چکیده: در این تحقیق سعی شده است تا فرآیند کشش عمیق روی ورقهای ضخیم مورد بحث و بررسی قرار‏گیرد، سپس بر اساس نتایج حاصله به شبیه‏سازی این فرآیند توسط نرم‏افزار المان محدودabaqus v6.8 پرداخته‏شد. به دلیل محدویت‏های شکل‏پذیری ورق ضخیم در فرآیند شکل‏دهی، مطالعات بسیار کم لا‏اقل درداخل کشور انجام گرفته‏است. خواص مکانیکی ورق مورداستفاده، ایزوتروپ درنظرگرفته شده است. رفتارماده به صورت صلب - پلاستیک درنظرگرفته شده و با توجه به نسبت ابعاد ورق خام‏اولیه، از فرض کرنش صفحه‏ای در شبیه‏سازی استفاده‏شد. المان مربعی و مدل متقارن محوری فرض شده‏است.جهت تحلیل فرآیندشبیه سازی حل مسئله به روش صریح صورت پذیرفت. دراین تحقیق دو هدف اصلی درنظرگرفته شده که بااستفاده ازفرآیندشبیه سازی محقق می شود: هدف اول تخمین دقیق از پروفیل ضخامت دیواره کپسول حاصل از کشش عمیق و کرنشهای حاصل از آن است. هدف دوم به توصیف درست شرایط مرزی و مراحل حل مسأله کشش عمیق ورق های ضخیم بااستحکام بالا می‏پردازد. دراین پروژه تحقیقاتی فرآیندکشش عمیق یک کپسولcng ازورقی به ضخامت mm 10، ازجنس فولادی با استحکام بالا به نام isi4140 تحلیل وشبیه سازی شده است.لذادرابتدا به تحلیل وبررسی فرآیندکشش عمیق ورق های ضخیم پرداخته شده ودرنهایت سه مرحله کشش عمیق جهت تولیدکپسول مذکور براساس قالب های طراحی شده درصنعت شبیه سازی می گردد. بعد از هر مرحله‏ی کشش، به‏علت وجود تنشهای پسماند نیاز به رفع کارسختی ایجادشده‏است. درپایان نتایج حاصل از شبیه‏سازی با نتایج حاصله دریک پروژه صنعتی مقایسه‏شد. نتایج نشان‏ می‏دهد که پروفیل ضخامتی دیواره در حالت تجربی با داده‏های تحلیل عددی در یک محدوده معین قراردارد. همچنین با افزایش شعاع لبه ماتریس، متناسب با آن ضخامت دیواره ورق هم افزایش می‏یابد و نیز با شعاع لبه سنبه کوچکتر (50میلیمتر) می‏توان به بالاترین ضخامت در انتهای فرآیند رسید. با در نظر گرفتن شعاع بزرگی از لبه ماتریس، کمترین مقدار نیروی کشش جهت کشش مرحله سوم مورد نیاز است و در نهایت، جهت کشش ورقهای ضخیم فولادی، مناسبترین شعاع لبه سنبه در محدوده‏ی 50 تا 80 میلیمتر وبرای ماتریس، این فاکتور در محدوده‏ی50 میلیمتر انتخاب گردید.

با توجه به پیشرفت روزافزون صنایعی مانند صنایع خودروسازی و لوازم خانگی، استفاده از جوش های مقاومتی نقطه ای بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در این پایان نامه تاثیر برخی از پارامتر های جوشکاری مقاومتی نقطه ای مانند زمان، شدت جریان و فشار الکترود ها بر استحکام کششی برشی (ماکزیمم نیرو) نقطه جوش ها در فولاد st12 به ضخامت mm9/0 مورد بررسی قرار گرفته است. ورق ها تحت شرایط مختلف جریان، زمان و فشار با استفاده از رویکرد طراحی آزمایشات و به روش رویه پاسخ با استفاده از نرم افزار minitabجوشکاری شدند و سپس تحت آزمایش استاندارد کشش- برش قرار گرفتند تا تاثیر پارامترهای فوق بر استحکام کششی برشی جوش ها مشخص گردد. با استفاده از نتایج این آزمایشات مدل ریاضی درجه دومی ارائه شد که در آن استحکام کششی برشی نقطه جوش ها تابع پارامترهای زمان، شدت جریان و فشار الکترودها می باشد. این مدل توانایی پیش بینی استحکام کششی برشی نقطه جوش ها را داراست. پس از مدلسازی با استناد به تحلیل واریانس و سطح اطمینان 80/87درصد انطباق این مدل با فرایند واقعی بررسی و بهترین مدل انتخاب شده است. اعتبار مدل پیشنهادی به کمک آزمون فرضیات آماری صحه گذاری و تایید گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که جریان جوشکاری بیشترین تاثیر را بر استحکام کششی برشی جوش داشت و افزایش آن تا حد خاصی موجب افزایش استحکام کششی برشی جوش گردید. افزایش زمان جوشکاری موجب افزایش استحکام کششی برشی گردید. افزایش مقدار فشار الکترود باعث کاهش استحکام کششی برشی جوش شد.

کشش عمیق یکی از رایج ترین فرآیندهای شکلدهی است که در آن یک قطعه ی توخالی در طی یک یا چند مرحله کشش تولید می شود. فرآیندهای کشش چند مرحله ای معمولاً برای ساختِ قطعاتی با اَشکال هندسی پیچیده و قطعاتی که به دلیل محدودیت های ناشی از شکل پذیری ورق امکان ساخت آنها در یک مرحله امکانپذیر نیست، بکار می روند. در این موارد یکی از موضوعات اصلی و چالش برانگیز، تعیین کمترین تعداد مراحلِ کشش و شکل هندسیِ پریفرم ها در هر مرحله از کشش می باشد. طراحی فرآیندهای کشش چند مرحله ای به شدت به دانش و مهارت تجربی افراد وابسته بوده و تحلیل نظام مند، جهت بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر روی کیفیتِ قطعه ی تولیدی، کار چندان ساده ای نیست. در این پایان نامه سعی شده است که با مطالعه ی منابع علمی موجود در زمینه ی طراحی و برنامه ریزیِ فرآیندهای کشش، اصول و قوانین مربوط به طراحیِ پریفرم های قطعاتِ متقارن محوری جمع آوری گردیده و در دسته های مختلفی سازمان دهی شوند. سپس به کمک این اصول، یک راهبُرد جهت طراحیِ پریفرم های این نوع قطعات ارائه شده است که در آن کار طراحی پریفرم ها در طی سه مرحله انجام می گیرد. این مراحل عبارتند از؛ 1- طراحی اولیه ی پریفرم ها براساس خصوصیات هندسی محصول نهایی 2- اصلاح طراحی اولیه براساس خصوصیات شکلپذیری ورق 3- شبیه سازی مراحل کشش قطعه به روش المان محدود ( با استفاده از نرم افزار abaqus ) جهت بررسی عیوب و اصلاح مجدد طراحی در صورت لزوم. به منظور ارزیابی راهبرد ارائه شده، مطالعه ی موردی جهت طراحیِ پریفرم های یک قطعه ی صنعتی خاص با شکل هندسی نسبتاً پیچیده انجام گرفته و با طراحی صنعتی مقایسه شده است. نتایج این مقایسه که براساس شاخص هایی مانند تعداد مراحل کشش، توزیع ضخامت در دیواره ی قطعه و ... می باشد، نشان می دهد که عملکرد راهبرد فوق مطلوب بوده و طراحی ارائه شده به کمک آن شباهت بسیاری با طراحی صنعتی دارد.

یکی از عیوب رایج در بخش های مختلف بدنه و بال هواپیماها به وجود آمدن ترک در اثر بارهای سازه ای و آیرودینامیکی است که دائماً در معرض آن می باشند. در پی بازدیدهای دوره ای که از بخش-های مختلف هواپیما انجام می شود می توان پی به وجود این عیوب برده و یا میزان رشد آنها را کنترل نمود. همچنین در بسیاری از مواقع می توان با انجام تعمیرات لازم از باقی مانده عمر کاری بخش معیوب استفاده مطلوب را برد.تعمیرات به روش های سنتی مانند پیچ و پرچ، به دلیل ایجاد سوراخ در قطعات باعث ایجاد تمرکزتنش و آسیب بیشتر می شوند و لذا چندان مطلوب نمی باشند. امروزه یکی از پرکاربردترین انواع تعمیرات در این زمینه، استفاده از وصله های کامپوزیتی و چسباندن آنهابر روی عیوب است. تحقیقات زیادی در زمینه بررسی تأثیر وصله های کامپوزیت تحت بارگذاری های مختلف مانند خستگی ، کشش و ضربه انجام شده است. در این تحقیقات جنس الیاف عموما از موادی همچون کربن، شیشه و بور می باشد. در این تحقیق سعی شده است از خواص مطلوب دسته ای از کامپوزیت ها موسوم به کامپوزیت های fml ، برای تعمیر قطعات ترک دار استفاده شود. این خواص مفید به دلیل ساختار ترکیبی کامپوزیت هایfml، شامل مواردی همچون شکل پذیری از فلزات و استحکام و سفتی ویژه بالا از کامپوزیت های الیافی هستند. در تحقیق حاضر تأثیر وصله های کامپوزیتیfml برروی استحکام بخشیدن قطعات معیوب در برابر بارهای ضربه ای ناگهانی( آزمون ضربه چارپی ) مطالعه شده است.پارامترهایی که در این تحقیق بر روی آنها مطالعه شده است طول ترک، زاویه ترک و نحوه لایه چینی وصله می باشد. این تحقیق ابتدا به کمک روش رویه پاسخ در طراحی آزمایشات و به صورت تجربی انجامشده، پس از آن توسط نرم افزار اجزاء محدود abaqus 6-10 اقدام به شبیه سازی عددی مسأله شده است. آنگاه نقش پارامترهای فوق در بهبود رفتار مقاومت ضربه سازه، هم به روش تجربی و هم توسط شبیه سازی عددی مورد بررسی قرارگرفته است.

چکیده موضوع این پایان نامه یکی از طرح های پژوهشی مرکز تحقیقات و آموزش راه آهن جمهوری اسلامی ایران است. هدف اصلی، انتخاب گیربکس مناسب برای سیستم انتقال قدرت درزین جرثقیل دار مدل (obw-10) می باشد. این وسیله ریلی از ماشین آلات مکانیزه راه آهن است که برای نگهداری و تعمیرات خطوط ریلی مورد استفاده قرار می گیرد و برای توسعه و ساخت آن در داخل کشور به چند پروژه پژوهشی تقسیم بندی شده است. در این تحقیق، ابتدا انواع سیستم های انتقال قدرت مورد استفاده در ماشین آلات سنگین بررسی و سپس به شرح اجزای تشکیل دهنده و طرز کار آنها پرداخته شده است. نیروهای موثر شامل: مقاومت چرخها، مقاومت شتابگیری، مقاومت هوا، مقاومت قوس ریلها و مقاومت ناشی از شیب مسیر ریل بر حرکت وسایل نقلیه مشخص و روابط لازم برای محاسبه مقادیر آنها مطرح گردیده است. با توجه به مقادیر نیروهای مقاوم، توان مورد نیاز برای غلبه بر توانهای مقاوم، در سرعت های مختلف مشخص گردید. توانی معادل 170 کیلووات برای ایجاد سرعت حرکت 100 کیلومتر در ساعت در مسیر بدون شیب بدست آمد. با توجه به بازدهی 92 درصدی سیستم انتقال قدرت هیدرودینامیک موجود، توانی معادل 185 کیلووات برای انتخاب موتور تعیین گردید. در بررسی سیستم انتقال قدرت موجود، با استفاده از اطلاعات فنی اجزای مختلف آن، دیاگرام کشش ترسیم و مقادیر نیروهای مورد نیاز، نیروهای جلوبرنده و نیروهای مازاد در سرعت های قابل حصول محاسبه و کارایی سیستم در عملکرد شتابگیری و بالاروی از شیب ها مشخص گردید. با توجه به نتایج مشخص شد که توان موتور موجود متناسب با شرایط درزین، سیستم انتقال قدرت آن و شرایط ریلی می باشد، عملکرد شتابگیری در حد مناسب برای یک وسیله نقلیه ریلی باری است و عملکرد بالاروی از شیب، با توجه به شیب های کمتر از 8/2 درصد در خطوط ریلی، جوابگوی نیازهای عملکردی درزین می باشد. با مقایسه نیروهای جلوبرنده و نیروهای چسبندگی، مشخص شد که هیچگونه لغزشی بین چرخ و ریل اتفاق نخواهد افتاد. از میان گزینه های مختلف، گیربکس هیدرودینامیک مدل danaspicer t33421 با توجه به قابلیت های مورد نیاز انتخاب و کارایی آن در ارتباط با دیگر اجزای سیستم انتقال قدرت مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصله مشخص شد که سیستم انتقال قدرت با گیربکس جایگزین پاسخگوی نیازهای کاربردی بوده و می تواند تا 10 درصد افزایش جرم درزین نیز کارایی داشته باشد. در افزایش بیش از 10 درصدی جرم درزین، سیستم انتقال قدرت کارایی نداشته و نیاز به تغییر در موتور مولد توان ضروری می باشد.

در طراحی بسیاری از سازه های مهندسی که در معرض بارهای دینامیکی با نرخ کرنش بالا قرار می گیرند، باید رفتار مواد در برابر بارهای دینامیکی وارده تحلیل شود تا بتوان طراحی مناسبی انجام داد. برای تحلیل رفتار فلزات در شرایط مختلف کاری، تعیین یک معادله بنیادی یا مدلی که ارتباط بین تنش، کرنش، نرخ کرنش و حرارت را بیان کند، ضروری است. بدین منظور مدلهای مختلفی از قبیل مدل جانسون-کوک 1، زریلی- آرمسترانگ 2 و دیگر مدل ها برای تعیین رفتار مواد ارائه شده و در دسترس می باشد. یکی از مناسبترین شیوه ها برای تحلیل و بررسی رفتار مواد، استفاده از روش المان محدود می باشد. هدف از شبیه سازی، پیش بینی رخدادها ورفتارهای دینامیکی مواد در برابر عوامل مختلف با مشخص بودن شرایط اولیه می باشد. در بین نرم افزارهای شبیه ساز المان محدود برای آنالیز مسائل مهندسی، کد تجاری آباکوس با قابلیتهای بالا، یکی از مناسبترین نرم افزارها برای شبیه سازی رفتار دینامیکی مواد می باشد. یکی از مشکلات اساسی کار با این نرم افزار، عدم امکان استفاده از مدل های مختلف است زیرا این نرم افزار فقط قادر به مدل کردن رفتار مواد با مدل های از پیش تعیین شده مانند معادله جانسون- کوک می باشد. به منظور رفع این نقیصه و امکان استفاده از سایر مدل های موجود که قادر به مدل کردن رفتار مواد در شرایط مختلف هستند، سابروتینی نوشته شده که قادر است از سایر مدل ها برای شبیه سازی استفاده نماید. نتایج حاصل از این سابروتین برای شبیه سازی رفتار دینامیکی آلیاژ آلومینیوم 5083 با نتایج تجربی مقایسه شده و عملکرد مناسب آن به اثبات رسیده است. پس از اجرای سابروتین بعضی از نتایج بدست آمده از قبیل تنش، کرنش اسمی، درجه حرارت، کرنش پلاستیک و نیرو در یک نقطه مشخص با نتایج شبیه سازی انجام شده توسط داده های موجود در مرجع یک مقایسه شده اندکه نتیجه بدست آمده از این مقایسه مناسبترین معادله از بین دو معادله استفاده شده در شبیه سازی را برای بررسی رفتار دینامیکی فلز آلومینیوم آلیاژی 5083 مشخص کرده است. با این سابروتین و کد تجاری آباکوس، امکان مدل کردن رفتار مواد در شرایط مختلف از جمله فرآیندهای ماشینکاری و شکل دهی با مدل های مناسب فراهم شده است.

امروزه آلیاژهای سبک وزن از لحاظ اقتصادی نقش مهمی در صنایع الکترونیک، هوافضا و خودروسازی دارند. از آلیاژهای سبک وزن می توان به آلیاژهای آلومینیوم اشاره کرد. ولی مهمترین عیب آلیاژهای آلومینیوم شکل پذیری نسبتا پایین در مقایسه با گروه فولادهاست. بهمین دلیل آنها را در چند مرحله متوالی شکل می دهند و با این کار نسبت کشش را بهبود می بخشند. در این پژوهش، شکل دهی ورق آلومینیومیاستحکام بالا (aa7075-t0) در چهار مرحله کشش متوالی با استفاده از روش اجزای محدود (fem) مورد بررسی قرار می گیردو تاثیر نیروی ورقگیر در فرایند مشخص می شود. با توجه به معیارهای موجود، بهترین نیروی ورقگیر برای هر مرحله کشش انتخاب می شود، به طوری که عیوب چروکیدگی و پارگی در این نیرو به کمترین مقدار خود برسند. نتایج عددی نشان می دهد که نیروی ورقگیر تاثیر مسقیمی بر عیوب چروکیدگی و پارگی ورق دارد. به طوریکه با افزایش نیروی ورقگیر ارتفاع چروک در قطعه کاهش و در صورت افزایش بیش از اندازه آن، میزان نازک شدگی افزایش می یابد و در نهایت پارگی رخ می دهد. همچنین میزان نیروی بهینه در طی چهار مرحله کشش سیر نزولی دارد. لذا مراحل بعدی از فرایند، به نیروی ورقگیر کمتری نیاز دارند. در این تحقیق تطابق خوبی بین نتایج تجربی و عددی مشاهده شد.

در این پژوهش هدایت حرارتی کامپوزیتهای پلیمری نانولوله کربنی و تاثیر پذیری آن از مشخصه های مختلف از جمله طول، قطر، کسر حجمی پر کننده ها و رسانش تماس گرمایی یا معکوس آن، مقاومت حرارتی فصل مشترک، توسط روش اجزای محدود مورد بررسی قرار می گیرد. نانوپلیمر موضوع این تحقیق دارای ماتریسی از جنس اپوکسی است که توسط نانولوله های چند دیواره تقویت شده است. در مرحله بعد نتایج روش اجزای محدود با نتایج مدل تحلیلی مبتنی بر نظریه متوسط موثر، محتویات شبه کره دوک شکل و مقاومت فصل مشترک در کامپوزیت پلیمری تقویت شده با نانو لوله کربنی مقایسه خواهد شد . همچنین، برای بررسی بیشتر، نتایج مربوط به بعضی از مشخصه ها با سایر مدلهای تحلیلی مقایسه خواهد شد. در پایان، انطباق رفتار مشخصه ها در هر دومدل تحلیلی و اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته و دقت عمل هریک از روشها در بیان اثر طول، قطر، کسر حجمی پر کننده ها و رسانش تماس گرمایی فصل مشترک سنجیده می شود تا در پژوهشهای کاربردی پیش رو با قابلیت اطمینان بالا استفاده شود. واژه گان کلیدی: هدایت حرارتی، نانو کامپوزیت پلیمری، روش اجزای محدود، روش تحلیلی، نانولوله کربنی

آهنگری یکی از مهمترین روش های شکل دهی فلزات می باشد و قطعات زیادی توسط این روش تولید می شوند. برای قطعات با هندسه ساده می توان با یک مرحله آهنگری به شکل نهایی قطعه دست پیدا کرد، اما هنگامیکه هندسه شکل نهایی مقداری پیچیده می شود برای سهولت در سیلان فلز، کاهش سایش نهایی و پر شدن کامل قالب نیاز است که فرآیند آهنگری در دو یا چند مرحله انجام پذیرد. بدین منظور پیش فرم آهنگری باید طراحی گردد. هدف از طراحی پیش فرم، بدست آوردن هندسه بهینه شکل قطعه ای است که در قالب نهایی قرار می گیرد و محصولی مطلوب و دلخواه، بدون عیب و یا حداقل دور ریز مواد را ایجاد کند. طراحی پیش فرم مناسب به مقدار قابل توجهی هزینه های تولید را کاهش می دهد. در گذشته پیش فرم آهنگری توسط روش سعی و خطا و قوانین حاصل از تجربه طراحی می شده است که این طراحی عمدتاً بسیار وقت گیر و پر هزینه می باشد. با ظهور کامپیوتر و توسعه روش های عددی محققان زیادی فرآیند های شکل دهی را توسط کامپیوتر و نرم افزار های المان محدود شبیه سازی کردند. بدین وسیله طراحی فرآیندهای شکل دهی در زمان کمتر و با هزینه به مراتب کمتری نسبت به روش سعی و خطا انجام می گیرد. یکی از اهداف این پژوهش جمع آوری و دسته بندی اصول و قوانین مربوط به طراحی پیش فرم آهنگری با استفاده از منابع و مراجع موجود می باشد. سپس مراحل تولید صنعتی یک قطعه پیچیده آلومینیومی از جنس aa2014 مورد بررسی قرار می گیرد و با مقایسه پیش فرم صنعتی موجود با اصول بدست آمده و اعمال تغییرات در پیش فرم موجود، امکان کاهش مراحل آهنگری برای تولید این قطعه از سه مرحله به دو مرحله با استفاده از نرم افزار deform-3d مورد ارزیابی قرار می گیرد. پس از آن مجدداً با استفاده از هندسه شکل نهایی قطعه و اصول بدست آمده، پیش فرم جدیدی طراحی می شود. آنگاه با مقایسه پیش فرم طراحی شده و پیش فرم های موجود، پارامترهایی نظیر نیروی مورد نیاز آهنگری، پر شدن کامل قالب، سیلان بدون عیب فلز و غیره بررسی می شوند.

بهبود خواص مکانیکی قطعات حاصل از فرایند آهنگری و مزایای ویژه آلیاژهای آلومینیوم موجب افزایش روزافزون استفاده از فرایند آهنگری برای تولید قطعات آلومینیومی در سطح گسترده ای شده است. هدف اولیه این پژوهش دستیابی به روش شبیه سازی اجزای محدود مناسب برای شبیه سازی صحیح فرایند آهنگری داغ قالب بسته قطعات پیچیده است. هدف بعدی شبیه سازی تمامی مراحل آهنگری منجر به تولید قطعه نهایی می باشد. هدف نهایی این پژوهش بررسی طرح های هندسی مختلف به منظور انتخاب طرح هندسی پیش فرم مرحله اول بهینه برای تولید است. در ابتدا شبیه سازی مرحله اول آهنگری با پیش فرم صلیبی شکل در ضخامت های مختلف به منظور یافتن ضخامت مناسب برای تولید قطعه کامل با استفاده از پیش فرم صلیبی انجام شد. سپس با توجه به نتایج بدست آمده از شبیه سازی پیش فرم صلیبی، بررسی طرح های هندسی ارائه شده برای پیش فرم مرحله اول به منظور انتخاب بهترین طرح هندسی در دستور کار قرار گرفته و طرح هندسی مناسب با توجه به بررسی نتایج انتخاب گردید. با توجه به مشاهده ترک در قطعات تولیدشده صنعتی در مراحل بعد از آهنگری، پس از شبیه سازی مراحل دوم و سوم فرایند آهنگری، بررسی نتایج شبیه سازی در دستور کار قرار گرفت. با بررسی نتایج شبیه سازی مشخص شد که در برخی نواحی که در قطعه صنعتی ترک مشاهده گردیده است، در مرحله دوم و سوم آهنگری دما به میزان قابل توجهی افزایش یافته و به محدود دمای ذوب آلومینیوم 2014 می رسد و می توان پیش بینی کرد که این امر موجب وقوع عیوب مختلف در مراحل بعدی گردیده که با نتایج تجربی مطابقت مناسب دارد. با توجه به شباهت نتایج شبیه سازی و تجربی از نظر هندسی و بررسی های انجام گرفته بر روی نتایج حاصل از شبیه سازی می توان گفت که نرم افزار deform 3d توانایی بسیاری در شبیه سازی آهنگری قالب بسته قطعات پیچیده دارد. این توانایی در کنار امکانات ویژه این نرم افزار در زمینه شکل دهی می تواند سرعت را در طراحی و تولید قطعات پیچیده به روش آهنگری افزایش داده و علاوه بر کاهش زمان و هزینه تولید، مشکلات موجود در این زمینه را نیز برطرف سازد.

فریم بوژی یکی از مهمترین اجزای لکوموتیو می باشد،که تحت بارهای استاتیکی، شبه استاتیکی و دینامیکی قرار می گیرد. به دلیل بارگذاری خستگی فریم بوژی، سازه فریم بخصوص در محل های جوشکاری شده در معرض ایجاد و رشد ترک قرار می گیرد، بنابراین کیفیت و استحکام جوش این قطعه اصلی ترین نقش را در استحکام و ایمنی آن ایفا می کند. برای مدلسازی این سازه، ابتدا طبق نقشه ارائه شده توسط شرکت لکوموتیو مپنا، فریم بوژی در نرم افزار catia طراحی گردید.

در این تحقیق فرآیند آیرونینگ تولید کپسول cng نوع i از کاپ استوانه ای کشش عمیق شده فولا پر استحکامaisi4140 با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus شبیه سازی شده است. شبیه سازی عددی فرآیند آیرونینگ جهت بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی و کار تجربی صورت گرفته در صنعت در حالت متقارن محوری انچام گرفته است. در این شبیه سازی فرآیند آِرونینگ در سه مرحله با در نظر گرفتن عملیات فسفاته و صابون کاری پس از هر مرحله در سه قالب مرحله ای انجام شده است. پس از انجام شبیه سازی و بررسی صحت و سقم آن، شعاع لبه قالب، ضریب اصطکاک و اندازه منطقه اصلی تغییر شکل قالب مورد بررسی قرار گرفته شد. همچنین استراتژیی جهت انتخاب نسبت کاهش ضخامت مطرح شده است. در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازی و روش های تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته و با تایج حاصل از کار تجربی مقایسه شده است که توافق مناسبی بین کار تجربی و نتایج شبیه سازی مشاهده شده است.

پلی پروپیلن ماده ای سبک و ارزان می باشد که ضعف خواص مکانیکی باعث محدودیت استفاده از آن شده است. هدف از این تحقیق بهبود خواص مکانیکی پلی پروپیلن بود. تأثیر حضور همزمان پلی اتیلن خطی چگالی پایین و نانوذرات خاک رس و تغییرات درصد وزنی آنها بر روی خواص مکانیکی پلی پروپیلن بررسی گردید. به منظور پراکندگی بهتر نانوذرات خاک رس در ماتریس پلی پروپیلن، از pp-g-ma استفاده شد؛ همچنین از سازگارکننده sbs به منظور افزایش سازگاری پلی اتیلن خطی چگالی پایین با ماتریس پلی پروپیلن استفاده شد. تمامی ترکیب ها و حتی حالت های خالص مواد در یک اکسترودر دوپیچه همسوگرد مخلوط شدند و سپس به کمک دستگاه قالب ریزی تزریقی به صورت میله های کشش و ضربه استاندارد درآمدند. خواص مکانیکی از قبیل استحکام ضربه آیزود شیاردار، مدول یانگ، ازدیاد طول در شکست، تنش تسلیم و استحکام کششی تمامی حالت های خالص مواد و همچنین ترکیب های آنها به صورت تجربی بررسی گردیدند. روش طراحی مخلوط و نرم افزار minitab16 به منظور طراحی آزمایش ها و تحلیل آماری و بهینه سازی خواص مکانیکی ترکیب ها استفاده شد و ترکیب با هردوی استحکام ضربه و مدول یانگ ماگزیمم با این شیوه تعیین گردید. مدل های آماری و معادلات رگرسیون ارائه شده توسط روش طراحی مخلوط انطباق خوبی با داده های آزمایشگاهی داشت و به خوبی روند تغییرات خواص مکانیکی ترکیب ها را نشان داده اند. ساختارشناسی ترکیب ها به کمک میکروسکوپ fesem انجام شد. تصاویر fesem پراکندگی مناسب نانوذرات خاک رس را در پلی پروپیلن تأیید می کرد. همچنین سازگارکننده pp-g-ma تأثیر مطلوبی بر پراکندگی بهتر نانوذرات خاک رس در ماتریس پلی پروپیلن داشت. نانو ذرات خاک رس باعث بهبود استحکام کششی و پلی اتیلن خطی چگالی پایین باعث بهبود استحکام ضربه ای نانو کامپوزیت حاصل شد. به طوریکه نانو کامپوزیت سه تایی حاصل دارای استحکام کششی و ضربه ای بهینه است.

هدف از انجام این پژوهش بررسی خستگی در سرسیلندر می باشد. برای این منظور آلیاژ a356 آلومینیم مورد استفاده در سرسیلندر مورد بررسی قرار دادیم. آزمایش کشش در دمای 25 و 120 و 280 درجه سلسیوس انجام شد و همچنین آزمایش خستگی هم دما در دمای 120 و 280 درجه سانتیگراد و با دامنه کرنش های 3/0 و 5/0 در صد انجام شد. با استفاده از نتایج آزمایشات کشش و خستگی هم دما ، رفتار سیکلی این آلیاژ را در نرم افزار المان محدود abaqus شبیه سازی شد. نمودار حلقه هیسترزیس تنش- کرنش پلاستیک بیست سیکل اول شبیه سازی با بیست سیکل اول آزمایشات مقایسه شد که برر?????????سی نقطه به نقطه نمودار ها تطابق خوبی را نشان داد.. در مرحله بعد برنامه ای برای تحلیل خستگی با استفاده از برنامه الحاقی python بر روی abaqus نوشته شد که عمر خستگی چند محوره بر مبنای رابطه مانسون کافین و معیار خستگی چند محوره ماکزیمم کرنش اصلی را در المان ها بدست آورده و به صورت کانتور عمر نمایش می دهد. این برنامه برای نمونه های شبیه سازی شده آزمایش هم دما اجرا شد و عمر بدست آمده توسط نرم افزار با عمر بدست آمده توسط نمونه ها مقایسه شد که تطابق خوبی را نشان می دهد. برای بررسی خستگی در سرسیلندر، یک مدل سرسیلندر موتور تک سیلندر با آلیاژ a356 انتخاب شد و در دو مرحله حرارتی و مکانیکی تجزیه و تحلیل شد و تنش ها و کرنش ها بدست آمد و نقاط بحرانی شناسایی شد و برنامه خستگی در ناحیه بین دریچه های دود و هوا که نقطه بحرانی است اجرا شد و عمر خستگی کم چرخه که معادل سیکل های حرارتی وارد شده به آن و معادل روشن شدن و گرم شدن تا خاموش شدن و سرد شدن موتور است ، به صورت کانتور عمر در این ناحیه بدست آمد. در مدل سرسیلندر در ناحیه بحرانی بین دو دریچه ، عمر خستگی را با استفاده از تئوری های مختلف به روش محاسبه دستی بدست آوردیم که با توجه به نتایج این محاسبات تطابق خوبی بین عمر حاصل از برنامه و عمر بدست آمده به روش دستی برقرار است. و از این میان تئوری های صفحه بحرانی فاطمی- سوشی و برون – میلر تطابق بیشتری با برنامه نوشته شده دارند.

محورهای دوار به صورت گسترده در صنایع مختلف استفاده می شوند. یکی از عیوب متداول ترک عرضی محور می باشد. ترک عرضی در اثر ممان خمشی ایجاد شده و رشد می کند و در صورت عدم تشخیص می تواند منجر به شکست هایی پر خسارت شود . به منظور برنامه ریزی و کم کردن هزینه تعمیرات ، تشخیص ترک در محورهای دوار و پیش بینی روند خرابی و زمان شکست ، به شدت مورد نیاز است . تحقیق حاضر به ارائه ی روشی برای تشخیص ترک و پیش بینی عمر باقیمانده محور ، با استفاده از تحلیل موجک و شبکه های عصبی مصنوعی می پردازد. سیگنال های ارتعاشی با سنسور های شتاب روی تکیه گاه های محور به کمک سیستم داده برداری جمع آوری شده و فرآیند حذف نویز توسط تبدیل موجک انجام شد. با موجک بسته ای باندهای فرکانسی مختلف بررسی شدند و در نهایت انرژی باند فرکانسی شامل فرکانس2x برای سیگنال شتاب قائم تکیه گاه نزدیک ترک که توسط موجک دابوچی شش و در سطح دوازدهم استخراج شده بود ، برای تشخیص ترک محور آویزان محاسبه و معرفی شد. از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه استفاده شد تا سالم بودن یا عمق ترک ، تشخیص داده شود . همچنین دو محور ترکدار با قطر 12میلی متر با ترکی به عمق 7میلی متر در حالی که یکی تحت خمش خالص و دیگری در حالت آویزان بود ، به دوران درآمدند تا در نهایت شکستند و سیگنال شتاب از دو سنسور قائم و افقی روی تکیه گاه دریافت شد. نشان داده شد، خصوصیت انرژی در فضای موجک و پیک تا پیک دامنه سیگنال بازسازی شده در چه باندهای فرکانسیی برای هر حالت ، سایز ترک و عمر باقیمانده را نشان می دهد. با کمک شبکه عصبی ، عمر باقیمانده ی محور دوار در هر دو حالت بار گذاری، با دقت قابل قبولی تشخیص داده شد. به صورت کاربردی نیز با استفاده از خصوصیت انرژی ضرایب موجک و پیک تا پیک سیگنال باز سازی شده از باند فرکانسی پنجم موجک بسته ای با موجک پایهdb6 ، در سطح دهم تجزیه از سیگنال شتاب قائم ، عمر محور آویزان با آموزش شبکه عصبی به کمک محور تحت خمش خالص تخمین زده شد. از تبدیل موجک بسته ای برای بررسی رشد ترک محور دوار نیز استفاده شد. در این پژوهش، یک مدل توسعه یافته با استفاده از یک مدل المان محدود از رفتار دینامیکی محور دوار و مدل رشد ترک پاریس استفاده شد که خروجی این مدل ، شتاب گره ی نزدیک تکیه گاه بود ، که از لحاظ کیفی ، نتایج تجربی برای تشخیص و پیش بینی عمر محور با نتایج به دست آمده از این مدل مشابهت داشتند.

با توجه به کاربرد وسیع محصولات اکسترود شده بویژه مقاطع توخالی و لوله، شناسایی عیوب و تولید این محصولات با حداقل عیوب و هزینه، جزء خواسته های اصلی صنعت می باشد. هدف از انجام این پژوهش بررسی عیوب حاصله در فرایند اکستروژن لوله های آلومینیومی 6061 با قالبهای چند حفره ای (پورت هل ) می باشد. پارامترهای دما، نسبت اکستروژن، فشار، اصطکاک، هندسه ی قالب و سرعت جزء عوامل اصلی فرایند هستند. تعیین هندسه قالب، دما و سرعت مناسب از عوامل عمده در کاهش عیوب فرایند تولید لوله می باشند که در این تحقیق در مورد طول مناسب برینگ، تعداد حفره ها، سرعت و دما بحث می شود. برای بررسی نقش هریک از عوامل فوق با استفاده از نرم افزار دفرم یک لوله ی صنعتی با قطر داخلی 138 و ضخامت 6.5 میلی متر مدل شده و در نهایت پارامترها درشرایط مناسب تخمین زده شده است. در این تحقیق با استفاده از روش شبیه سازی المان محدود تقارن محوری و مقایسه ی آن با روشهای تجربی یک قالب صنعتی مورد استفاده قرار گرفته که مشخص شد، هندسه قالب، سرعت و دمایی که به روش تجربی طراحی و ساخته شده است نزدیک به حالت بهینه می باشد همچنین مشخص شد افزایش سرعت، افزایش دما و طراحی نامناسب هندسه قالب باعث افزایش دمای فرایند شده، و این امر منجر به کیفیت نامناسب لوله از قبیل درشت دانگی و درزجوش در محصول می گردد که در نهایت عیب درشت دانگی که حاصل افزایش دما است بصورت تجربی و شبیه سازی رخ می دهد.

در این پژوهش برای اولین بار به بررسی عددی رشد ترک خستگی در قطعات ترکدار آلومینیومی که با وصله ی کامپوزیتی fml ترمیم شده اند، به روش اجزا محدود توسعه یافته (xfem) پرداخته شده است. قطعات با نرم افزار abaqus 6.11 شبیه سازی شده و نتایج بدست آمده از این تحلیل با داده های عددی که از روش اجزا محدود (fem) و با نرم افزار abaqus 6.10 و همچنین با داده های تجربی بدست آمده از تست های تجربی و آزمایشگاهی انجام شده روی قطعات، مقایسه شده است. در این پژوهش برای آنکه بتوان هم از مزایای روش اجزاء محدود و هم از روش بدون مش بهره جست از روش اجزاء محدود توسعه یافته استفاده شده است. در این روش بدون آنکه ناپیوستگی به طور آشکار مدلسازی گردد، در مش بندی اجزاء محدود مدلسازی می گردد. با این کار می توان به قابلیت هایی نظیر افزایش سرعت همگرایی، ردیابی انتشار ترک، پرهیز از بازیابی مش بندی، ساده سازی مشکلات موجود در مدلسازی هندسه ترک اعم از نوک ترک و سطوح ترک و کاهش درجات آزادی اضافی در اثر افزایش تعداد المان ها دست یافت. تمام این مزیت ها سبب می شود که این روش بعنوان یک روش توانمند مدلسازی برای مسائل شامل ناپیوستگی مطرح گردد که می تواند مشکلات در سایر روش ها را برطرف سازد. همچنین در این پژوهش به بررسی پارامترهای موثر در رشد ترک خستگی از قبیل: زاویه ترک اولیه، عرض وصله و چیدمان لایه ها در وصله پرداخته شده است. نتایج این پژوهش نشان دهنده افزایش چشمگیر عمر قطعات تعمیر شده با این وصله در مقایسه با قطعات بدون وصله است. در این پژوهش برای اولین بار به بررسی عددی رشد ترک خستگی در قطعات ترکدار آلومینیومی که با وصله ی کامپوزیتی fml ترمیم شده اند، به روش اجزا محدود توسعه یافته (xfem) پرداخته شده است. قطعات با نرم افزار abaqus 6.11 شبیه سازی شده و نتایج بدست آمده از این تحلیل با داده های عددی که از روش اجزا محدود (fem) و با نرم افزار abaqus 6.10 و همچنین با داده های تجربی بدست آمده از تست های تجربی و آزمایشگاهی انجام شده روی قطعات، مقایسه شده است. در این پژوهش برای آنکه بتوان هم از مزایای روش اجزاء محدود و هم از روش بدون مش بهره جست از روش اجزاء محدود توسعه یافته استفاده شده است. در این روش بدون آنکه ناپیوستگی به طور آشکار مدلسازی گردد، در مش بندی اجزاء محدود مدلسازی می گردد. با این کار می توان به قابلیت هایی نظیر افزایش سرعت همگرایی، ردیابی انتشار ترک، پرهیز از بازیابی مش بندی، ساده سازی مشکلات موجود در مدلسازی هندسه ترک اعم از نوک ترک و سطوح ترک و کاهش درجات آزادی اضافی در اثر افزایش تعداد المان ها دست یافت. تمام این مزیت ها سبب می شود که این روش بعنوان یک روش توانمند مدلسازی برای مسائل شامل ناپیوستگی مطرح گردد که می تواند مشکلات در سایر روش ها را برطرف سازد. همچنین در این پژوهش به بررسی پارامترهای موثر در رشد ترک خستگی از قبیل: زاویه ترک اولیه، عرض وصله و چیدمان لایه ها در وصله پرداخته شده است. نتایج این پژوهش نشان دهنده افزایش چشمگیر عمر قطعات تعمیر شده با این وصله در مقایسه با قطعات بدون وصله است.

پایان نامه پیش رو به بررسی فرآیند شروع آسیب فرسایش در پوشش پرّه توربین گازی می پردازد که برای این منظور از آزمایش ها و شبیه سازی در abaqus استفاده شد. ضرورت انجام این تحقیق نیاز به تعیین عمر توربین با توجه به استفاده روز افزون از توربین ها، بسیار هزینه بر بودن تعمیرات توربین ها و نیاز به بومی سازی صنعت توربین با توجه به تحریم های موجود می باشد و بررسی این مسئله در صنعت انتقال نفت و گاز، صنعت تولید برق و نیروگاه ها، و صنایع نظامی و هوایی که از توربین استفاده می کنند، حائز اهمیت می باشد. هدف از انجام این تحقیق تعیین محل شروع آسیب بر اساس مدل فرسایش، بررسی عوامل موثر (جنس پوشش پرّه، سرعت ذرّه، ابعاد ذرّه، ضخامت لایه های پوشش) در فرآیند فرسایش و کاهش نرخ فرسایش پرّه توربین گازی در اثر عوامل ذکر شده می باشد. بدین منظور به مطالعه عملکردی توربین و انجام آزمایش sem بر روی پوشش پرّه توربین و شبیه سازی با نرم افزار abaqus پرداخته شد. راستی آزمایی کیفی تحقیق توسط مقایسه نتایج تحلیلی و تجربی و راستی آزمایی کمّی تحقیق توسط مقایسه نتایج تحلیلی با مطالعات قبلی به دست آمد. نتایج حاصل از این پایان نامه مشاهده پدیده فرسایش در پرّه توربین گازی و تأثیر آن در شروع آسیب می باشد. همچنین از شبیه سازی های انجام شده نتیجه می شود که عوامل سرعت و قطر ذرّه تأثیر چشمگیری در پدیده فرسایش دارند.

پوشش دهی کامپوزیتی الکترولس نیکل- فسفر با نانو ذرات سرامیکی یکی از تکنیک های است که باعث بهبود خواص سطح می شود یکی از سطوح مورد توجه در پوشش دهی ، رینگ و بوش آلومینیومی سیلندر خودرو است که باعث کاهش وزن ، کاهش اصطکاک ، کاهش مصرف سوخت و روغن و کاهش افت توان در موتور می شود. در این راستا اقدام به پوشش دهی الکترولس نیکل – فسفر با نانو ذرات نیترید بور که معروف به روانکار دما بالا هستند و بهترین گزینه برای دمای محفظه احتراق است شده و برای تشخیص تاثیر ضخامت پوشش و درصد نانو ذرات ، نمونه های آلومینیومی آلیاژ390 ساخته شده و بر روی آنها پوشش با دو درصدوزنی4.5 و 6.5 نانونیترید بور و دو ضخامت10 و20 میکرومتر ایجاد شده وکلیه نمونه ها در شرایط یکسان در کوره خلا عملیات حرارتی شده اند؛که در مقایسه با پوشش دهی با میکرو ذرات نیترید بور پس از عملیات حرارتی سختی بسیار افزایش یافته که یکی از عوامل موثر بر مقاومت سایشی است. نیمی از نمونه ها در آزمایش خوردگی پلاریزاسیون امپدانس مورد استفاده قرار گرفته و نیمی دیگر در آزمایش سایش مورد استفاده قرار گرفت که در هر دو آزمون نمونه بدون پوشش نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتیجه هر دو آزمایش نشان دهنده تاثیر مثبت ضخامت بیشتر و درصد بیشتر نانو ذرات پوشش دهی بر مقاومت سایشی و خوردگی می باشد. برای بررسی بیشتر تاثیر ضخامت از شبیه سازی پوشش با نرم افزار abaqus 6.10 استفاده شده که نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی آزمایش سایش کاملا هماهنگ می باشد ؛ با بررسی ضخامت های بزرگتر در نرم افزارحالت بهینه پوشش دهی براساس سرعت و بار عمودی نیز بدست آمده که حدود30.3 میکرومترمی باشد.

در این پژوهش به تحلیل تجربی و عددی رفتار ضربه ای صفحات آلومینیومی ترک دار تعمیر شده توسط وصله های کامپوزیتیfml پرداخته شده است.یکی از عیوب رایج در بخش های مختلف بال و بدنه هواپیما به وجود آمدن ترک در اثر بارهای سازه ای و آیرو دینامیکی است، که دائما در معرض آن می باشد. در بسیاری از موارد می توان با انجام تعمیرات لازم از باقی مانده عمر کاری بخش معیوب استفاده لازم را برد. امروزه یکی از پرکاربردترین انواع تعمیرات در این زمینه، استفاده از وصله های کامپوزیتی و چسباندن آن در محل عیب است. این وصله ها دارای مزایای مهمی از جمله : استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و رطوبت ، وزن کم و مقاومت خستگی خوب می باشد. پارامترهایی که در این تحقیق روی آن ها مطالعه شده است، نحوه لایه چینی و ضخامت آن، دمای انجام آزمایش و انرژی ورودی ضربه می باشد. طراحی این آزمایش از طریق روش rsm انجام شده و سپس آزمایش تجربی آن صورت گرفته است. در بخش عددی آن هم توسط نرم افزار abaqus 6-12 فرایند آزمایش ضربه افتان شبیه سازی شده است. سپس نقش پارامترهای فوق در تغییر رفتار ضربه ای نمونه ها در بخش تجربی و عددی با هم مقایسه شده است. نتایج تحقیق افزایش عمر نمونه ها و تغییر رفتار ضربه ای نمونه ها را نشان داد و همچنین تأثیر پارامتر های ورودی در نظر گرفته شد، که پارامتر دما بسیار تأثیرگذارتر از دو پارامتر دیگر بود. کلمات کلیدی : ضربه، ترک، وصله ،کامپوزیت fml ، روش rsm ، طراحی آزمایش ،abaqus .

موتور - توربین های گاز از جمله ماشین های تولید توانی هستند که امروزه در کشور ما کاربرد قابل توجهی دارند. این غول های ساخته شده از فلزات آلیاژی، در حوزه های موتور هواپیما، تولید برق و پمپاژ نفت بیشترین کاربرد را دارند و در مقابل مصرف سوخت، توان مورد نیاز جهت به حرکت واداشتن ژنراتور ها و پمپ ها را فراهم می نمایند. در سال های اخیر نیاز به بازده بالاتر سبب شده است آلیاژ های مورد استفاده جهت ساخت قطعات این موتور های غول پیکر روزبه روز بهتر و در عین حال گران تر شود. شکست ناگهانی و پیش بینی نشده قطعات حساس توربین، سبب وارد آمدن صدمات گزاف بر کل سیستم می شود. در این پژوهش یکی از موارد شکست متداول در این صنعت گران قیمت مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی قطعات با واماندگی پرتکرار، شناسایی تکنولوژی مواد و ساخت قطعات، بررسی چشمی و متالورژیکی سطوح شکست، مطالعات مبتنی بر یافتن دلایل شکست، آزمایش های مکانیکی – ارتعاشاتی، آزمایش های متالورژیکی و هم چنین تحلیل های المان محدود از دیدگاه ارتعاشاتی از جمله موارد به کارگرفته شده در این تحقیق است. بررسی واماندگی پره آلیاژی ساخته شده از سوپرآلیاژ پایه نیکل دارای هندسه پیچیده 3بعدی و مشخص نمودن دلایل شکست، هدف اصلی این پژوهش بوده است. بررسی های به عمل آمده نشان داده که بازرسی های انجام شده برروی این این ردیف از پره ها در زمان سرویس، بدون توجه به عمر خزشی صورت گرفته است. هم چنین مشاهده نشانه های خستگی پرچرخه(خطوط ساحلی در تصاویر میکروسکوپی) و تحلیل های المان محدود دلیلی بر تسریع شکست این ردیف از پره ها به وسیله مکانیزم خستگی است.

در این تحقیق اثر افزودن نانو صفحات معدنی خاک رس به پلی پروپیلن با استفاده از نرم افزار َansys و با مدل های تحلیلی بررسی شد و با نتایج تجربی مقایسه گردید. در مدلسازی اجزاء محدود، تاثیر نسبت منظر ذرات، چسبندگی بین ذره و زمینه، ضخامت و خواص ناحیه بین فازی، جهت گیری ذرات نسبت به راستای کشش و کلوخه ای شدن لایه های سیلیکاتی بررسی شد.نتایج نشان می دهد که مطابقت بین داده های شبیه سازی با داده های تجربی، خوب است. مشخص شد که برای مدول کشسانی مطابقت بین مقدار تجربی با ذرات ریزتر بیشتر است و این نشان می دهد که بیشتر ذرات استفاده شده تقریباً ریز می باشند. برای ذرات ریزتر افزایش نسبت منظر تاثیر کمتری بر روی مدول دارند. با افزایش چسبندگی، مدول و استحکام افزایش می یابد و این نیز بعلت افزایش میزان تنش انتقالی از زمینه به ذره است.همچنین برای نمودار چسبندگی ناقص شاهد یک نقطه گسستگی نمودار در حداکثر تنش هستیم که این همان تنش جدا شدن ذره از زمینه است. با مقایسه مدول کاهیده مدل های ناحیه بین فازی با مقدار تجربی مشاهده شد که در حالت تجربی، ترکیبی از این حالات کشش عمودی و افقی اتفاق افتاده است و این نیز بعلت تصادفی بودن توزیع ذرات است. با مقایسه مقدار تجربی استحکام با مقادیر مدل های ناحیه بین فازی مشاهده می شود که ضخامت ناحیه بین فازی در حدود 200 تا 300 نانومتر است و این نشان دهنده ضخامت کم ناحیه بین فازی است. در نظر گرفتن جهت گیری ذرات نسبت به راستای کشش سبب می شود که در مقایسه مقادیر مدول با مقدار نظیر تجربی که شبیه سازی ها به میزان 15% و 30% بترتیب برای کشش افقی و عمودی، با مقدار تجربی تفاوت داشته باشند و این نیز بعلت عدم در نظر گرفتن ناحیه بین فازی در این حالت می باشد.

در این تحقیق فرآیند فلوفرمینگ مستقیم و سه غلطکه فولاد پراستحکام ماریج c122 با استفاده از نرم افزارالمان محدود آباکوس شبیه سازی شده است. شبیه سازی عددی این فرآیند جهت بررسی نقش هندسه پیش فرم بر دقت ابعادی محصول نهایی در حالت دو بعدی و سه بعدی انجام شد.شبیه سازیهای دو بعدی برای دست یابی به اصول اولیه و کلی در طراحی پیش فرم ،بر روی سه عدد پیش فرم مختلف انجام شد. برای بررسی دقیق تر شبیه سازی سه بعدی بر روی تعداد شش عدد پیش فرم با هندسه های متفاوت انجام شد. پارامتر مورد بررسی نقطه شروع شیب ضخامتی در طراحی پیش فرم بود و پارامترهای خروجی تلرانس گردی(بیشترین انحراف یک مقطع دایروی از یک دایره کامل) و پروفیل ضخامت در لوله فلوفرم شده بود.پس از اتمام شبیه سازی ها،با بررسی نتایج،تلرانس گردی در لوله در مقاطع مختلف آن و همچنین پروفیل توزیع ضخامت در لوله اندازه گیری شد.در ابتدا با مقایسه نتایج تلرانس گردی وضخامت یکی از پیش فرم ها که منطبق با کار تجربی انجام شده در صنعت بود از دقت و صحت شبیه سازی انجام شده اطمینان حاصل شد. در ادامه بابررسی نتایج شبیه سازی در سایر پیش فرم ها ،به اهمیت نقطه شروع شیب ضخامتی در آن پی برده شد. عدم وجود شیب ضخامتی،یا شروع آن در همان ابتدای پیش فرم و بدون هیچگونه فاصله ای باعث فنجانی شدن دهانه پیش فرم که ناشی از حرکت ماده در جهت عکس حرکت غلطک های شکل دهی است می شد. همچنین وقتی نقطه شروع شیب ضخامتی از نقطه اتمام شعاع داخلی آن بیش ازحد)بیشتر از 8تا 6میلیمتر(فاصله می گرفت منطقه بحرانی ضخامتی قبل از شیب ضخامتی به وجود می آمدکه در طول فرآیند ،باعث نازکی بیش از حد و یا حتی پارگی لوله می شد.

دراین تحقیق برای تعیین ضریب شدت تنش در روی جبهه ترک ربع دایروی در یک ورق با ضخامت محدود، که عرض و ارتفاع ورق در مقایسه با ضخامت ورق بسیار بزرگتر می باشند، از دو روش تابع وزن و روش المان محدود استفاده شده است. ابتدا جهت حل، مدلسازی ورق دارای ترک ربع دایروی با نرم افزار المان محدود انجام گرفته و سپس با اعمال بارگذاریهای (یکنواخت، خمشی، خطی، سهمی و مرتبه سه کاهشی) بر روی ورق و با تغییر اندازه المان ها همگرائی مدل بررسی شده است. بعد از صحت همگرائی مدل، برای اطمینان از درستی نتایج المان محدود، ضرایب شدت تنش در روی جبهه ترک را برای نسبت عمق ترک های مختلف تحت شرایط توزیع بار مختلف محاسبه نموده و نتایج را با نتایج موجود در مراجع در حالات بارگذاری خاص مقایسه شده تا از درستی نتایج مطمئن شده و به ادامه کار برای تعیین تابع وزن پرداخته شود. در بخش دوم تابع وزن روی جبهه ی ترک ربع دایروی به صورت حل بسته تعیین شده است. جهت این امر از دو بار مرجع یکنواخت و خمشی، که در صفحه دور از ترک اعمال می شود استفاده شده است. با داشتن تابع وزن و حل بسته ی ضرایب شدت تنش در حالات مختلف بارگذاری می توان ضرایب شدت تنش هر نوع بار دلخواه را به صورت مستقیم تعیین نمود.

یکی از عیوب رایج در بخش بدنه و بال هواپیما ایجاد ترک ناشی از قرارگیری هواپیما در معرض بارهای سازه‏ای و آیرودینامیکی می‏باشد. در بسیاری از موارد می‏توان با انجام تعمیر عمر کاری بخش معیوب را افزایش داد. امروزه یکی از متداول‏ترین انواع تعمیرات در این زمینه، استفاده از وصله‏های کامپوزیتی و چسباندن آنها بر روی عیوب است. این وصله‏ها دارای مزایای مهمی از جمله استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و رطوبت، وزن کم و خواص خوب خستگی می‏باشند. در این تحقیق متغیرهای آزمایش به‏ترتیب لایه‏چینی، ضخامت لایه فلزی و طول وصله کامپوزیتی تعیین و با استفاده از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ، آزمون‏های تجربی طرح‏ریزی شده و نمونه‏های آزمایش مشخص گردید. جهت ساخت ورق شیاردار پایه از آلومینیوم آلیاژی 2024 t4 استفاده شد. وصله کامپوزیتی از نوع لایه‏ای فلز- الیاف با لایه‏های الیاف کربن و لایه فلزی فسفربرنز ساخته و توسط چسب arldit 2011 به فلز شیاردار پایه متصل گردید. نمونه‏های ساخته شده تحت آزمایش کشش قرار گرفته و نتایج حاصل از آزمون‏ها توسط روش طراحی آزمایش رویه پاسخ، تجزیه تحلیل شد. مدلسازی عددی آزمون‏های تجربی با استفاده از نرم‏افزار abaqus انجام شده و نتایج حاصل مورد بررسی و با نتایج تجربی مقایسه گردید. نتایج این تحقیق نشان دهنده افزایش چشمگیر استحکام کششی قطعات ترمیم‏ شده با این نوع وصله‏ها در مقایسه با قطعات شیاردار بدون وصله بوده، به نحوی که در بهترین حالت ترمیم استحکام کششی تا % 4/82 افزایش داشته است.

فروپاشی در اثر کمانش یک پدیده کاملاً معمولی در ورق‏های تحت فشار است. هنگامی که ضخامت ورق نسبت به ابعاد دیگر به اندازه کافی کم باشد این شکل از فروپاشی اغلب می‏تواند بر فروپاشی در اثر استحکام کمانشی پیشی گیرد. در این پژوهش به تحلیل تجربی و عددی بار بحرانی کمانشی صفحه‏ها آلومینیومی شیار‏دار تعمیر شده توسط وصله های کامپوزیتی fml که تحت بارگذاری تک محوری فشاری قرار دارند، پرداخته شده‏است. به این منظور ورق‏هایی از جنس آلومینیوم 2024t4 با شیار مرکزی مورد توجه قرار گرفته است. امروزه یکی از پرکاربردترین انواع تعمیرها در این زمینه، استفاده از وصله های کامپوزیتی و چسباندن آن در محل عیب است. این وصله ها دارای مزایای مهمی از جمله: استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و رطوبت، وزن کم و مقاومت خستگی خوب می باشد. پارامترهایی که در این تحقیق روی آن‏ها مطالعه شده است، نحوه لایه چینی وصله، ضخامت وصله و ابعاد وصله fml می باشد. طراحی این آزمایش از طریق روش rsm انجام شده و سپس آزمایش تجربی آن صورت گرفته است. در بخش عددی آن هم توسط نرم‏افزار abaqus 6-12 فرایند آزمایش کمانش شبیه‏سازی شده است. سپس نقش پارامترهای فوق در تغییر رفتار کمانشی نمونه ها در بخش تجربی و عددی با هم مقایسه شده است. نتایج این پژوهش نشان‏دهنده افزایش چشمگیر استحکام کمانشی قطعه‏ها تعمیر شده با این نوع وصله‏ها در مقایسه با قطعه‏ها شیار‏دار بدون وصله است. با بهترین نحوه انتخاب پارامترها، استفاده از وصله منجر به ارتقای بار کمانشی قطعه‏ها تعمیر شده تا 13/44 درصد می شود، و کمترین افزایش بار کمانشی در این تحقیق 79/4 درصد می‏باشد.

در بسیاری از کاربردهای صنعتی با برخورد ذرات میکروسایز روی سطح هدف مواجه می شویم از این رو مطالعات بسیار زیادی برای فهم مکانیزم آسیب ناشی از این پدیده و همچنین شناسایی پارامترهای تأثیر گذار روی این پدیده و بررسی میزان تأثیر آن ها روی نرخ فرسایش انجام شده است. در همه ی این کارها سطح هدف به صورت سطح صاف در نظر گرفته شده است و کارهای کمی روی سطح زبر صورت گرفته است. در حالی که در واقعیت و در مقیاس میکرو، سطح کاملاً صاف قابل تصور نیست. در این کار برخورد ذرات میکروسایز روی سطح زبر با استفاده از روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. دربررسی تجربی، بررسی مکانیزم آسیب در سطح زبر و شناسایی نواحی مختلف ایجاد شده در اثر برخورد ذره انجام شده است و یک بیان دائمی گزارش شده است که بیانگر وجود یک حفره ی بیضوی شکل در محل برخورد، یک ناحیه ی متراکم شده در زیر محل برخورد و انتشار ترک در پایین ناحیه ی متراکم شده می باشد. نتایج حاصله در کار تجربی در مطالعه عددی جهت معتبر شدن مدل استنباط شده است. علاوه بر آن برای تأیید شدن مدل از مطالعات قبلی نیز استفاده شده است. پارامترهای ذره با استفاده از مطالعات قبلی روی سطح صاف، معرفی شده است این پارامترهای شامل سرعت، اندازه، جنس چگالی، شکل، زاویه ی برخورد و محل برخورد می باشند. با استفاده از کار عددی، نرخ فرسایش بر حسب هر کدام از این پارامترها بر حسب یک رابطه ی توانی ساده بیان شده است و با کارهای تحلیلی قبلی روی سطح صاف مقایسه شده است. نتایج نشان داد که شکل سطح به عنوان یک پارامتر تأثیرگذار روی نرخ فرسایش می باشد.

دستگاه زیرشکن خاک یک ابزار مهم در کشاورزی است. این دستگاه برای شکستن لایه های خاک، پایین تر از عمق شخم معمولی به کار می رود. در این مطالعه تست مزرعه ای روی یک بازوی زیرشکن تحت تحریک ناشی از خاک انجام گردیده و آنالیز مودال عملیاتی بازوی زیرشکن با استفاده از روش زیرفضای احتمالی (ssi) انجام شده است. سپس یک مدل اجزاء محدود (fem) برای نشان دادن رفتار ارتعاشی بازوی زیرشکن ساخته گردیده است. مدل اجزاء محدود با مقایسه نتایج به دست آمده از آنالیز مودال عملیاتی، اعتبارسنجی شده است. مدل اجزاء محدود تأیید شده (اعتبار سنجی شده) و پاسخ های تصادفی ضبط شده برای رسیدن به فرایند ماکزیمم تنش فون مایزز ایجاد شده در بازو که در تحلیل خستگی مورد نیاز است به کار رفته اند. نهایتاً عمر خستگی بازوی زیرشکن با روش های ماینر و دیرلیک تعیین شده است و آنالیز حساسیت برای بررسی تاثیر پارامتر های هندسی روی عمر خستگی انجام گردیده است. نتایج نشان می دهد که عمر خستگی بازوی زیرشکن در این شرایط تست شده نامحدود است. همچنین حساسیت عمر خستگی برای هر پارامتر هندسی تغییر می کند.

دستگاه کولتیواتور خاک یک ابزار مهم در کشاورزی است. در این مطالعه تست مزرعه ای روی یک بازوی کولتیواتور تحت تحریک ناشی از خاک انجام گردیده و آنالیز مودال عملیاتی بازوی کولتیواتور با استفاده از روش تجزیه حوزه فرکانسی (fdd) انجام شده است. سپس یک مدل اجزاء محدود (fem) برای نشان دادن رفتار ارتعاشی بازوی کولتیواتور ساخته گردیده است

هدف از تحقیق حاضر، تخمین نیرو و توان مصرفی نورد، استحکام باند بین لایه ها و طول نسبی جوش بین لایه ها در فرآیند نورد ورق های(تسمه های) سه لایه به روش تئوری حد فوقانی و نیز شبیه سازی فرآیند مذکور می باشد. بدین منظور، ابتدا یک مدل ریاضی برای نورد سرد متقارن ورق های سه لایه با استفاده از تئوری حد فوقانی ارائه شده است. سپس با استفاده از تئوری ارائه شده اثر نسبت کاهش ضخامت کل و اصطکاک را بر روی پارامتر های موثر فرآیند مانند نیروی نورد،توان نورد، میزان تغییر شکل هر لایه، استحکام باند و طول نسبی جوش در ورق های سه لایه بررسی شده است. در مرحله بعد، فرآیند نورد ورق های سه لایه به روش المان محدود به کمک نرم افزار abaqus6.7 شبیه سازی شده است. سپس جهت اعتبار سنجی مدل تئوری (تحلیلی) و مدل المان محدود (عددی)،آزمایشات تجربی با استفاده از تسمه های سه لایه آلومینیوم/ فولاد /آلومینیوم انجام شده است ونتایج با یکدیگر مقایسه شده اند. مقایسه های انجام شده نشان داد که نتایج حاصل از روش تحلیلی و عددی با نتایج تجربی همخوانی خوبی دارد. در پایان، اثر کیفیت سطح(زبری سطح) بر روی استحکام باند بین لایه ها و نیز اثر جهت خواب سطح بر روی نسبت تغییر شکل بحرانی به صورت تجربی بررسی شده است. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد که کیفیت سطح اثر معکوس بر روی استحکام باند بین لایه ها دارد.