترک های با طول متوسط واقع در وسط پنل به صورت ترک سطحی در حالی که وجود ترک در این موقعیت در پوسته های استوانه ای کامل بیشترین تاثیر را روی کمانش پوسته دارد. همچنین نسبت قطر به طول پنل در نیروی کمانش بسیار موثر است که با افزایش این نسبت نیروی کمانش کاهش می یابد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.