در این پژوهش با استفاده از یک برنامه که در نرم فزار matlab نوشته می شود، در هر زمان بازرسی، تعداد اعضای تعویض شده به منظور حفظ مقدار کمینه قابلیت اطمینان در یک مقدار مشخص، می تواند متغیر تعریف شود؛ بدین ترتیب که تعداد اعضایی که زمان های متفاوتی کار کرده اند می توانند با نسبت های متفاوت تعویض شوند. همچنین در این پژوهش جهت نگهداری کمینه قابلیت اطمینان یک سیستم حساس که از تعدادی عضو موازی تشکیل شده است در یک مقدار مشخص، روش بهینه ای پیشنهاد می شود که در آن هزینه ها مینیمم می شود. کاهش فاصله زمانی بین بازرسی های دوره ای و افزایش تعداد اعضای تعویض شده در هر مرحله از بازرسی دو روشی هستند که با کمک گرفتن از آنها می توان قابلیت اطمینان سیستم را در حد پیش بینی شده نگه داشت، ولی از طرفی شاهد افزایش چشمگیر هزینه های مربوط به کارکرد کمتر دستگاه (بدلیل مدت زمان کاری کمتر) و نیز افزایش هزینه تعویض قطعات خواهیم بود. برای حل این مساله بهینه سازی از روش تاگوچی که نسبت سیگنال به نویز را محاسبه می کند استفاده کردیم. این روش به یک مثال محک اعمال و مقادیر سیگنال به نویز برای آزمایشات مختلف محاسبه شد. بازرسی بهینه پیشنهادی توسط تاگوچی به روشنی کاهش هزینه ها را به دنبال داشت، بطوریکه می توان آن را به راحتی به سایر مثال های عملی و کاربردی اعمال کرد.

در صنایع هوا فضا برای دیسک های توربین گاز کاربردهای متعددی مانند استفاده در کمپرسور موتورهای جت تعریف شده است. از آنجایی که این دیسک ها با سرعت زاویه ای بسیار بالا می چرخند، تحت نیروهای گریز از مرکز بزرگ قرار می گیرند. نیرو های گریز از مرکز و همچنین نیروهای آیرودینامیکی ناشی از اختلاف فشار بین هر مرحله ی کمپرسور منجر به ایجاد تنش هایی در محل اتصال پره به دیسک می گردد که باعث کاهش مقاومت ماده ی سازنده و افزایش تغییر شکل دیسک شده و به مرور باعث خرابی و شکست دیسک می شود. بنابراین در این پایان نامه هدف کلی بررسی و تحلیل تنش در محل اتصال پره به دیسک و ارائه مدل خرابی با استفاده از روش انرژی مبتنی بر قوانین انرژی می باشد. روش فوق بر مبنای قانون بقای انرژی و اصل مومنتوم رابطه ی بین انرژی درونی و عمر را شرح می دهد. در این روش اثرات فرکانس و شکل موج بارگذاری و زمان توقف نیز در نظر گرفته می شود. تجزیه و تحلیل المان محدود در این پایان نامه با استفاده از یک نرم افزار تجزیه و تحلیل المان محدود انجام می گیرد. در فرآیند این تحلیل مراحل انجام کار بصورت زیر می باشد: 1_تحلیل تنش و نیرو های وارده به محل اتصال با در نظر گرفتن هندسه ی اتصال پره بر روی دیسک و با توجه به شرایط بار اعمالی در محل اتصال 2_تعیین حوزه ی تنش حاکم بر محل اتصال با استفاده از روش معادل سازی پروسه ی خرابی محل اتصال 3_ارائه ی یک مدل خرابی با در نظر گرفتن شرایط نیروهای حاکم در محل اتصال و معادل آن همچنین در آخر برای اعتبار سنجی روش از رویکرد مکانیک شکست نیز برای تخمین عمر استفاده شده است. اختلاف نتایج حاصل شده با استفاده از روش پاریس به وضوح اهمیت شکل موج، فرکانس بارگذاری و زمان توقف که در مدل انرزی بکار رفته است را نشان می دهد.

فرایند پرچکاری یکی از مهم ترین انواع اتصال در صنایع مختلف و به خصوص صنعت هوایی است. واماندگی اتصال پرچ در ورقه های بدنه ی سازه های هوایی وابستگی مستقیم به وضعیت تنش پسماند در اتصال دارد. در این پایان نامه ابتدا عوامل موثر بر وضعیت تنش پسماند حاصل از انجام فرایند پرچکاری شناسایی شده اند. سپس چهار سطح برای هر یک از این عوامل در نظر گرفته شد. آزمایشات بهینه با طراحی آزمایشات تاگوچی طراحی شده اند. سپس اتصال بهینه با روش تاگوچی بدست آمده است. صحه گذاری بر نتایج حل اجزای محدود در دو مرحله انجام شده است. قسمت اول مقایسه ی تغییر شکل مراحل الاستیک، پلاستیک و باربرداری حاصل از حل اجزای محدود با روابط تئوری می باشد. قسمت دوم مربوط به مقایسه ی رابطه ی تئوری نیروی پرچکاری و قطر دم پلاستیک پرچ و رابطه ی بین این دو پارامتر در حل اجزای محدود است. نتایج حل های تئوری و اجزای محدود برای هر دو قسمت از تطابق قابل قبولی برخوردار است. عمر خستگی اتصال پرچ تکی با استفاده از رابطه ی پاریس-اردگون محاسبه شده است. سپس با نتایج تست تجربی دیگر محققان بر آن صحه گذاری شده است. در ادامه عمر خستگی اتصالات پرچ چند تایی با استفاده از حل تئوری و اجزای محدود حاصل شده است. اثر ضخامت و عرض ورقه، تنش پسماند، انتقال بار و خمش ثانویه در این محاسبات لحاظ شده است. در نهایت، اثر تلرانس بر عمر خستگی در اتصالات تکی و چند تایی بررسی شده است.

در این رساله، میدان تنش¬های پسماند اطراف سوراخ کارسرد شده و تاثیر آن بر عمر خستگی، از نگاه آماری بررسی و تحلیل شده است. برای اندازه¬گیریِ تنش¬های پسماند در اطراف سوراخِ کار سرد شده، از کرنش¬سنج استفاده شده و در واقع کرنش¬های سطحی به عنوان شاخصی مناسب برای به دست آوردن میدان تنش¬های پسماند معرفی شده¬اند. استفاده از دو کرنش¬سنج در یک فاصله شعاعیِ یکسان در دو نقطه مقابل هم یکی در امتداد شعاعی و دیگری در امتداد محیطی (البته در ناحیه ارتجاعی اطراف سوراخ) با کمک روابط تحلیلی می¬تواند منجر به حصول میدان تنش¬های پسماند گردد. به منظور تحلیل آماری و به دست آوردن خواص تصادفی تنش¬های پسماند و تاثیر آن بر عمر خستگی، ابتدا دوازده نمونه دمبلی شکل سوراخدار از جنس آلیاژ آلومینیوم 2024-t351 که در صنایع هوا فضا کاربرد وسیع دارد، تحت آزمایش خستگی قرار گرفت. سپس هفت نمونه مشابه تحت آزمایش کار سرد با درجه انبساط 4% و تحت آزمایش خستگی با همان شرایط بارگذاری قرار گرفته¬اند. در هفت نمونه مزبور، کرنش¬ سطحی توسط کرنش¬سنجِ نصب شده در اطراف سوراخ ثبت گردید. آزمایش کار سرد توسط دستگاه کشش تک محوره zwick z250 و آزمایش خستگی توسط دستگاه سروهیدرولیک شنک انجام شده است. نتایج آزمایش کار سرد مشتمل بر کرنش¬های ثبت شده و تنش پسماند به دست آمده از روابط تحلیلی با نتایج تحلیل اجزای محدود از نرم افزار abaqus6.11 مقایسه گردید که موید همخوانی مناسب می¬باشد. پراکندگی موجود در کرنش¬های ثبت شده در حین فرایند کار سرد حاکی از تصادفی بودن مقدار کرنش¬ و تنش پسماند در اطراف سوراخ کار سرد شده بوده که این پراکندگی در نتایج آزمایش خستگی نمونه¬ها نیز به چشم می¬خورد. تحلیل آماری نتایج توسط نرم افزار آماری spss15 صورت گرفته که بر اساس آزمون¬های آماری معتبر، توزیع احتمالاتی کرنش¬ها و تنش¬های پسماند و عمر خستگی نمونه¬ها از نوع نرمال معرفی می¬گردند. انجام فرایند کار سرد بر روی سوراخ منجر به افزایش عمر خستگی تا حدود پنج برابر می¬شود که البته این نسبت مربوط به میانگین عمر خستگی نمونه¬¬ها می¬باشد. در واقع توزیع احتمالاتی عمر خستگی قبل و پس از انجام فرایند کار سرد نرمال بوده و فرایند کار سرد صرفا منجر به افزایش میزان میانگین توزیع مزبور تا حد پنج برابر می¬شود؛ که از این نتایج می¬توان برای استخراج مدل آماری قابلیت اطمینان و تعریف سیستم نگهداری و تعمیرات دوره ای قطعات سوراخدار بهره جست.