قابلیت عملکرد محفظه های جدار نازک فلزی مورد استفاده در صنایع وسایل نقلیه در برخوردها، از طریق به کاربردن فوم های فلزی و سازه های سلول وار لانه زنبوری به عنوان پرکننده ی فضای داخلی این محفظه ها قابل بهبود است. در این تحقیق، شبیه سازی اجزای محدود غیرخطی محفظه ی جدارنازک مخروطی و مربعی که پرشده از سازه های سلول وار مدرج تابعی به صورت لایه های متعدد می باشد، انجام شده است. تاثیر متغیر های مختلف طراحی فوم های مدرج تابعی و سازه های لانه زنبوری، از جمله توان نمایی تغییر چگالی و تعداد لایه های درنظر گرفته شده برای سازه ی سلول وار، در الگوهای لایه چینی صعودی و نزولی بر متغیرهای پراهمیت در حوادث برخورد برای المان جاذب انرژی، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت بر مبنای نتایج حاصل شده از شبیه سازی عددی هندسه هایی مناسب از سازه ی جدار نازک موردنظر انتخاب و با استفاده از روش رویه ی پاسخ و الگوریتم بهینه سازی معرفی شده، مدلی ریاضی، از متغیرهای هدف برحسب ضخامت و توان نمایی تغییر چگالی تشکیل شده و این مدل جایگزینی برای مدل فیزیکی این سازه ی تحت ضربه خواهد بود. با توجه به اینکه استهلاک انرژی برای جلوگیری از تخریب سازه از مهم ترین ویژگی های سازه های جاذب انرژی می باشد، مقدار انرژی جذب شده، به عنوان اولین تابع هدف طراحی انتخاب شده است. هم چنین در بیشتر حوادث برخورد، نیروی بیشینه ی ایجاد شده در سازه ی تحت ضربه ارتباطی مستقیم با بیشترین شتاب واردشده به سرنشین دارد و برای ملاحظات ایمنی خودرو از اهمیت وافری برخوردارمی باشد. بنابراین نیروی ماکزیمم ایجاد شده در سازه نیز به عنوان تابع هدف دوم انتخاب شده است. در نهایت ازطریق روش میانگین هندسی، روش طراحی چندگانه و روش های وزنی که روش هایی برای بهینه سازی مسائلی با اهداف چندگانه می باشند، مقادیری بهینه برای اهداف طراحی مذکور پیشنهاد شده است. نتایج حاصل شده از این تحقیق مبین این مطلب می باشد که محفظه های فلزی با لایه چینی مدرج تابعی قابلیت عملکرد مناسب تری در برابر ضربه، نسبت به سازه هایی با چگالی یکنواخت می باشند.

فولادهای مرتبه ای ، دسته ای از مواد مرتبه ای می باشند که زمینه ای را برای دستیابی به بالاترین مزایای ممکن از مواد مرکب شامل فازهای ترد مارتنزیت و باینیت فراهم کرده اند. این فازها در حین فرایند تولید، در سطح مشترک فولاد ساده کربنی و ضد زنگ آستنیتی با یک تغییر تدریجی در استحکام به وجود می آیند. در این پژوهش فولاد مرتبه ای آستنیتی- مارتنزیتی مورد بررسی قرار می گیرد. هندسه مورد بررسی یک قطعه مستطیل شکل است که شکاف u شکلی در آن تعبیه شده است. بارگذاری مسئله به گونه ای اعمال می گردد که مود مختلط شکست حاصل می شود. یکی از پارامترهای مکانیک شکست الاستیک- پلاستیک، انتگرال-j می باشد که می توان از آن برای پیش بینی مقاومت به شکست اجزای ترک دار و شیاردار استفاده نمود. در روابط بیان شده برای محاسبه مقدار انتگرال، قدم اول محاسبه توزیع تنش پیرامون شیار است. توزیع تنش های مذکور در مود i توسط فیلیپی و همکارانش ارائه شده است در حالی که در مود مختلط، روابطی جهت محاسبه توزیع تنش ها و محاسبه تنش های اصلی در لبه شیار وجود ندارد. در این پژوهش با استفاده از تغییرات اعمالی در معادلات تنش در مود i، توزیع تنش در مود مختلط به دست می آید و در روابط مربوطه جهت محاسبه انتگرال j، جایگذاری می شود. به منظور محاسبه نیروی بحرانی شکست، نمونه هایی از فولاد مرتبه ای در حالت تقسیم گر ترک ساخته شدند و در دستگاه مربوطه تحت خمش سه نقطه ای قرار گرفتند. مقایسه نتایج نیروی بحرانی شکست به دست آمده از آزمایش با مقادیر حاصل از حل تحلیلی سازگاری خوبی را نشان می دهد.

مصرف آب برج¬های خنک¬کن تر نیروگاه بخاری اصفهان حدود 2000 متر مکعب بر ساعت است. با توجه به بحران کم ¬آبی فعلی در فلات مرکزی ایران و بخصوص شهر اصفهان و لزوم استفاده بهینه از آب جهت مصارف خانگی، کشاورزی و فضای سبز، کاهش مصرف آب در این نیروگاه کاملاً توجیه¬پذیر است. این امر با استفاده از برج¬های خشک می¬تواند محقق شود. علاوه بر این آلودگی محیط زیست به واسطه وجود مه و پسآب برج تر بسیار زیاد است که با استفاده از برج خشک این مشکلات نیز مرتفع خواهد شد. هدف از این پژوهش ارایه و طراحی راهکارهای ممکن جهت کاهش مصرف آب برج¬های خنک¬کن نیروگاه اصفهان با استفاده از انواع برج¬های خنک¬کن خشک بر اساس مبانی نظری و محاسبات است. از این رو جایگزینی یا دوگانه¬سازی برج خنک¬کن تر با انواع برج خشک مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا به معرفی اجمالی انواع سیستم خنک¬کننده نیروگاهی پرداخته ¬شده و پس از آن برج تر و انواع برج خشک با استفاده از معادلات و روابط تجربی حاکم بر آنها مطالعه شده و با استفاده از برنامه رایانه¬ای هر کدام از انواع برج شبیه¬سازی شده است. همچنین چرخه قدرت ایده¬آل نیروگاه بر اساس مشخصات واحدهای نیروگاه اصفهان شبیه¬سازی گردیده تا میزان تأثیر برج خنک¬کن بر بازده و قدرت خروجی نیروگاه مشخص شود. سپس با استفاده از شبیه¬سازی¬های انجام شده به بررسی جایگزینی و دوگانه¬سازی برج¬های تر نیروگاه اصفهان با چیدمان¬های مختلف با هر یک از انواع برج خشک پرداخته شده است. تغییرات احتمالی مورد نیاز در توربین و سیستم پمپاژ، همچنین تأثیر متقابل برج و چرخه قدرت نیروگاه بر یکدیگر نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی¬ها نشان می¬دهند که دوگانه¬سازی بدون افزایش دمای چگالنده و با چیدمان سری برج خشک و تر تا دمای محیط زیر 20 درجه سلسیوس صرفه¬جویی 100 درصدی در مصرف آب نسبت به حالت فعلی در پی خواهد داشت اما در دماهای بالاتر، مصرف آب روندی افزایشی دارد. ترکیب موازی برج خشک و تر از لحاظ تعداد مبدل و ابعاد برج خشک منطقی و قابل توجیه نیست. دوگانه¬سازی با افزایش دمای چگالنده موجب افزایش شدید مصرف آب برج تر خواهد شد و تنها در دماهای محیط بالاتر از 40 درجه سلسیوس موجب صرفه¬جویی خواهد شد. جایگزینی برج خشک با برج تر بدون افزایش دمای چگالنده از لحاظ ابعاد و اندازه¬های برج خشک و تعداد مبدل عملی نبوده اما با افزایش دمای چگالنده قابل اجرا است که مصرف آب تقریباً به صفر خواهد رسید. همچنین استفاده از برج خنک¬کن خشک همراه با ریزش آب بسته به این که چه تعداد مبدل مورد استفاده قرار گیرد، می¬تواند صرفه جویی تا 100 درصدی در مصرف آب در پی داشته باشد. در حالت بدون افزایش دمای چگالنده احتیاج به تغییر سیستم پمپاژ فعلی نیست اما با افزایش دمای چگالنده باید آن را تغییر داد و از پمپ¬های کوچکتری استفاده نمود. با افزایش دمای چگالنده بازده و قدرت نیروگاه بدون برداشتن پره¬های ردیف آخر توربین به ترتیب 1/68 درصد و 12/4 مگاوات و با برداشتن پره¬های ردیف آخر توربین به ترتیب 2/36 درصد و 17/15مگاوات کاهش خواهد یافت. با انجام این پژوهش، بسته نرم¬افزاری در اختیار است که با آن می¬توان هرگونه طراحی دلخواهی برای سیستم خنک-کن یک نیروگاه بخار با انواع برج و هرگونه چیدمانی انجام داد و تأثیر آن بر نیروگاه را مطالعه نمود.

در این پایان نامه به منظور بررسی سازه ای گنبدهای آجری ایرانی، سه نوع گنبد با شکل های هندسی متفاوت، مورد مطالعه قرار گرفته اند. گنبدهای نیم دایره، پنج اوهفت و شاخ بزی نمونه های مورد مطالعه هستند، که دو نمونه پنج اوهفت و شاخ بزی هرکدام در سه حالت کند، معمولی و تند مورد بررسی قرار گرفته اند. این گنبدها شامل زیر مجموعه ای از نمونه هایی با ضخامت ها و دهانه های گوناگون می باشد. تمامی این گنبدها تحت اثر بارهای متمرکز استاتیکی افزاینده که از لحاظ مقدار متفاوت می باشند، قرار گرفته اند. این افزایش تا زمان تخریب موضعی نمونه ها ادامه می یابد. پس از مشخص شدن نواحی دارای ضعف، این نواحی توسط ورق های frp تقویت شده و مجدداً تحت بارگذاری های متمرکز استاتیکی افزاینده قرار گرفته اند. جهت جلوگیری از پدیده تمرکز تنش در نقاط اعمال بار، از صفحات فولادی استفاده شده است. ورق های frp با ابعاد و الگوهای قرارگیری مختلف، به منظور تحلیل اثر این پارامترها بر روی نیروی شکست، مورد بررسی قرار گرفته اند. این ورق ها در سه الگوی قرارگیری مختلف در بالا و پایین، چپ و راست و دور تا دور ورق فولادی، طبقه بندی شده اند. سپس برای به دست آوردن بیشترین مقدار نیروی شکست، بهترین حالت هر نمونه از الگوهای بالا از لحاظ فاصله قرارگیری ورق های frp نسبت به ورق فولادی، انتخاب شده و ادامه پژوهش با تحلیل این نمونه-ها صورت گرفته است. مکان قرارگیری ورق فولادی و ورق های frp یک مرتبه در محدوده دو سوم از ارتفاع گنبد و یک مرتبه در محدوده یک سوم از ارتفاع گنبد، انتخاب شده است. تحلیل سازه ای با فرض رفتار غیرخطی مصالح و با کمک نرم افزار ansys صورت گرفته شده است. نتایج حاصل حاکی از این هستندکه با افزایش فاصله ورق frp از ورق فولادی، مقدار نیروی شکست کاهش یافته است. طبق بررسی انجام شده، برای بارهای متمرکز در ناحیه دو سوم از ارتفاع گنبد، بهترین الگوی قرارگیری برای همه نمونه ها، مربوط به وضعیت قرارگیری ورق frp در دورتا دور ورق فولادی می باشد. در بیشتر نمونه ها مقدار نیروی شکست برای حالت قرارگیری ورق frpدر چپ و راست ورق فولادی، بیشتر از حالت قرارگیری ورق frpدر بالا و پایین می باشد. لازم به ذکر است که در نمونه گنبد شاخ بزی تند این الگو حاکم نیست. برای بارهای متمرکز در ناحیه یک سوم از ارتفاع گنبد، بهترین حالت سازه از لحاظ مقدار نیروی شکست برای وضعیت قرارگیری ورق frp در دورتا دور ورق فولادی می با شد. در تمامی نمونه ها به جز نمونه گنبد شاخ بزی معمولی و تند مقدار نیروی شکست برای حالت قرارگیری ورق frpدر چپ و راست ورق فولادی، بیشتر از حالت قرارگیری ورق frp در بالا و پایین می باشد.

از موضوعات مهم در بخش انرژی، کاهش تلفات و بهینه سازی مصرف انرژی می باشد. محدودیت منابع و رشد تقاضای کشور، باعث شده تا اهمیت این موضوع روز به روز بیشتر شود. مدیریت مصرف انرژی ایجاب می کند که منشأ تلفات در هر یک از بخش های مصرف کننده، شناخته شده و پس از آن، اقدامات اصلاحی لازم صورت گیرد. صنعت فولاد یکی ازبزرگترین مصرف کننده های انرژی فسیلی درمیان صنایع به شمار می رود که با توجه به بهای روز افزون سوخت، نیاز به تحقیقات جدی در امر صرفه جویی و بازیاب انرژی درآن احساس می شود .در مراحل پایانی واحد نورد گرم مجتمع فولاد مبارکه، کلاف ورق نورد گرم، با عبور از یک کانال، به واحد تکمیل نورد گرم منتقل می شود. کلاف هنگام خروج ازمرحله نورد نهایی، دمایی بین 600 تا700 درجه سانتیگراد دارد و توسط ریل درون کانال کشیده می شود. بخش اعظم کانال، روباز بوده و مستقیماً در معرض هوای آزاد قرار دارد که همواره گرمای قابل ملاحظه ای از آن خارج شده و به هدر می رود. هدف کلی این پژوهش، ارائه طرحی است که گرمای اتلافی کلاف درون کانال را جذب کرده و آن را به انرژی مفید تبدیل نماید. طرح داده شده این است که با نصب کلکتور صفحه تخت در اطراف کلاف، میزانی از انرژی اتلافی کلاف دریافت شود و از آن برای تأمین آب گرم مصرفی مجتمع، مورد استفاده قرار گیرد. با این اقدام، زمان خنک شدن کلاف نیز کاهش خواهد یافت. برای رسیدن به این هدف، ابتدا باید انتقال حرارت درون کانال انتقال-دهنده کلاف نورد گرم مورد مطالعه قرار گیرد. در این پژوهش، شبیه سازی سه بعدی میدان جریان و توزیع دما در کانال انتقال دهنده کلاف نورد گرم، با در نظر گرفتن کلکتور در اطراف کلاف، به کمک نرم افزار فلوئنت انجام شده است. سیال عامل، هوا بوده و برای در نظر گرفتن اثر جابجایی آزاد، از قانون گاز ایده آل استفاده شده است. با استفاده از مدل k-?، مدل تشعشعی جهات مجزا و الگوریتم سیمپل، شبیه سازی جریان سیال و میدان دما، درون کانال انجام گرفته و میزان شار حرارتی بر روی کلکتور به دست آمده است. همچنین مدلسازی، با در نظر گرفتن کلکتور در حالات مختلف نسبت به کلاف، و با گذاشتن سقف برای کانال، یا بستن کانال، انجام شده است. در شبیه سازی، برای کلکتور یک دمای معادل تعریف شده است که میانگین دمای ورودی و خروجی می¬باشد. با استفاده از نتایج حل عددی و انجام عمل رگراسیون، برای یک کلکتور، تابع گرمای دریافتی، بر حسب دمای معادل تعریف می شود. در ادامه برای طول مشخصی از کانال، اتصال سری و موازی کلکتورها بررسی شده و میزان انرژی کل دریافتی، در تمام حالتها مقایسه شده است. نتایج نشان داد که در شرایط یکسان، با اضافه کردن سقف برای کانال روباز، میزان انرژی دریافتی به میزان 50% برای حالت کلکتور کنار، 44% برای حالت کلکتور بالا و 23% برای حالت کلکتور در بالا و کنار، افزایش پیدا می کند. با سرپوشیده کردن کانال باز و تبدیل آن به کانال بسته، برای 33 کلاف و 99 کلکتور، میزان توان بازیافتی در حدود 12 مگاوات شده که با استفاده از بازیافت این مقدار انرژی، در سال، در مصرف حدود 5/4 میلیون متر مکعب گاز، صرفه جویی خواهد شد. لازم به ذکر است که تاکنون هیچگونه استفاده ای از این گرمای اتلافی کلاف نشده است و این پژوهش اولین فعالیت، برای بازیافت حرارت از کلاف نورد گرم، می باشد. این طرح در راستای تأمین اهداف زیست محیطی مجتمع فولاد مبارکه قرار خواهد گرفت و نتایج بدست آمده در این پژوهش، با توجه به انتخاب نوع سیستم بازیافت و میزان تمایل برای هزینه، می تواند به طور مستقیم در ساخت مورد استفاده قرار گیرد.