باتوجه به اینکه کشور ایران، از لحاظ دارا بودن معادن صنعتی و معدنی جزو پیشگامان این صنعت در سطح دنیا است، استفاده صحیح، نگهداری و تعمیر اساسی ماشین آلات حفاری و معدنی همچون شاولها امری اجتناب ناپذیر میباشد. از آنجا که ستون فقرات دستگاه شاول، بوم است که تمامی بارها در زمان کار، به آن وارد میشود لذا تجزیه و تحلیل مکانیکی اتصال قلاب کابل نگهدارندهی بوم برای جلوگیری از خسارات احتمالی ضروری میباشد. در این پروژه سعی شد با استفاده از تواناییهای نرمافزار انسیس و با استفاده از مدل اجزاء محدود (fe) اتصال کابل و قلاب، به بررسی تاثیر پارامترهایی همچون زاویهی مارپیچ، قطر، طول فرورفتگی کابل در قلع، ضخامت قلع اطراف کابل، زاویهی کونیک، ضخامت و طول قلاب در طراحی اتصال پرداخته شود. همچنین در انتها نیز با استفاده از مدل اجزاء محدود یک کابل spiral strand هفت سیم، نتایج حاصل از تحلیل آن و نتایج کسب شده از تحلیل تنش اتصال، راهکارهای تئوری و عملی برای بهبود اتصال و کابل ارائه شد.

میکروتیرها، تیرهایی که اندازه مشخصه آن ها در حدود میکرون و زیرمیکرون است، به طور گسترده ای در وسایل میکروالکترومکانیکی مورد استفاده قرار می گیرند. از این رو ارائه مدلی مناسب جهت تحلیل این اجزاء، برای یافتن پاسخ صحیح استاتیکی و دینامیکی، بسیار مهم است. تئوری های پرکاربرد کنونی در زمینه تحلیل تیرها، هر یک دارای مزایا و معایبی هستند که آن ها را برای استفاده در برخی زمینه ها مناسب می گرداند. از طرف دیگر، در مقیاس میکرو و نانو، وابستگی به اثر اندازه در رفتار تیرها بصورت تجربی اثبات شده است. از آنجا که تئوری های محیط پیوسته کلاسیک قادر به اعمال اثر اندازه نیستند، لذا نمی توانند رفتار دینامیکی و استاتیک میکروتیرها را به خوبی مدل سازی کنند. لذا استفاده از یک تئوری محیط پیوسته غیرکلاسیک مانند تئوری تنش کوپل اصلاح شده، ضروری است. در این پژوهش یک تئوری تغییرشکل جدید برای تحلیل رفتار تیر ارائه شد که در آن، میدان جابجایی فقط دارای دو متغیر مستقل است؛ به گونه ای که شرایط مرزی تنش برشی صفر و تنش کوپل صفر لبه های بالا و پایین تیر، برآورده شوند. معادلات تعادل با استفاده از روش انرژی و اصل همیلتون استخراج گردیدند. در ادامه خمش استاتیک، فرکانس طبیعی ارتعاشات آزاد و بار کمانشی میکروتیرها با استفاده از تئوری تغییر شکل ارائه شده در این پایان نامه و با استفاده از تئوری تنش کوپل اصلاح شده، بررسی شدند. پاسخ های بدست آمده بر اساس این تئوری تغییرشکل پیشنهاد شده، با پاسخ های سایر تئوری های تغییر شکل رایج در زمینه تحلیل تیرها مقایسه گردید. نتایج نشان داد که پاسخ های بدست آمده بر اساس تئوری ارائه شده، در محدوده بین پاسخ های تئوری اویلر-برنولی و سایر تئوری های تغییرشکل برشی مرتبه بالا قرار می گیرد.

مشکل تولید انرژی از منابع فسیلی (تقریبا 80% انرژی جهان) به علت محدودیت منابع، آلودگی زیاد و تخریب محیط زیست باعث جلب توجه پژوهشگران به سمت منابع تجدیدپذیر از قبیل انرژی های بادی، خورشیدی، هیدروالکتریک، انرژی زمین گرمایی، انرژی امواج دریا و... شده است. درهمین راستا یکی از ایده های جدید به منظور تولید برق از انرژی باد با عنوان کایت مولد حجم عظیمی از تحقیقات پژوهشگران را به خود اختصاص داده است. در این پژوهش به مدل سازی ریاضی پرواز کایت، بررسی کنترل پذیری و رویت پذیری و در نهایت پایدارپذیری پرواز کایت حول مسیر نامی، پیداکردن مسیری که بیشترین نیروی کشش کابل را ایجاد می نماید، پیدا کردن مسیر بهینه پرواز کایت در فضا از روش انتگرال اویلر لاگرانژ جهت تولید نیروی برآ بیشینه، طراحی کنترل فیدبک حول مسیر نامی پرواز کایت و در انتهای به ارائه یک مدل جدید از دستگاه کایت مولد به نام مدل تله کابین کایت مولد، پرداخته می شود. در پایان نشان داده می شود که مسیر بهینه پرواز کایت جهت تولید نیروی برآ بیشینه یک مسیر روی مداری شبیه نماد (∞) می باشد، با استفاده از روش های تحلیلی نشان داده می شود که، حرکت کایت مولد روی مسیری که به صورت مستقیم رو به بالا اوج گیرد، یک حرکت پایدارپذیر است و نیروی کسشش کابل روی این مسیر بیشینه خواهد بود.

برای بررسی عملکرد چرخدنده ها، توجه به پدیده ای مانند سایش که با موضوع تنش و بارگذاری پیوندی متقابل دارد، ضروری می نماید. در واقع اهمیت کاربردی چرخدنده ها، محورهای تحقیقاتی عدیده ای را موجب شده است که مطالعه اثرات متقابل سایش با تنش و بارهای دینامیکی از جمله موارد مهم محسوب می شود. در این پژوهش اثرات بارهای دینامیکی ناشی از سایش در چرخدنده ساده بوسیله تحلیل المان محدود آن مورد توجه قرار گرفته است. از آنجایی که اثرات متقابل سایش و بارهای دینامیکی بر یکدیگر، یک فاکتور تعیین کننده در بحث درگیری چرخدنده ها می باشد، بنابراین تحلیل تنش تماسی چرخدنده سالم و سایش یافته امری ضروریست. در این مطالعه در ابتدا میزان سایش در چرخدنده ساده با کدنویسی در نرم-افزار متلب شبیه سازی شده است، و اثرات متقابل پارامترهای مختلف ایجاد کننده بارهای دینامیکی و سایش بر یکدیگر بررسی شده است. در ادامه پروفیل سایش یافته در دورهای مختلف در نرم افزار متلب ایجاد شده است. سپس در نرم افزار کتیا چرخدنده سالم و سایش یافته مدلسازی شده است. در پایان به کمک نرم افزار آباکوس به تحلیل تنش تماسی در میزان سایش های مختلف پرداخته شده است. سرانجام از مقایسه نتایج حداکثر سایش مطلوب چرخدنده قبل از شکست تعیین شده است.

چکیده دسته¬های مختلفی از مواد مثل الاستومرها، پلیمرها، فوم¬ها و بافت¬های بیولوژیکی وجود دارند که می¬توانند تغییرشکل¬های بزرگ الاستیک تحت تنش¬های کوچک (در مقایسه با مواد جامدی مثل فلزات) ازخود نشان دهند. با نسبت دادن یک تابع چگالی انرژی کرنشی برای این دسته از مواد به توصیف رفتار غیرخطی آنها پرداخته می شود. در مطالعه حاضر، تابع چگالی انرژی کرنشی مواد هایپرالاستیک همسانگرد، از نوع آگدن که تنها شامل توان¬های صحیح است، در نظر گرفته می شود. با استفاده از این تابع چگالی انرژی کرنشی، ابتدا یک حل تحلیلی بسته بدون وجود ترم¬های انتگرالی برای توزیع تنش در دیواره سیلندر دوار جدار ضخیم ساخته شده از مواد هایپرالاستیک ارائه می شود. در ادامه به تحلیل تنش و یافتن نقطه حدی پایداری برای این نوع سیلندرها در شرایط مرزی متفاوت پرداخته می شود. همچنین نتایج پیش-بینی شده از مدل¬های چگالی انرژی کرنشی کلاسیک (وارگا، نئوهوکین و مونی¬ریولین) با مدل توانی از نوع آگدن مقایسه خواهند شد. این مقایسه به منظور بررسی صحت ساده سازی انجام شده، با بکار بردن مدل¬های کلاسیک بجای مدل توانی از نوع آگدن، انجام می شود. تاثیر پارامترهای مختلف از جمله ضخامت دیواره سیلندر، حضور پیش¬کشیدگی محوری و خواص ذاتی مانند کرنش-سختی لاستیک بکار رفته در سیلندر، روی پایداری به طور مفصل بحث می شود. بر اساس این تابع به بررسی پایداری و وجود حل تحلیلی بسته، بدون حضور ترم انتگرالی، برای توزیع تنش در دیواره مخازن استوانه ای تحت فشار داخلی پرداخته می شود؛ مخازن استوانه ای تحت فشار با دو انتهای باز و بسته در غیاب نیروهای محوری و حضور پیش-کشیدگی محوری مطالعه می¬شوند. در نهایت، مطالعه¬ای جامع بر روی نقاط حدی پایداری در این مخازن تحت فشار انجام می شود؛ همچنین تاثیر پارامترهای ذکر شده مختلف هندسی و فیزیکی، روی پایداری این مخازن نیز مورد بحث و بررسی قرار می¬گیرد. در پایان، تحلیل تنش و پایداری مخازن استوانه ای جدار ضخیم هایپرالاستیک در دو حالت: الف) تحت اثر همزمان فشار و تغییرات یکپارچه دمایی و ب) تحت اثر همزمان فشار و گرادیان دمایی مورد بحث و بررسی قرار می¬گیرد. همچنین نشان داده می شود که می¬توان این مسئله را با مسئله سیلندر fgm تحت فشار داخلی شبیه¬سازی کرد و نتایج را با نتایج حاصل از تحلیل سیلندر fgm تحت فشار داخلی مطابقت داد. واژگان کلیدی: چگالی انرژی کرنشی، تغییرشکلهای بزرگ، سیلندر دوار، مخازن جدار ضخیم هایپرالاستیک، تحلیل تنش، نقطه حدی پایداری، گرادیان دمایی

از ویژگی های مواد الاستومری، تغییر شکل پذیری بالا و برگشت پذیری تغییر شکل است. از دیدگاه مکانیک محیط های پیوسته، یک تابع چگالی انرژی کرنشی برای مدل سازی رفتار این مواد در نظر گرفته می شود. بنابراین یافتن یک فرم مناسب برای تابع انرژی، جهت توصیف بهتر رفتار مکانیکی این مواد مورد توجه محققان می باشد. در ابتدا مبانی مکانیک محیط های پیوسته غیر خطی به اختصار آورده می شود. در ادامه یک تابع چگالی انرژی کرنشی بر حسب نامتغیرهای اصلی تانسور کرنش کوشی-گرین چپ، ، برای مواد تراکم ناپذیر ارائه می شود. این تابع چگالی انرژی کرنشی از لحاظ ساختار ریاضی در گروه مدل های هایپرالاستیک چند جمله ای قرار می گیرد. به منظور ارزیابی کارایی این تابع پیشنهادی در مقایسه با سایر مدل های ارائه شده، انطباق آن ها با تست های انجام شده روی مواد الاستومری بررسی می گردد که این تست ها شامل تست کشش تک محوره، برش محض و کشش دو محوره هستند. در این پایان نامه انطباق مدل ها با تست های انجام شده بر روی چهار ماده مختلف الاستومری انجام گردیده است. سپس با الهام از تابع انرژی کرنشی مونی- ریولین، یک فرم کلی برای تابع چگالی انرژی کرنشی مواد تراکم ناپذیر به صورت مجموع دو تابع مستقل از نامتغیرهای اول و دوم تانسور کرنش کوشی گرین چپ، ، ارائه می گردد. با اعمال قیود لازم روی تابع چگالی انرژی کرنشی، فرم ریاضی این توابع مستقل به صورت چند جمله ای، لگاریتمی و نمایی به دست می آیند. تعیین پارامترهای مادی موجود در توابع انرژی کرنشی بر مبنای انطباق مقادیر چگالی انرژی کرنشی (به جای تنش ها) تئوری و داده های تست می باشد. هم چنین این فرم کلی برای مواد تراکم ناپذیر به مواد تراکم پذیر بسط داده می شود. برای بررسی کارایی توابع چگالی انرژی کرنشی مواد تراکم پذیر از تست های فشار هیدروستاتیک و کشش تک محوره استفاده می گردد. در نهایت حل تحلیلی بسته مسئله پیچش و کشش هم زمان استوانه های توپر ساخته شده از مواد با رفتار s شکل و j شکل با استفاده از توابع انرژی پیشنهادی برای مواد تراکم ناپذیر انجام و با حل به دست آمده از مدل های کلاسیک مقایسه می گردد.

در این پایان نامه با استفاده از تئوری دومتغیره بهبودیافته ورق، ابتدا ارتعاشات آزاد ورق مستطیلی مورد مطالعه قرار می گیرد، سپس به ارتعاشات آزاد مودهای متقارن ورق دایروی پرداخته می شود.

میکرو ورق ها ، ورق هایی که اندازه مشخصه آن ها در حدود میکرون و زیر میکرون است و به طور گسترده ای در وسایل میکروالکترومکانیکی مورد استفاده قرار می گیرند. از این رو ارائه مدلی مناسب جهت تحلیل این اجزا، برای یافتن پاسخ صحیح استاتیکی و دینامیکی، بسیار شایان توجه است. در مقیاس میکرو و نانو، وابستگی به اثر اندازه در رفتار ورق ها به صورت تجربی اثبات شده است و از آنجا که تئوری های محیط پیوسته کلاسیک قادر به اعمال اثر اندازه نیستند، لذا نخواهند توانست رفتار استاتیکی و دینامیکی میکرو ورق ها را به خوبی مدل سازی کنند، در نتیجه استفاده از یک تئوری محیط پیوسته غیر کلاسیک، مانند تئوری تنش کوپل اصلاح شده، ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش یک تئوری تغییر شکل جدید برای تحلیل رفتار ورق ارائه شد که در آن میدان جابجایی فقط دارای دو متغیر مستقل است، به طوری که شرایط مرزی تنش برشی صفر و تنش کوپل صفر را در لبه های بالا و پایین ورق برآورده می سازد. معادلات تعادل با استفاده از روش انرژی و اصل همیلتون استخراج گردیدند. سپس در ادامه خمش استاتیک، فرکانس طبیعی ارتعاشات آزاد و بار کمانشی میکرو ورق مستطیلی از جنس مواد همگن با استفاده از تئوری تغییر شکل ارائه شده در این پژوهش و با استفاده از تئوری اصلاح شده کوپل تنش، بررسی گردید و این معادلات برای ورق با چهار لبه ساده حل شد. پاسخ های به دست آمده بر اساس تئوری تغییر شکل پیشنهاد شده، با پاسخ های سایر تئوری های تغییر شکل رایج در زمینه تحلیل میکرو ورق ها مقایسه شد. نتایج نشان داد که پاسخ های به دست آمده بر اساس تئوری ارائه شده، در محدوده بین پاسخ های سایر تئوری ها قرار می گیرد.