رفتار خاص این آلیاژها از تغییر فاز جامد- جامد مابین دو فاز آستنیت و مارتنزیت ناشی می شود که این تغییر فاز، در اثر بارگذاری های ترمومکانیکی ایجاد می شود. در این پایان نامه با تمرکز بر روی اثر حافظه شکلی این مواد به بررسی رفتار عملگرهایی از جنس آلیاژ حافظ شکل پرداخته شده است که می توانند جایگزین مناسبی برای عملگرهای موجود در صنایع باشند. تحلیل المان محدود عملگر پیشنهادی با استفاده از معادلات ساختاری ارائه شده توسط مدل ساختاری لاگوداس، با سخت شوندگی چند جمله ای، انجام شده است. نتایج عددی با استفاده از داده های تجربی بدست آمده از عملگر واقعی ساخته شده، مقایسه شده است. مقایسه نتایج تجربی و عددی نشان می دهد که مدل المان محدود، جابجایی عملگر را با دقت بالایی پیش بینی می کند. همچنین با توجه به اینکه عملگر پیشنهادی در ساختار خود دارای فنر می باشد، تاثیر سفتی فنر در عملکرد عملگر مطالعه شده است و طراحی بهینه عملگر نیز، پیشنهاد شده است.

یکی از اصلی¬ترین روش ها برای درمان بیماری انسداد شریان¬های کرونری قلب، استفاده از وسیله¬ای به نام استنت می¬باشد. به علت سادگی و کارآیی این روش درمانی، در سال¬های اخیر استفاده از استت های کرونری در اعمال جراحی داخلی افزایش چشمگیری یافته و مدل های متنوعی از آن به بازار عرضه شده است که استنت های خود منبسط شونده از جنس آلیاژهای حافظه دار بخشی از آنها است. برای انتخاب بهترین مدل استنت از میان مدل های موجود، باید عملکرد آنها به دقت تحلیل شده و رفتار مکانیکی مدل های مختلف آن مورد مقایسه قرار گیرد. در تحقیق حاضر، عملکرد یک استنت خود منبسط شونده از جنس آلیاژهای حافظه دار در هنگام جاگذاری در داخل یک رگ مسدود شده به روش اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، از مدلی شامل سه بخش مشتمل بر استنت، رگ و پلاک مسدود¬کننده استفاده شده و در آن استنت خود منبسط شونده با استفاده از مدل بوید-لاگوداس مربوط به آلیاژهای حافظه دار مدل شده است. همچنین در این مدل سازی، رگ و پلاک مسدود¬کننده نیز با استفاده از مدل غیر¬خطی هایپرالاستیک مدل شده¬اند. ضمناً فشارخون نیز در مدل سازی در نظر گرفته شده است. در این تحقیق ضمن معرفی معادلات ساختاری حاکم بر رفتارهای آلیاژهای حافظه دار، به حل تحلیلی مسائلی از رفتارهای حافظ شکلی و شبه الاستیک آلیاژهای حافظه¬دار، تحت کشش تک محوره و رفتار خمش شبه الاستیک تیرهای یکسر گیردار از جنس آلیاژهای حافظه دار پرداخته شده و در خلال این بررسی تحلیلی، مدل جدیدی برای حل این نوع مسائل با عنوان تئوری خطی سازی تنش ارائه گردیده است. در فصل پنجم از این تحقیق، تأثیر هندسه و جنس استنت بر عملکرد آن بررسی شده است. بدین منظور استنت های پالماز- اسچاتز و اس‎سون مدل سازی شده و عملکرد آنها در هنگام جاگذاری مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین در مدل سازی های انجام گرفته از دو نوع آلیاژ حافظه دار متداول در ساخت تجهیزات پزشکی بهره جسته ایم. نتایج ارائه شده در هر مورد شامل توزیع تنش بر روی استنت و رگ، تغییرات قطر خارجی استنت، خمش ایجاد شده در لبه¬های استنت و درصد کاهش طول استنت می¬باشد. همچنین با مقایسه مقدار تنش ایجاد شده بر روی رگ، تأثیر هندسه و جنس استنت بر گرفتگی مجدد پس از استنت گذاری مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس یافته¬های این تحقیق، از بین استنت های بررسی شده، احتمال گرفتگی مجدد پس از استفاده از استنت اس‎سون کمتر از بقیه مدل¬هاست. همچنین از بین مواد بررسی شده نیز، نمونه آلیاژ حافظه داری که حداکثر کرنش تغییر فازی بیشتری داشته باشد مناسب¬ترین ماده برای ساخت استنت می باشد. نتایج به دست آمده از این تحقیق، مطابقت خوبی با نتایج گزارش شده در کارهای تحقیقاتی مختلف نیز دارد

اکستروژن یکی از متداولترین فرآیندهای شکل دهی حجمی است که از آن جهت تولید قطعات بلند با مقاطع ثابت در طول، استفاده می شود. پایان نامه ی حاضر با هدف بررسی اثر هندسه ی قالب های مخروطی بر نیروی مورد نیاز برای فرآیند اکستروژن مستقیم و سرد لوله، تنش ایجاد شده در قالب، کرنش پلاستیک و تنش پسماند باقیمانده در محصول نهایی با استفاده از روش تحلیلی و عددی نگارش شده است. برای این منظور با استفاده از روش تحلیل قاچی روابط مربوط به نیروی سنبه در حین فرآیند محاسبه شد. از اقدامات صورت گرفته در این قسمت که این پژوهش را از کارهای انجام شده توسط سایرین متمایز می سازد، اعمال اثر کار اضافی در روابط بدست آمده برای فرآیند است. با استفاده از مدلسازی اجزای محدود، تأثیر زاویه ی قالب مخروطی بر نیروی مورد نیاز سنبه ، تغییرات کرنش های پلاستیک و متعاقباً تنش های پسماند در محصول نهایی برای تولید لوله از آلومینیوم 5154 بررسی شد.

اکستروژن فرآیندی است که طی آن یک شمش فلزی تحت فشار اعمال شده توسط سنبه، از داخل قالبی با شکل معین عبور داده شده و سطح مقطع آن کاهش می یابد. اکستروژن در مقایسه با دیگر روش های تولید که در صنعت استفاده می شوند، مزیت هایی دارد که از جمله آن ها می توان به کاهش دور ریز مواد، دقت ابعادی بالا، کاهش یا حذف کامل ماشین کاری، صافی سطح خوب و خواص مکانیکی بهتر محصولات نسبت به ماده اولیه به دلیل جریان دانه وکارسختی، اشاره کرد. با توجه به اینکه روش اجزاءمحدود یک ابزار قدرتمند در تحلیل و تخمین پارامتر های فرآیند اکستروژن می باشد، در این تحقیق، فرآیند اکستروژن معکوس لوله به روش اجزاءمحدود توسط نرم افزار abaqus شبیه سازی شده است. هدف از این کار بررسی تاثیر پارامترهای فرآیندی شامل زاویه مخروطی قالب، ضریب اصطکاک و درصد کاهش سطح، بر مشخصه های فرآیندی شامل تنش ایجاد شده روی قالب، تنش پسماند شمش و نیروی اکستروژن می باشد. نتایج حاصل به صورت نمودارهای مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته و با رویکرد بهبود مقادیر مشخصه های فرآیندی، زوایای مخروطی بهبود یافته ارائه شده است. همچنین در این پژوهش از رویکرد جدیدی مبتنی بر روش تحلیل قاچی، برای مطالعه و تحلیل فرآیند اکستروژن لوله با قالب مخروطی استفاده شده است. در این رویکرد جدید، روابط مربوط به کار اضافی به صورت ابتکاری در روابط تعادل مربوط به هر قاچ اضافه شده و معادلات جدیدی برای محاسبه تنش در این فرآیند، منتج شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از تحلیل انجام گرفته در این تحقیق با نتایج آزمونهای تجربی، از افزایش دقت و کاهش خطا نسبت به روشهای تحلیلی موجود حکایت دارد.

تجربه از دست دادن یک عضو بسیار درنا ک و تلخ می باشد. درک کامل این حس تنها زمانی میسّر خواهد شد که فرد یک عضو خود را از دست بدهد. چاقی و بیشتر شدن عمر متوسط، تعداد کاشت های پروتز جایگزین زانو را افزایش داده است. به دلیل بالا رفتن امید به زندگی و همچنین پایین رفتن سن افراد پذیرنده این گونه پروتزها، عمر قابل انتظار این گونه پروتزها می بایستی افزایش یابد. از این رو برای بهبود کیفیت آن ها تحقیقات بسیاری در حال انجام می باشد تا بتواند عمر مفید آن ها را به قدری افزایش دهد که فرد بیمار نیازمند جراحی های مکرر بعدی برای تعویض و ترمیم پروتز آسیب دیده نباشد. در این پایان نامه عملکرد یک نمونه واقعی از پروتز جایگزین زانو که از پای یک پیرزن خارج شده، مورد بررسی قرار گرفته است. پروتز مورد نظر به دلیل پیچیدگی هندسی، توسط دستگاه اندازه گیری مختصات که نمونه ای از اسکنرهای سه بعدی تماسی هستند، با ایجاد ابر نقاط با دقت بالا مدل سازی و با نرم‎افزار تجاری سالیدورکس ویرایش شده است. مدل مورد نظر به روش المان محدود و با نرم افزار انسیس ورک بنچ با شرایط مرزی مختلف شبیه سازی و مورد تحلیل استاتیکی غیر خطی قرار گرفته است. مقایسه نتایج تطبیق مناسب نتایج شبیه سازی برای دو شرط مرزی گوناگون را نشان داده است. در ادامه جهت کاهش زمان همگرایی، از فرض خطی بودن ماده در شبیه سازی استفاده و نتایج حالت خطی و غیر خطی با هم مقایسه شده است. این نتایج، در موقعیت های گوناگون بارگذاری و در بحرانی ترین حالت از موقعیت های مختلف پیاده روی، بالا رفتن از پله، بلند شدن از صندلی، دو زانو ایستاده و چمپاتمه نشستن، برای ارزیابی عملکرد مکانیکی پروتز مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شده است که نتایج خطی و غیر خطی به علت خارج نشدن از حالت الاستیک تیبیال پروتز زانو تطابق مناسبی دارد. بنابرین در ادامه بررسی از فرض خطی بودن استفاده شده است. با فرض خطی بودن، برای موقعیت های پیاده روی، بالا رفتن از پله، بلند شدن از صندلی، دو زانو ایستاده و چمپاتمه نشستن و با استفاده از شرط مرزی نوع اول، نتایج شبیه سازی نشان داد که حالت چمپاتمه نشستن بیش ترین تنش ها را روی پروتز زانو اعمال می نماید و مستعدترین وضعیت برای ایجاد خرابی (تغییر شکل پلاستیک) در پروتز زانو خواهد بود. بنابراین بیمار الزام به رعایت قوانین استفاده از پروتز دارد. در این راستا، با ارائه یک طرح اصلاح شده سعی در کاهش مقدار تنش معادل در این وضعیت بحرانی شده است. نتایج شبیه سازی با این مدل اصلاح شده حاکی از کاهش چشمگیر در حداکثر تنش اعمالی است.