انگیزه اصلی این پایان نامه، بررسی اثر نقص هندسی بر روی تقابل مودها (modal interaction) و وقوع نقاط دوشاخه ای شدن (bifurcation) در ارتعاشات غیر خطی و غیر صفحه ای تیرهای بدون کشیدگی صفحه وسط به عنوان مدل کلی بسیاری از زیر سیستمهای مکانیکی است. در راستای انجام این پروژه ابتدا معادلات و شرایط مرزی حاکم بر ارتعاشات غیر خطی و غیر صفحه ای (خمشی - خمشی - پیچشی) تیرهای ایزوتروپیک دارای نقص هندسی (geometrically imperfect) کوچک و بدون کشیدگی صفحه وسط با استفاده از اصل همیلتن استخراج شده است. منظور از نقص هندسی کوچک، انحناء و پیچش کوچک اولیه در حد مرتبه اندازه دامنه ارتعاشات تیر است که ممکن است بواسطه تلرانسهای ساخت یا در اثر تغییر شکل ماندگار در تیر ایجاد شده باشد. عدم کشیدگی صفحه وسط (no mid-plane stretching) در مورد تیرهائی با شرایط مرزی آزاد-آزاد، درگیر-آزاد، درگیر-درگیر/لغزنده، درگیر-لولا/لغزنده که تحت تاثیر نیروی محوری قابل توجهی نباشند صادق است. در مقایسه با معادلات استخراج شده حاکم بر ارتعاشات غیر خطی- غیر صفحه ای تیرهای فاقد نقص هندسی (perfect) و بدون کشیدگی صفحه وسط در کارهای قبلی که تنها در بردارنده عوامل غیرخطی مرتبه سه بوده و بطور خطی غیر کوپله می باشند، معادلات استخراج شده در این پایان نامه دربردارنده عوامل خطی و غیر خطی مرتبه دو و مرتبه سه بوده بطوریکه عوامل خطی و غیر خطی مرتبه دو با اثر نقص هندسی کوپله هستند ضمن آنکه معادلات مذکور بطور خطی کوپله می باشند. همچنین برای تیرهای با مقطع مربعی و دایره ای، در معادلات استخراج شده کارهای قبلی بین ارتعاشات عرضی و پیچشی کوپلینگ وجود ندارد در حالیکه معادلات بدست آمده در این پایان نامه دارای ترمهائی ناشی از کوپلینگ مذکور است که منشأ آن نقص هندسی می باشد. هنگامی که تحریک بصورت بار پیچشی یا محوری گسترده است، برای تیر دارای نقص هندسی مساله از نوع ترکیب تحریک پارامتریک و خارجی است در حالیکه در مورد تیر فاقد نقص هندسی، مساله از نوع تحریک پارامتریک خالص می باشد. به منظور ارزیابی درستی مدل ارائه شده، از نتایج تجربی آزمایشی که در آن تقابل مودها در ارتعاشات غیر خطی- غیر صفحه ای حالت دائم (steady state) تیر یکسر گیردار تحت تحریک رزونانسی اولیه و عرضی پایه در حضور رزونانس داخلی یک به یک بررسی شده، استفاده گردیده است. در این پایان نامه، با در نظر گرفتن مدلسازی انعطاف پذیری پایه و نقص هندسی جزئی موجود در تیر، تنظیم همزمان پارمترهای انعطاف پذیری پایه و شکل نقص هندسی جزئی عدم انطباقات بین نتایج تجربی و پیش بینی مدل ارائه شده مذکور حذف و تطابق بهتری بین آنها حاصل شده است. تاثیر عمده در نظر گرفتن نقص هندسی جزئی، عدم پیش بینی وقوع نقطه دوشاخه ای شدن از نوع pitch-fork و پیش بینی تقابل مودهای ارتعاشی در تمام بازه فرکانس تحریک است که انطباق کاملی با نتایج آزمایش دارد. بعد از ارزیابی درستی مدل ارائه شده، دیاگرامهای دوشاخه ای شدن استاتیکی تیر یکسر گیردار تحت تحریک رزونانسی اولیه و عرضی پایه در حضور رزونانس داخلی یک به یک به ازای شکلهای مختلف نقص هندسی و سایر پارامترهای مساله با استفاده از روش امتداد طول قوس (arch-length continuation) محاسبه و با دیاگرامهای مشابه برای تیر فاقد نقص هندسی مقایسه شده است. اثرات نقص هندسی بر دیاگرامهای مذکور عبارتند از: حذف نقاط دو شاخه ای شدن از نوع pitchfork به ازای برخی از شکلهای نقص هندسی و یا تبدیل آنها از نوع تحت بحرانی (subcritical) به فوق بحرانی (supercritical)، بروز پدیده تولید جزیره فرکانس (frequency island generation)، انتقال منحنی های دامنه- فرکانس به سمت چپ، کاهش و یا افزایش بازه های اشباع شدن پاسخ و پیش بینی دامنه ارتعاشات بیشتر برای مود تحریک شده توسط رزونانس داخلی یک به یک (تقابل بیشتر مودهای شرکت کننده در رزونانس داخلی). در ادامه، اثر نقص هندسی جزئی بر پاسخ دینامیکی تیر یکسرگیردار تحت تحریک رزونانسی اولیه و عرضی پایه در حضور رزونانس داخلی یک به یک بررسی شده است. در این راستا، ابتدا سیکلهای حد تیر فاقد نقص هندسی با استفاده از روش brute force محاسبه شده است. سپس با تعریف دو شکل نقص هندسی مختلف، سیکلهای حد محاسبه شده با استفاده از روش امتداد طول قوس مجازی (pseudo arch length continuation) بر حسب پارامتر شکل نقص هندسی امتداد داده شده و حساسیت هر یک از سیکلهای حد مورد اشاره نسبت به نقص هندسی جزئی با شکلهای تعریف شده مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتیجه این بررسی نشان می دهد بسته به پارامتر خروج از تنظیم فرکانس تحریک نظیر هر سیکل حد، میزان حساسیت آن نسبت به نقص هندسی جزئی می تواند بسیار زیاد باشد بطوریکه پاسخ ارتعاشی واقعی تیر به جای سیکل حد مذکور سیکل های حد با شکلهای دیگر، پاسخ آشوبناک (chaotic) و یا پاسخ حالت دائم است. به منظور مقایسه پیش بینی پاسخ دینامیکی مدلهای تیر دارا و فاقد نقص هندسی و نقاط دوشاخه ای شدن دینامیکی در پاسخ ارتعاشی، یک شکل نقص هندسی نمونه تعریف و سیکلهای حد تیر دارای نقص هندسی محاسبه شده است. سپس سیکلهای حد تیرهای دارا و فاقد نقص هندسی با استفاده از روش امتداد طول قوس مجازی بر حسب پارامتر خروج از تنظیم فرکانس تحریک امتداد داده شده و شاخه های پاسخ دینامیکی و باندهای آشوبناک پاسخ محاسبه شده است. مقایسه شاخه های پاسخ دینامیکی و باندهای آشوبناک در یک محدوده معین از فرکانس تحریک نشان می دهد شاخه های مذکور نسبت به یکدیگر دارای انتقال بوده و از نظر نوع نقاط دوشاخه ای شدن انطباق کاملی با یکدیگر ندارند. به عنوان مثال در محدوده ای که مدل تیر فاقد نقص هندسی پاسخ پریودیک، آشوبناک و یا حالت دائم پیش بینی می کند، مدل تیر دارای نقص هندسی به ترتیب پاسخ حالت دائم صفحه ای، حالت دائم غیر صفحه ای و پریودیک پیش بینی می کند. عکس این حالات نیز امکان پذیر است. در مجموع بررسی های انجام شده نشان می دهد در نظر نگرفتن نقص هندسی جزئی در تیر و استفاده از مدل تیر فاقد نقص هندسی می تواند منجر به پیش بینی نتایج نادرست و نامنطبق با واقعیت گردد.

در این پایان نامه، آسیب شناسی سازه ای یک تیر ضخیم پولادی از جنس st-52 با بهره گیری از روش پخش امواج هدایت شده ی فراصوت، مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا، روش های گوناگون آسیب شناسی در سازه ها شناسانده شده است. با مقایسه بین روش های موجود، روش پخش امواج هدایت شده ی فراصوت به عنوان روشی نیرومند با توانایی پایش بلادرنگ سازه ها (بدون حضور و دخالت انسان) برای انجام فرایند آسیب شناسی برگزیده می شود. در ادامه، به بیان جنبه های نگره ای و کاربردی روش یاد شده پرداخته می شود. در گام بعد، پردازش سیگنال به عنوان مهم ترین بخش یک سامانه ی آسیب یاب بر پایه ی سیگنال مورد بررسی قرار گرفته است و روش های گوناگونی در این زمینه شناسانده می شوند. در ادامه، نشان داده می شود که به کارگیری تبدیل موجک، به دلیل دارا بودن برتری های فراوان نسبت به سایر روش های پردازش سیگنال، برتری دارد. سپس، به بازکردن الگوریتم پردازش سیگنال به کارگرفته شده در این پژوهش پرداخته شده است و مجموعه ی کارهای صورت گرفته در این باره در قالب فرایندهای پیش -پردازش، پردازش و پس -پردازش سیگنال ارایه می شود. در قسمت پیش -پردازش، با هدف پالایش سیگنال ها، کارهایی مانند نمونه برداری، پنجره گذاری، میانگین گیری، کنارگذاری بخش نا متناوب، هم پایه سازی و نوفه زدایی صورت پذیرفته است. پس از آن، سیگنال های پیش -پردازش شده، با بهره گیری از تبدیل موجک پیوسته و روش توان میانگین مقیاس شده ی موجک مورد پردازش قرار گرفته اند. در ادامه، از سیگنال های پردازش شده، ویژگی هایی مانند زمان پرواز و شدت انرژی موج بازتابیده شده از آسیب درآوری می شود تا سرشت های گوناگون آن مانند هستی، جا و بزرگا، به صورت دستی تعیین شود. در گام بعد، با هدف خودکارسازی فرایند آسیب شناسی، ویژگی هایی به نام نقطه های سرشت نمای آسیب، که برای نخستین بار در این پایان نامه پیشنهاد شده اند، از سیگنال ها درآوری شده است تا با به کارگیری آن ها، یک شبکه ی عصبی مصنوعی چندلایه آموزش داده شود. به منظور تهیه مجموعه داده ی ورودی جهت آماده سازی شبکه به گونه ای سریع و مقرون به صرفه، شبیه سازی های سه بعدی و گذرای پخش موج با بهره گیری از روش اجزای محدود در بسته ی نرم افزاری آباکوس و از راه نوشتن یک کد به زبان پیتون انجام پذیرفته است. در گام بعد، با هدف ارزیابی توانایی الگوریتم هوشمند پردازش سیگنال ارایه شده در شناسایی ترک در سازه، آزمون های آزمایشگاهی انجام می گیرد. برای برانگیزش و گرد آوری سیگنال های بدست آمده از پخش امواج هدایت شده در سازه، از دو تبدیل کننده پیزوسرامیکی، یکی به عنوان به کار اندازنده و دیگری به عنوان حسگر، به کارگرفته شده است. برای انجام آزمایش هایی دقیق، برنامه ای تفسیر شده به زبان c تهیه شده است که سامانه های الکتریکی برانگیزش (تابع ساز) و گرد آوری سیگنال (نوسان نما) را با دقت مناسبی کنترل کند. در پایان، با به کارگیری سیگنال های بدست آمده از آزمون های آزمایشگاهی، شبکه ی آموزش داده شده مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج بدست آمده حکایت از دقت بالای سامانه ی هوشمند آسیب یابی در شناسایی و سرشت یابی ترک در سازه دارد. گفتنی است همه ی کدهای فرایند پردازش سیگنال در نرم افزار متلب نوشته شده اند.

رساله حاضر به شرح روش ها و ملاک های طراحی سازه های کششی، شیشه های ساختمانی و اتصالات نصب آن ها به یکدیگر پرداخته و هدف از انجام آن ارائه آیین نامه مهندسی جامعی برای طراحی و تحلیل نماهای نوین شیشه ای با سازه های کششی است. از آنجا که تا کنون هیچ گونه آیین نامه و یا استانداردی در رابطه با طراحی و تحلیل ساختمان های شیشه ای با سازه های کششی و کابلی تدوین نگردیده، روش طراحی مستندی برای آن ها ذکر نشده و پاسخ آنالیز هیچ یک از ساختمان های اجرا شده ارائه نگردیده است، در ابتدا خصوصیات و ملاک های طراحی شیشه ها، کابل ها و اتصالات نصب شیشه ها به سازه های کششی بررسی شده و سپس انواع قیدگذاری ها، روش ها، تکیه گاه ها و نکات حائز اهمیت در مدل سازی، تحلیل، نصب و اجرای سقف ها و نماهای نوین شیشه ای با سازه های کششی ذکر گردیده است. ترکیبات بار لازم برای تحلیل ساختمان های شیشه ای با سازه های کششی از آیین نامه های نظام مهندسی ساختمان استخراج گردیده و ملاک های لازم برای بررسی پاسخ رفتار ساختمان در این شرایط از مقالات معتبر گردآوری گردیده است. تاریخچه فعالیت هایی که در این زمینه تا کنون در دنیا صورت گرفته تهیه گردیده و تمامی نرم افزارها و روش های المان محدود استفاده شده در طراحی و تحلیل سازه های کششی و ساختارهای شیشه ای مشخص گردیده و در این رساله برای مدل سازی و تحلیل سازه های کششی از نرم افزار sap و برای ساختارهای شیشه ای از نرم افزار sj-mepla استفاده گردیده است. یک نمای قائم و مسطح شیشه ای با شبکه کابلی به ابعاد 20×20 متر به دو صورت کامل و ساده مدل گردیده و نتایج تحلیل های آن ها با یکدیگر مقایسه گردیده است. همچنین عوامل تاثیر گذار بر طراحی سازه های کششی و تمامی مواردی که در مراجع به صورت مبهم و یا متناقض ذکر گردیده مشخص شده و در مدل سازی انجام شده مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت. ساختار شیشه ای مورد نیاز این شبکه نیز با قیدها و اتصالات مختلف مدل گردیده و نتایج آن ها با یکدیگر مقایسه گردیده است. با استفاده از نتایج گردآوری ها و تحلیل های انجام شده روشی برای مدل سازی و تحلیل این گونه ساختمان ها ارائه گردیده و ملاک های قابل قبول در رابطه با نتایج تحلیل های آن ها پیشنهاد گردیده است. همچنین یک ساختمان نمونه که توسط شرکت asi اجرا گردیده است، کنترل شده تا از کاربردی بودن آیین نامه و روش مدل سازی و تحلیل ذکر شده اطمینان حاصل گردد. به عنوان فعالیت اجرایی اولین سقف شیشه ای با تکیه گاه های نقطه ای و خرپاهای کابلی در میهن عزیز اسلامی مان با ابعاد 4/5 × 4/35 متر در مجموعه فرهنگی مصلی اصفهان نصب گردیده و مورد بهره برداری قرار گرفت.⋯

بحث ایمنی در خودروها در دهه های اخیر به یکی از اصلی ترین مباحث صنعت خودرو تبدیل شده است. به همین جهت سازمان ها و موسسات بین المللی مختلفی اقدام به تدوین استانداردهایی برای بررسی مقاومت خودروها در برابر برخورد نموده اند. با توجه به هزینه سنگین انجام تست های عملی، شبیه سازی عددی این تست ها مورد توجه خودروسازان قرار گرفته است. هدف اصلی انجام پژوهش پیش رو شبیه سازی عددی استاندارد اروپایی ece.r29 بر روی کامیون بنز 2624 به سفارش گروه صنعتی ایران خودرو است. این استاندارد شامل سه تست برخورد ازجلو(a)، مقاومت سقف(b) و مقاومت دیواره پشت(c) می باشد. مراحل تولید مدل المان محدود کامیون شامل مراحل زیر می باشد: تهیه نقشه های سه بعدی (استفاده از catia, solidworks) ، رفع عیوب هندسی مدل، ساده سازی مدل، شبکه بندی مدل، تعریف خصوصیات المان ها، تعیین خصوصیات مواد، اعمال شرایط مرزی و نیروها و تعیین خروجی های حل. کلیه مراحل فوق توسط نرم افزار پیش پردازنده hypermesh انجام گردیده است. جهت تحلیل این شبیه سازی از نرم افزار ls-dyna که تحلیگری تخصصی برای شبیه سازی برخورد می باشد، استفاده شده است. همچنین به منظور مقایسه کیفی نتایج، کلیه تست ها برروی یک مدل المان محدود تصدیق شده از کامیون ford f800 نیز انجام شده است. نتایج اصلی تست ها شامل تغییرشکلهای سازه پس از هر تست، برای هر دو مدل ارائه و مقایسه شده است. پس از انجام هرتست نباید تماسی بین سازه خودرو و سرنشین که در این شبیه سازی آدمک hybrid iii 50% است، رخ داده باشد. همچنین برای هر تست توازن انرژی ها نیز به صورت نمودار ارائه گردیده است. به علاوه در انتهای فصل نتایج، اثر تغییر برخی پارامترهای حل بر نتایج نیز ارائه و تحلیل شده است.