در این پایان نامه، اثر رفتار ویسکوالاستیک مواد بر روی توزیع تنش اتصال های مواد مرکب پلیمری مورد بررسی قرار گرفته است. به علت پلیمری بودن جنس ماتریس و چسب، رفتار آن ها به صورت ویسکوالاستیک در نظر گرفته شده است. جنس فیبرها نیز به صورت الاستیک فرض گردیده است. در این بررسی، مواد مرکب به صورت ورق های تک لایه و چندلایه ی تقویت شده با فیبرهای بلند هم جهت با راستای طولی ورق فرض گردیده اند. با توجه به اختلاف زیاد سختی فیبر و ماتریس، از تئوری شیرلگ در این تحقیق استفاده گردیده است. سه بررسی جداگانه بر روی اتصال های چسبی، اتصال های پینی و بار گذرای ناشی از ایجاد ترک در مواد مرکب مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی اتصال های چسبی، بار کششی به چسب شوند ه ها اعمال گردیده است که باعث به وجود آمدن برش خالص در لایه ی چسب می گردد. در این بخش، ابتدا از مدل کلاسیک دو بعدی اتصال های چسبی استفاده و تنها ویسکوالاستیسیته چسب در این مدل وارد گردیده است. با استفاده از روشی تحلیلی و به کمک تبدیل لاپلاس، رابطه های حاکم بر لایه ی چسب در فضای لاپلاس استخراج گردیده و برای انجام تبدیل معکوس لاپلاس و بازگرداندن رابطه ها به حوزه ی زمان از قضیه ی مانده ها استفاده شده است. سپس، اثر ترک ناشی از بریده شدن فیبرها در اتصال چسبی ورق های تک لایه و چندلایه ی مرکب با استفاده از مدل سازی میکرومکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر چسب، ماتریس ماده مرکب نیز در این بخش به صورت ویسکوالاستیک فرض گردیده است. با به کارگیری تبدیل لاپلاس، معادله های حاکم استخراج شده به صورت تحلیلی در حوزه ی لاپلاس حل شده است. سپس به کمک الگوریتم های عددی تبدیل لاپلاس معکوس، رابطه های حاکم در حوزه ی زمان به دست آورده شده اند. برای تصدیق روش ارایه شده، پاسخ های به دست آمده در هر مرحله با نتیجه های حاصل از روش المان محدود به کمک نرم افزار انسیس مقایسه شده است، به طوری که تطابق خوبی بین این دو دسته از پاسخ ها مشاهده شده است. نتیجه ها نشان می دهد که افزایش زمان باعث کاهش تنش برشی در لایه ی چسب گردیده و بیشینه ی آن را که در لبه های ناحیه ی چسبی اتفاق می افتد، کاهش می دهد. علیرغم بی تاثیر بودن جابه جایی مکان ترک در ناحیه ی میانی محدوده ی چسبی، نزدیک شدن زیاد مکان ترک به لبه ها باعث افزایش تمرکز تنش برشی در زیر ترک و نیز افزایش تنش برشی بیشینه در لبه ی مقابل می گردد. همچنین، گذر زمان باعث افزایش تمرکز بار محوری در فیبر کنار ترک می گردد. افزایش کسری حجمی فیبرها در چندلایه ها نیز باعث افزایش تنش برشی در چسب می گردد. در بخش بعدی، تحلیلی میکرومکانیکی برای بررسی اتصال های پینی ورق های تک لایه و چندلایه ی مرکب به کار برده شده است. به کمک تبدیل لاپلاس و روشی تحلیلی، معادله های حاکم بر مدل استخراج و به کمک الگوریتم های عددی تبدیل لاپلاس معکوس در حوزه ی زمان به دست آورده شده اند. در این بررسی، اثر لقی پین و نیز دو مود مکانیزم شکست برش دوطرفه و کشش خالص بر روی توزیع تنش وابسته به زمان در این اتصال مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتیجه های به دست آمده در این بخش نیز با نتیجه های به دست آورده شده از روش المان محدود صحت سنجی گردیده است. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که در مقطع های زمانی بالاتر، بار کششی بیشینه در فیبر سالم همسایه ی سوراخ پین بزرگ تر گردیده و مقدار بار کششی در فیبرهای دورتر از سوراخ پین دچار کاهش به نسبت اندکی می شوند. علاوه براین، اثر پارامترهای هندسی همچون نسبت قطر سوراخ پین به عرض ورق و نیز فاصله ی بین مرکز سوراخ پین تا لبه ها بر روی توزیع بار وابسته به زمان بررسی شده است. در بخش پایانی، اثر ویسکوالاستیسیته ی ماتریس ماده ی مرکب بر روی توزیع بار گذرای ناشی از ایجاد گسیختگی در فیبرها مطالعه گردیده است. در این بررسی از دو روش تفاضل محدود و تابع تاثیر استفاده شده است. پاسخ های به دست آمده نشان دهنده ی آن است که رفتار ویسکوالاستیک ماتریس باعث کاهش ضریب تمرکز بار دینامیکی گردیده و ضریب تمرکز بار در حالت پایدار را تا حدودی افزایش می دهد. همچنین، افزایش تعداد فیبرهای بریده شده به وسیله ی ترک، باعث افزایش ضریب تمرکز بار دینامیکی و حالت پایدار می گردد.

در این پایان نامه، اثر رفتار ویسکوالاستیک چسب بر روی توزیع تنش در لایه ی چسب مورد بررسی قرار گرفته است. به علت پلیمری بودن جنس چسب، رفتار آن به صورت ویسکوالاستیک در نظر گرفته شده است. جنس چسب شونده ها نیز به صورت الاستیک خطی فرض گردیده است. در این بررسی یک اتصال تک لبه تحت بارگذاری کششی و خمشی قرار گرفته است. با استفاده از روش تحلیلی و به کمک تبدیل لاپلاس، رابطه های حاکم بر لایه ی چسب در فضای لاپلاس استخراج گردیده و برای انجام تبدیل معکوس لاپلاس و بازگرداندن رابطه ها به حوزه ی زمان از روش های تحلیلی و عددی تبدیل معکوس لاپلاس استفاده شده است. عبارت های مربوط به تنش برشی و کرنش برشی از طریق روش تحلیلی قضیه ی مانده ها و عبارت تنش تورق به دلیل پیچیدگی ریاضیاتی از روش عددی تالبوت معین به حوزه ی زمان بازگردانده شده اند. سپس عبارت هایی برای محاسبه ی نیروهای درون صفحه ای کششی، برش عرضی و خمشی در چسب شونده ها به دست آمده است. برای تصدیق روش ارائه شده، پاسخ های به دست آمده در هر مرحله با نتیجه های حاصل از روش المان محدود به کمک نرم افزار انسیس مقایسه شده است، به طوری که تطابق خوبی بین این دو دسته از پاسخ ها به خصوص در مورد تنش تورق مشاهده شده است. نتیجه ها نشان می دهد که افزایش زمان باعث کاهش تنش های تورق و برشی در لایه ی چسب گردیده و بیشینه ی آن را که در لبه های ناحیه ی چسبی اتفاق می افتد، کاهش می دهد. همچنین، در این تحلیل اثر پارامترهای هندسی و جنس مواد بر توزیع تنش نیز بررسی شده است.

در این پایان‏نامه توزیع تنش در اجزای اتصال تک‏لبه تحت بارهای کششی و خمشی که در آن چسب شونده‏ها از مواد مرکب بافته شده با شکل بافت ساده هستند، با استفاده از روش اجزاء محدود در نرم افزار انسیس ورکبنچ مورد بررسی قرار گرفته است. در تحلیل اتصال ابتدا نیروی کششی و گشتاور خمشی مناسب به دست آمده سپس تأثیر پارامترهایی نظیر ضریب سستی (فاصله بین رشته ها)، ضخامت چسب، طول چسب، مدول الاستیسیته و ضریب پواسون چسب را بر روی تنش های وارده بر چسب و نیز اجزای تشکیل دهنده چسب شونده، شامل فاز زمینه و رشته ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‏دهد که بخش عمده ی بارهای اعمالی توسط مجموعه ی رشته ها خصوصاً رشته های تار که در راستای اعمال بار هستند، تحمل می شود. همچنین تنش در رشته‏های به‏کار رفته بسیار کمتر از مقاومت کششی آنها است. لذا احتمال گسیختگی در رشته‏ها وجود ندارد. عامل اصلی گسیختگی در اتصالات چسبی تنش تورق است که باید به حداقل ممکن خود برسد. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش ضریب سستی، افزایش ضخامت چسب، افزایش طول چسب، کاهش مدول الاستیسیته و کاهش ضریب پواسون چسب، تنش در اجزای اتصال کاهش می‏یابد. به عبارت دیگر مقاومت اتصال در برابر بارهای اعمال شده افزایش می‏یابد.

در این تحقیق توزیع تنش گذرا در انواعی از مواد مرکب ساده و هیبرید با ابعاد محدود، تحت اثر ترک از لحظه ی گسسته شدن الیاف تا زمان رسیدن به حالت حرکت، بررسی شده است. فرض بر آن است که کلیه ی الیاف هم جهت و بار اعمال شده بر ماده مرکب به صورت کششی و در راستای الیاف می باشد. آرایش الیاف در چندلایه ها ی مورد بررسی به صورت مربعی و شش گوش در نظر گرفته می شود. معادلات دیفرانسیلی جابجایی گذرای الیاف به کمک تئوری شیرلگ استخراج می شوند. به منظور حل معادلات تفاضلی-دیفرانسیلی استخراج شده، از روش تفاضل محدود استفاده می شود. نتایج به دست آمده، اثر دینامیکی شکست الیاف بر تمرکز تنش و اضافه باری که بدین ترتیب حاصل می شود را نشان می دهد. این نتایج با نتایج مشابه در حالت استاتیکی مقایسه شده اند. اثر نزدیکی ترک به لبه ها، بر حداکثر تمرکز تنش نیز بررسی شده است.اثر حضور نوع دوم فیبر در تک لایه ی مرکب هیبرید و چندلایه ی مرکب هیبرید بررسی شده، و نتایج آن با حالت ساده مقایسه شده است.

هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی علل شکست غلطک یاتاقان محوری در موتورهای درون چاهی می باشد. شکست غلطک های یاتاقان در دو مرحله مورد بررسی قرار گرفته است. مرحله ی اول آنالیز سطح شکست است. هدف از انجام این مرحله تعیین نوع شکست بر اساس ساختار مورفولوژی سطح شکست می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده از آنالیزهای انجام شده در واحد sem آزمایشگاه مرکزی دانشگاه شهید چمران اهواز، وجود ترک های متعدد ریز و درشت در سطح نمونه بیان گر وقوع شکست ترد است. علاوه براین تست سختی از سطح و هسته ی غلطک نیز انجام گرفت. به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده از آنالیز شکست و نیز ارزیابی رفتار غلطک در مقابل ضربه، مدل ساخته شده از غلطک به روش اجزای محدود در محیط نرم افزار ansys مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تغییر شکل مدل در مقابل بارگذاری ضربه ایی بسیار کم است و از انعطاف پذیری و چغرمگی لازم برخوردار نبوده و کم بودن قدرت جذب انرژی حاصل از ضربه احتمال وقوع شکست ترد در نمونه با سختی بالا را تشدید می کند. ارزیابی طیف تنش های اصلی بر اساس تئوری های بیشترین تنش عمودی، موهر – کولمب و بهبود یافته موهر نیز حاکی از وقوع شکست ترد است.