با توجه به انیکه امروزه دو راه حل اساسی تحلیل مسایل ضربه تستها و تحلیلهای المان محدود می باشند در این رساله با استفاده از نرم افزار المان محدود غیر خطی ls-dyna که بر اساس روش صریح مسایل را تحلیل می کند. روند طراحی گاردیل با سطح گیرنده کامپویزتی پیگری شد. استاندارد مورد نظر در این طراحی گزارش 350 از nchrp می باشد در اولین گام سعی بر مدل کردن سپر وجرم خودرو به عنوان نماینده کل خودرو و شبیه سازی کردن برخورد آنها به خط گاردیل شد ولی مشاهده گردید که عدم مدل شدن بدنه خودرو و عدم مدل شدن دقیق اتصالات سلولهای گاردیل مجاور هم نتایج را از اعتبار ساقط می کند از طرفی مدل کردن بدنه خودرو و اتصالات نیز به لحاظ محدودیت سخت افزاری مقدور نبود لذا روند کار به سوی تستهای پاندولی انجام شده روی نمونه های گاردریل فولادی و کامپوزیتی سوق پیدا کرد. تست ضربه پاندولی ترکیب چهار پایه نمونه گاردریل فولادی با مقطع ریل w شبیه سازی شد و در مقایسه نتایج تست و شبیه سازی همخوانی قابل قبولی دیده شد. در گام بعدی سعی بر آن شد که با حفظ هندسه ریل گاردیل فولادی و تبدیل جنس آن از فولادی به مواد frp تست ضربه پاندولی شبیه سازی شود نتایج نهایی حاکم بر این مطلب بود که در تبدیل جنس فولادی به frp برای رسیدن به رفتاری شبیه گاردیل فولادی به 14 میلی متر ضخامت احتیاج است که این مسیله مشکلات خاص خود را از جمله مشکل در اتصالات را به همراه دارد در مرحله بعدی برخورد استوانه 4/55 کیلو گرمی به یک سلول کامپوزیتی و بعد از آن تست ضربه پاندولی ترکیب چهار پایه گاردیل کامپوزیتی طرح بنک وجنتری شبیه سازی شد و در هر دو مرود نتایج شبیه سازی و کار انجام شده باهم مقایسه شدند پس از اعتیار پیدا کردن شبیه سازیها ضعف قسمت وسطی ریل گاردیل کامپوزیتی طرح بنک و جنتری در مقابل اعمال نیروهای متمرکز که در تست یک به یک مربوطه ارزیابی شده بود در شبیه سازی نیز بررسی گردید و با توجه به فاکتورهای ضروری در نهایت هندسه ریل جدید کامپوزیتی طراحی و مورد شبیه سازی قرار گرفت. در ادامه با توجه به خواص مکانیکی سلولهای frp و مدهای تخریب آنها برا ی هندسه جدید یک مکانیزم اتصال کامپوزیتی که از لحاظ ظرفیت کششی با گاردریل فولادی برابری کند طراحی گردید

در این رساله پس از معرفی اجمالی روش rtm و مزایای آن مراحل مختلف این فرایند و پدیده های مربوط به آنها بطور مختصر شرح داده شد است و مدل های مختلفی که در تحلیل این فرایند در مرحله پر شدن مورد استفاده قرار می گیرند بررسی شده است سپس بدلیل ضعف مدل های تحلیلی در تعیین پارامترهای مجهول بعضی از مدل های مورد نیاز با بهره گیری از یک روش ساده از داده های آزمایش ارایه شده در برخی از مراجع جهت تعیین این مجهولات استفاده شده است. بدنبال ان معادلات حاکم بر مرحله پر شدن محیط متخلخل الیاف در فرایند rtm سنتی و براساس مدل جریان دارسی در دو حالت خاص حل شده است این دو حالت شامل جریان کانالی رزین در قالب های طویل شیب دار با احتساب اثرات گرانش زمین و همچنین قالب های دایروی با جریان خالص شعاعی می باشد لازم به ذکر است که در هر دو حالت اثرات لوله تزریق جهت مدل سازی یک فرایند تزریق فشار –ثابت واقعی منظور شده است. در قسمت بعد پس از استخراج و اصلاح معادلات حاکم بر مرحله تزریق رزین و پرشدن پریفورم در فرایند اصلاحی rtm با استفاده از قالب های نیمه انعطاف پذیر این معادلات در دو حالت بصورت کاملا تحلیلی حل شده است. این دو حالت نیز شامل جریان کانالی رزین در قالب های طویل افقی و جریان خالص شعاعی می باشد بمنظور یافتن تابع موقعیت جبهه جریان کانالی از یک شرط دیفرانسیلی دقیق استافده شده و پاسخ های بدست آمده با پاسخ های ارایه شده نشان داده شده است که با اعمال شرایط مربوط به فرایند rtm سنتی در روابط بدست آمده عینا به نتایج و روابط مربوط به این حالت که توسط برخی مراجع ارایه شده است می توان رسید سپس در مورد خطای تحلیل های مشابه انجام شده بحث شده است همچنین معادلات حاکم بر فرایند rtm با استفاده از قالب های جدید انعطاف پذیر با احتساب تاثیرات لوله تزریق رزین استخراج و بصورت کاملا تحلیلی حل شده است . صرف نظر کردن از لوله تزریق رزین در مرحله پر شدن پریفورم سبب بروز خطا در مدل سازی فرایندهای تزریق فشار ثابت واقعی می گردد. بمنظور بررسی صحت حل انجام شده در این حالت نشان داده شده است که با محاسبه حد روابط بدست آمده هنگامی که طول لوله تزریق بسمت صفر میل می کند عینا به پاسخ های مربوط به حل های مشابه در قالب های انعطاف پذیر می رسیم. در حالت دیگر نشان داده شده است که با اعمال شرایط مربوط به قالبگیری با قالب های صلب بر روباط بدست آمده دقیقا به پاسخ های ارایه شده در تحلیل فرایندهای قالبگیری سنتی و با احتساب لوله تزریق رزین خواهیم رسید. در این رساله صمن مروری اجمالی بر مدل های هندسی مختلف با بکارگیری این مدل ها برای زمان پرشدن چند پریفورم تخت با اشکال هندسی ساده پاسخ بسته ارایه شده است و برخی از نقاط ضعف مدل های هندسی نشان داده شده است در پایان ضمن نشان دادن تاثیرات لوله تزریق رزین در پریفورم های انعطاف پذیر تاثیر پارامترهای مختلف فرایند بر مرحله پرشدن بررسی شده است همجنین نتایج مربوط به فرایندهای قالبگیری به روش rtm اصلاحی جدید با روش های سنتی مقایسه شده در مورد مزایای آن بحث شده است سپس با بهره گیری از پاسخ های بسته بدست آمده براساس مدل های هندسی به بیان نقاط ضعف و مزایای این مدل ها پرداخته شده و یکسری نتایج سودمند ارایه شده است

در پژوهش حاضر ، مطالعاتی در زمینه پدیده خستگی و انباشت آسیب در مواد مرکب چندلایه صورت گرفته و روشهای گوناگون مدلسازی این پدیده در کامپوزیتهای چندجهته بررسی شده است. مدل نوینی برای شبیه سازی رفتار آسیب خستگی انباشته در این چندلایه ها گسترش یافته است. این مدل قادر به شبیه سازی تقلیل سفتی باقیمانده و پیش بینی عمر خستگی چندلایه های کامپوزیتی با هندسه، شمار لایه و چیدمانیهای دلخواه تحت شرایط عمومی بارگذاری خستگی می باشد. مدل دارای سه بخش اصلی است: تحلیل تنش، برآورد انباشت آسیب و تقلیل ویژگیهای ماده. هر المان از هر لایه ، به عنوان یک تک لایه ای ارتوتروپیک تحت وضعیت تنش سه بعدی در نظر گرفته می شود. با بکارگیری نتایج تحلیل سه بعدی تنش، وضعیت آسیب برای هر المان برآورد می شود. بدین منظور تکنیک نوینی موسوم به تکنیک تعمیم یافته برآورد آسیب بنیان شده است. این تکنیک کاملا عمومی بوده و محدود به کاربرد معادلات آسیب برای هندسه یا شرایط بارگذاری ویژه ای نمی باشد. پس از آن، کاهش سفتی باقیمانده با استفاده از یک مجموعه قوانین تقلیل ویژگیهای ماده محاسبه می شود. برای تقلیل تدریجی و ناگهانی ویژگیهای ماده هر المان ، از یک مدل تعمیم یافته استفاده می شود. مدل حاضر در قالب یک برنامه رایانه ای با کاربری آسان ارائه شده است. این برنامه رفتار چرخه به چرخه چندلایه های کامپوزیتی تحت شرایط بارگذاری خستگی را شبیه سازی می کند. نتایج بدست آمده از برنامه ، همخوانی خوبی با داده های آزمایشی نشان داده اند.

یکی از خصوصیاتی که در مواد مرکب بسیار مشاهده می شود، خزش می باشد که عبارت است از افزایش کرنش تابع زمان در یک جامد تحت بار که معمولا در دما و بار ثابت در نظر گرفته می شود. تاکنون در زمینه های مختلف خزش کمابیش مطالعاتی صورت پذیرفته که در این بین می توان از خزش در کشش، فشار، خمش و... نام برد. در زمینه برش تاکنون کاری صورت نگرفته و طبق مطالعات انجام شده در زمینه خزش، تنها استانداردی که در این زمینه بدست آمد، مطالبی کلی در مورد خزش بیان می دارد. هدف از این تحقیق، بررسی رفتار خزش برشی در ماده مرکب می باشد. بنابراین، روش های آزمایشی بکار رفته در این تحقیق جدید می باشد. برای این منظور، آزمایشاتی ترتیب داده شد و رفتار این ماده در دمای 93 درجه سانتی گراد و چهار تنش مختلف بررسی شد.جهت پیش بینی تخریب، کد کامپیوتری تهیه شد که در آن، ابتدا به روش تسریع ‏‎ttssp‎‏، برای یک تنش مرجع، ادامه منحنی خزش رسم شده و سپس، با تقاطع خط کاهش کرنش تخریب و منحنی مربوطه، زمان تخریب قطعه برای این تنش پیش بینی شد. از طرف دیگر، منحنی کاهش استحکام نیز، زمانی را برای تخریب این قطعه پیش بینی می کرد که با مقایسه این تقریب با نتایج آزمایشاتی، نتیجه گرفته شد که پیش بینی منحنی کاهش استحکام و این آزمایش از مرتبه یکسانی برخوردارند. در ادامه این تحقیق، مطالعاتی جهت بررسی خزش دو محوره صورت گرفت که تنها روش بکار رفته در این زمینه، استفاده از نتایج آزمایش کشش نمونه ‏‎off-axis‎‏ بود. روشی پیشنهاد شد که در آن با ترتیب دادن آزمایشاتی تک محوره و ترکیب نتایج جداگانه این آزمایشات در معیاری که بدنی منظور انتخاب شده بود، بتوان زمان تخریب قطعه تحت دوبار خزشی همزمان (کشش عرضی و برش داخل صفحه ای) پیش بینی شود. جهت کنترل پاسخ، آزمایش کششی ‏‎off-axis‎‏ پیشنهاد شد. بدین منظور نیز کد کامپیوتری تهیه شدتا با ورود منحنی های کاهش استحکام به آن توسط معیار تخریب مذکور، منحنی هایی را ارائه می دهد که با انتخاب تنش های مختلف مذکور، زمان تخریب پیش بینی می شود. در آخر نیز، جهت تکمیل بحث خزش چند محوره، الگوریتمی ارائه شد که توسط آن بتوان برای کاربردهای عملی، زمان تخریب چندلایه ای مرکب تحت بارهای همزمان خزشی را پیش بینی کرد.

در سالهای اخیر تقویت و تعمیر سازه های ضعیف و خسارت دیده در دنیا، به دلایل مختلف از جمله دلایل اقتصادی متداول شده است. سازه ها به علل گوناگون از جمله: نیروهای زلزله، باد، آتش سوزی، و یا بارگذاری های بیش از اندازه می توانند آسیب ببینند. در بین انواع ساختمانهای متداول در ایران، اجرای ساختمانهای بتن آرمه متداول گشته است. زیرا عقیده بر این است که، فولاد با خواص شکل پذیری زیاد و نسبت بالای مقاومت به وزن آن همراه با بتن که دارای مشخصات فشاری عالی می باشد، سازه مرکبی را تشکیل می دهد که اگر طراحی و اجرای چنین سازه ای با دقت صورت گیرد، ظرفیت و مقاومت خوبی را در برابر نیروهای اتفاقی مثل نیروی زلزله داراست. متاسفانه بدلایل مختلف در اکثر این ساختمانها مسئله شکل پذیری رعایت نشده و به مقاومت در برابر زلزله توجه خاصی مبذول نگشته است. از طرفی با توجه به اینکه کشور ایران در منطقه زلزله خیز قرار دارد، تقویت ساختمانهای موجود در برابر زلزله، از کارهای لازم و ضروری بوده که عدم توجه به آن ممکن است در آینده خسارات جانی و مالی فراوان وجبران ناپذیری را به همراه داشته باشد. لذا مطالعه دقیق و گسترده بصورت تئوری و آزمایشگاهی در این زمینه و گردآوری تحقیقات و تجربیات ناشی از زلزله های مختلف دنیا نیز ضروری و لازم به نظر می رسد. بنابراین، مقاوم سازی اعضای اصلی ساختمانها و سازه های مختلف دیگر یکی از راه حل های مقابله با زلزله و خسارات ناشی از آن است. مقاوم سازی به روشهای گوناگون و با در نظر گرفتن پارامترهای مختلفی انجام می گیرد که هر روش مزایا و محدودیت هایی دارد. از جمله اعضای اصلی یک سازه، تیرهای حمال و باربر آن سازه است. لذا، در این پروژه ابتدا از روشهای سنتی تقویت، یا تعمیر و تقویت تیرهای بتن آرمه نام برده شده است. با ورود کامپوزیت ها در عرصه های مختلف، دریچه تازه ای در جهت کاربری این مواد در صنعت عمران باز شد. در اکثر کشورهای جهان روشهای سنتی تقویت یا تعمیر و تقویت اعضای مختلف سازه های بتن آرمه، جای خود را به روش جدید استفاده از مواد کامپوزیتی در تقویت یا تعمیر و تقویت اعضای سازه ها داده است. بنابراین، تقویت تیرهای مذکور با مواد کامپوزیتی شیشه / اپوکسی ‏‎(gfrp)‎‏ توسط سه روش تئوری ‏‎‎‏(تحلیلی)، اجزا محدود ‏‎(fem)‎‏ و آزمایشگاهی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. به علت موثر و کارا بودن این روش، در این پروژه مطالعاتی تحت عناوین زیر صورت گرفت: 1- بررسی رفتار تیرهای بتن آرمه بدون هیچ گونه تقویت روی سطوح خارجی آنها تحت خمش چهار نقطه ای.2- بررسی رفتار تیرهای بتن آرمه با تقویت کامپوزیتی شیشه/اپوکسی روی وجه کشش آنها تحت خمش چهار نقطه ای.3- تعمیر و تقویت تیرهای آسیب دیده توسط صفحات کامپوزیتی شیشه/اپوکسی و بررسی رفتار آنها تحت خمش چهار نقطه ای.همانطور که ذکر شد، روشهای 1 و 2 توسط سه روش تئوری ‏‎‎‏(تحلیلی)، اجزا محدود ‏‎(fem)‎‏ و آزمایشگاهی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله در هر سه روش ضمن داشتن توافق، باربری و مقاومت نهایی تیرهای تقویت شده نسبت به تیرهای تقویت نشده را به اثبات رسانیدند. در روش سوم، تقویت تیرهای آسیب دیده ‏‎‎‏(که از قبل تحت 80% بار نهایی اشان، بارگذاری شده بودند) توسط صفحات مذکور تعمیر و تقویت شده و در آزمایشگاه و تحت بارگذاری چهار نقطه ای خمشی، مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده در این مورد نیز افزایش باربری قابل توجه تیرهای مذکور را به اثبات رسانید.