موضوع رساله دکتری، بررسی پاسخ دینامیکی پنلهای ساندویچی دارای دو انحناء تحت بارگذاری ضربه ای میباشد. این موضوع یکی از مسایل مهم در طراحی پنلهای ساندویچی بکار رفته در بدنه هواپیماها، شاتلهای فضایی، کشتیها و موتورهای پیشرانه میباشد. تمامی این موارد، اهمیت بررسی پوسته ها و لوله های ساندویچی تحت بارگذاری ضربه ای را نشان میدهد. با وجود این اهمیت، بررسی پاسخ دینامیکی پوسته و لوله ساندویچی با هسته انعطافپذیر تحت بار گذرا، در حوزه الاستیک خطی، به ندرت صورت پذیرفته است. بارگذاری ضربه ای، بارگذاری با ماهیت دینامیکی است که در آن افزایش ناگهانی مقدار قابل توجهی فشار در مدت زمان بسیار کوتاه روی میدهد. پیشانی موج ضربه ایِ به دو صورت به سطح پوسته برخورد کند: عمود بر سطح و یا مماس بر سطح. اولین گام در بررسی پاسخ دینامیکی پوسته ساندویچی تحت بار گذرا، تحلیل ارتعاش آزاد می باشد. لذا در کار حاضر، دو تئوری سه لایه جدید گسترش می یابند. بعد از ایجاد مدلهای ریاضی مناسب و تحلیل ارتعاش آزاد، پاسخ دینامیکی پوسته ساندویچی دو انحناء تحت بارگذاری ضربه ای مورد بررسی قرار می گیرد. پوسته ساندویچی مورد بررسی متشکل از رویه های از جنس چندلایه کامپوزیتی و هسته انعطاف پذیر ارتوتروپیک است. برای این بررسی از تئوری سه لایه جابجایی استفاده میشود. فرض بر آن است که شدت بارگذاری بگونه ای است که رفتار مواد در حوزه الاستیک خطی باقی میماند و هیچ گونه تورقی در رویه ها و یا وجوه مشترک هسته با رویه ها روی نمی دهد. همچنین از اثرات میرایی صرف نظر شده است. در این بررسی، اثر پارامترهای هندسی و فیزیکی نظیر شعاع انحناء، ضخامت پوسته، شکل پروفیل بارگذاری، زاویه الیاف در رویه ها و سرعت بارگذاری بر پاسخ دینامیکی صفحه ساندویچی مورد کنکاش قرار می گیرد.نهایتا، پاسخ دینامیکی لوله ساندویچی تحت بارگذاری متحرک داخلی، مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور، ابتدا پاسخ دینامیکی لوله فلزی تحت بارگذاری متحرک داخلی توسط تئوریهای مرتبه اول و مرتبه سوم برشی مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت، پاسخ دینامیکی لوله ساندویچی تحت بارگذاری متحرک داخلی، توسط تئوریهای مختلف سه لایه و تک لایه معادل با هسته انعطاف پذیر بررسی میشود.

یکی از موضوع های مهم در مدیریت منبع های آب، بهینه سازی بهره برداری از مخزن سد است. این موضوع با افزایش تقاضا و به ویژه در سالهای خشک اهمیت بیشتری می یابد. با توجه به محدود بودن منابع آب سطحی و ظرفیت مخازن سدها، مدیریت علمی و ارائه سیاستهای بهره برداری بهینه از این مخازن امری لازم و حیاتی در جهت تامین احتیاجات آبی منطقه نیاز میباشد. از طرفی با وقوع پدیده خشکسالی های شدیدتر از خشکی طرح، مخازن سدها در رهاسازی آب مطمئن خود دچار شکست میشوند در چنین وضعیتی استفاده ازابزارها و مدلهای شبیه سازی، مدیریت و برنامه ریزی یکپارچه منابع آب امری اجتناب ناپذیر خواهد بود. در این ارتباط یکی از موارد مهم، تعیین سیاستهای بهره برداری صحیح از مخازن سدها بویژه در مواقع خشکسالی است بطوریکه بتواند قابلیت عملکرد مناسب و دقیقی را داشته و بتواند تخصیص آب به بخشهای مختلف مصرف را بنحو مناسب انجام دهد که در این تحقیق مورد توجه بوده و برای انجام این مهم، سد ایلام که تنها سد درحال بهره برداری استان ایلام ویکی از منابع اصلی آب شرب شهر ایلام میباشد، به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده و سعی شده سیاست بهره برداری از مخزن سد ایلام برای کاهش بحران کم آبی حوضه در شرایط خشکسالی مورد توجه قرا گیرد و توصیه های کاربردی در این زمینه ارائه شود. برای رسیدن به اهداف این تحقیق از روش مدل سازی با نرم افزار weap استفاده شده است که از وظایف مهم آن شبیه سازی و ارزیابی سناریوهاست. به منظور اجرای مدل پس از جمع آوری و تکمیل اطلاعات مورد نیاز، فایل ورودی مدل weap را با اولویت تامین تقاضای برای مصارف گوناگون تشکیل داده و مدل برای یک دوره آماری 7 ساله (1388-1382) کالیبره گردید. مرحله بعدی تدوین سناریوهای حوضه آبریز سد ایلام در قالب هفت سناریو مختلف در بازه 30 ساله و ارزیابی وضعیت مخزن سد به انضمام چگونگی تامین نیازهای حوضه می باشد. شبیه سازی بهره برداری از مخزن سد ایلام با بررسی سناریوهای گوناگون از قبیل سناریو حذف گیاهان پرمصرف از الگوی کشت و جایگزینی با گیاهان کم مصرف و همچنین سناریو کاهش مصرف آب شرب در حد استاندارهای جهانی نشان داد که استفاده از این رویکرد میتواند سبب کاهش تنشهای آبی ناشی از خشکسالی در سطح حوضه و افزایش 5 تا 12 درصدی تامین آب نیازهای کشاورزی در سناریوهای مختلف گردد. واژه های کلیدی: بحران آب، خشکسالی، بهره برداری، مدلweap

مواد مرکب به دلیل مزایای زیادی که دارند، کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف پیدا کرده اند. یکی از پرکاربردترین شکل های مورد استفاده این مواد، صفحات کامپوزیتی است. از طرفی لزوم بررسی و بهینه سازی کارکردهای این مواد نیز همواره مطرح است. یکی از حوزه های جالب و قابل بررسی در مورد صفحات کامپوزیتی، عملکرد آن ها تحت اتصال های مختلف است که البته این اتصال می تواند جداشدنی یا جدانشدنی باشد. در این پایان نامه اتصال جداشدنی پیچ و مهره ای یک صفحه کامپوزیتی با یک صفحه فلزی- آلومینیومی- از نظر استحکام مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای متغیر در این اتصال، یکی چیدمان پیچ ها شامل چهار نوع مربعی، لوزی، طولی و عرضی بوده و دیگری آرایش فیبرهای صفحه کامپوزیتی می باشد. جنس صفحه کامپوزیتی رزین اپوکسی تقویت شده با فیبر شیشه به صورت 12لایه بوده و صفحه آلومینیومی از جنس آلیاژ 7075-t6 می باشد. ابتدا این موضوع به روش اجزا محدود و به وسیله نرم افزار ansys مورد بررسی قرار گرفته و سپس اعتبار نتایج با انجام تست کشش استاتیکی روی نمونه های آزمایشگاهی سنجیده شده است.

مواد پیزوالکتریک یکی از پرکاربردترین ابزارها در صنعت هستند که به عنوان حسگر و عملگر در کنترل ارتعاش سازه¬ها به کار می¬روند. هندسه و مکان عملگر¬ها و حسگرهای پیزوالکتریک تاثیر بسیار زیادی بر انرژی مصرفی و عملکرد سیستم کنترلی دارد، بنابراین در این تحقیق با تعریف تابع هزینه مناسب به بهینه¬سازی طول و مکان عملگر پیزوالکتریک برای کاهش مطلوب ارتعاشات تیر یکسرگیردار با انرژی کنترلی مناسب پرداخته می¬شود. برای بهینه¬سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده می¬گردد و تابع هزینه، تابع درجه دوم برحسب جابه¬جایی و انرژی کنترلی درنظر گرفته شده¬است. مدل¬سازی سیستم بر پایه تئوری تیر اویلر برنولی انجام گرفته و از اصل هامیلتون برای بدست آوردن معادلات حرکت استفاده شده¬است. در این روش، ولتاژ کنترلی لایه عملگر در معادلات شرایط مرزی سیستم ظاهر می¬شود که مسئله را تبدیل به مسئله مقدار ویژه با شرایط مرزی متغیر با زمان می¬کند. با تعریف توابع جابجایی خاص و همگن¬سازی شرایط مرزی، ولتاژ کنترلی عملگر به صورت نیروی تحریک خارجی در معادلات حرکت سیستم ظاهر می¬گردد. در این تحقیق کنترل¬کننده¬های بهینه رگلاتور خطی مرتبه دو و خطی مرتبه دو گاوسی در کنترل سیستم ارتعاشی مورد بررسی قرار¬گرفت و برای تخمین متغیر¬های حالت در روش خطی مرتبه دو گاوسی از تئوری فیلتر کالمن استفاده شد. در این تحقیق در کنار بررسی تاثیر ترک بر سیستم، روشی بر اساس فرکانس برای تعمیر ترک ارائه شده است که در آن با استفاده از وصله پیزوالکتریک رفتار تیر ترک¬دار به رفتار تیر سالم نزدیک می¬شود. در شبیه¬سازی عددی این تحقیق، با بهینه¬سازی طول و مکان یک وصله پیزوالکتریک در حالت طول محدود و نامحدود عملکرد این وصله¬ها در ارتعاش آزاد و اجباری مورد ارزیابی و مقایسه قرار¬گرفت و اثر نویز و ترک بر کنترل انجام شده نیز بررسی شده¬است. در بررسی ترک، تعمیر و کنترل همزمان تیر در ارتعاش آزاد و اجباری انجام گرفته¬است. در نهایت با بهینه¬سازی طول و مکان دو وصله پیزوالکتریک روی تیر به کنترل ارتعاش آن پرداخته شده و در کنار بررسی اثر نویز و ترک در این حالت، عملکرد آن با حالت قرارگیری یک وصله پیزوالکتریک روی تیر مورد مقایسه قرار¬گرفت.

سازه های کامپوزیتی به دلیل نسبت بالای استحکام به وزن، مقاومت در برابر خستگی و ضریب استهلاک پایین کاربرد فراوانی درصنایع مختلف ازجمله هوافضا و خودرو دارند. از مهترین سازه های مدل شده واقعی تیرها می باشند که دانش مشخصات دینامیکی آنها درحالت آزاد (بدون تحریک) و یا تحت حرکت سیستمهای مختلف مبنایی جهت طراحی و مدل سازی سازه های واقعی درصنعت می باشد. یکی از ویژگیهای مهم تیرهای کامپوزیتی این است که نسبت به عیوب بسیار حساس هستند؛ از مهمترین آسیب های نیز می توان به تورق (delamination یا لایه لایه شدن)اشاره کرد. عیب به صورت تورق میتواند ناشی از فرآیندهای ساخت و یا اعمال بارهای خارجی(ضربه) در زمان استفاده از سازه باشد.وجود تورق در سازه کامپوزیتی کاهش قابل توجهی دریکپارچگی خواص مکانیکی مانند سفتی، سختی ایجاد می کند. تغییر در خصوصیات مکانیکی می تواند باعث تغییر در فرکانس طبیعی و مد شیب ساختار کامپوزیتی شود. شناسایی این عیب در مراحل آغازین آن می تواند از صدمات جبران ناپذیر جانی و مالی جلوگیری نماید. بنابراین روش های متنوعی برای عیب یابی اینگونه سازه ها ابداع شده است که در این میان روش های مبتنی بر مشخصه های ارتعاشی از قبیل فرکانسهای طبیعی به علت حساسیت این مشخصه ها به تورق مورد توجه محققین بوده است. یکی از تیر های جدید کامپوزیتی که پیاده سازی روش های عیب یابی بر روی آن ها کمتر مورد توجه محققین قرار گرفته است تیر های ساندویچی می باشد. بنابراین در این پایان نامه روشی بر اساس مشخصه های فرکانسی تیر ها ی ساندویچی برای تشخیص تورق ارائه شده است. به این منظور بعد از مدل سازی و شبیه سازی تیر مذکور در محیط نرم افزار matlab،فرکانسهای طبیعی تیر ساندویچی سالم و متورق استراج می گردد.سپس در گام بعدی با استفاده از ارائه روش کلاس بندی روش عیب یابی جدیدی برای این نوع سازه ها ارائه شده است.

رفتار دینامیکی سازه ها تحت تاثیر بارهای متحرک از موضوعات مورد توجه مهندسین می باشد. رفتار دینامیکی تیر تحت اعمال بار های متحرک و یا جرم های متحرک در سازه هایی از قبیل پل های راه آهن مورد توجه است. برای جلوگیری از تشدید در این سازه ها، باید بتوان رفتار این سازه ها را در هنگام عبور جرم های مختلف پیش بینی نمود. با پیشرفت تکنولوژی، مهندسین به دنبال استفاده از موادی هستند که علاوه بر داشتن چگالی پایین، دارای صلبیت، استحکام و شکل پذیری مناسب باشند. از همین رو، استفاده از کامپوزیت ها و تیر های ساندویچی گسترش یافته است. تیرهای ساندویچی از سه رویه بالایی، هسته و رویه پایینی تشکیل شده اند. رویه ها از مواد با استحکام و صلبیت بالا از قبیل فولاد، آلومینیوم و کامپوزیت الیاف تشکیل می گردد، زیرا این رویه ها باید از استحکام کششی و فشاری بالایی برخوردار باشند. هسته نیز برای ایجاد ارتباط بین رویه ها و از جنس مواد با مدول الاستیک پایین و بصورت فوم های پلیمری (به دلیل وزن مناسب)، چوب و غیره ساخته می شوند و انعطاف بسیاری در تمام جهات دارد. همچنین هسته باید دارای استحکام برشی مناسب برای تحمل تنش های برشی جانبی و همچنین ضخامت کافی برای ایجاد صلبیت خمشی و برشی بالا باشد. هدف از این پایان نامه، مطالعه تحلیلی ارتعاشات خطی تیر ساندویچی با هسته انعطاف پذیر تحت گذر جرم متحرک می باشد. برای مدلسازی، از تئوری سه لایه معادل استفاده می گردد.

نخستین بار مواد مرکب (کامپوزیت) به صورت گسترده در زمان جنگ جهانی دوم در نیروی دریایی مورد استفاده قرار گرفت. ولی امروزه محصولات کامپوزیتی در صنایع مختلفی مانند هوافضا? اتوموبیل سازی? دریایی? نظامی? ورزشی? پزشکی? زیرساختارها و غیره به کار می-روند. به طور کلی مواد مرکب? موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هر کدام از اجزا بهتر است. ضمن آنکه اجزای مختلف? کارایی یکدیگر را بهبود می بخشند fml (fiber metal laminates) ساختارهای ترکیبی هستند که از ترکیب لایه های frp(fiber reinforced plastic) و لایه های فلزی که در بین صفحات frp قرار می گیرند تشکیل شده اند. fml ها نسبت به چندلایه های کامپوزیتی دارای مقاومت خستگی و مقاومت در برابر ضربه بالاتری هستند. لذا امروزه به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. پدیده برخورد روی سازه های کامپوزیتی امروزه یکی از مهمترین بخش های مورد توجه در بسیاری از صنایع می باشد. که به دو صورت کلی ضربه با سرعت پایین و ضربه با سرعت بالا تقسیم می شود. با افزایش موارد استفاده از مواد کامپوزیتی به علت خواص مادی قابل کنترل و وزن سبک? کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف پیدا کرده اند. به علت کاربردهای بسیار فراوان آن در صنایع مختلف از جمله صنایع هوافضا? خودرو? سازه های دریایی و غیره، روشهای مختلفی در بررسی پدیده برخورد سرعت پایین روی اهداف کامپوزیتی وجود دارد. به علت کاربردهای بسیار فراوان آن در صنایع مختلف از جمله صنایع هوافضا? خودرو? سازه های دریایی و غیره، روشهای مختلفی در بررسی پدیده برخورد سرعت پایین روی اهداف کامپوزیتی وجود دارد. هدف از این پایان نامه، بررسی پارامتری عوامل موثر بر پاسخ پوسته fml تحت بار ضربه است.?

در سال های اخیر استفاده از سازه های هوشمند متشکل از مواد کامپوزیتی یا ساندویچی به دلیل استحکام و سختی بالا به شکل چشم گیری افزایش یافته است. یکی از دلایل عمده استفاده از این سازه های چند لایه کامپوزیتی یا ساندویچی، امکان بکارگیری لایه های پیزوالکتریکی می باشد. از جمله پارامتر های مهمی که در طراحی یک سازه باید مد نظر قرار گیرد کنترل ارتعاشات آن است. در روش های جدید برای کاهش ارتعاشات و صدا از کنترل فعال استفاده می شود. در این روش سیستم های کنترل و مواد هوشمند برای میرایی ارتعاشات به کار برده می شود. به این ترتیب که پاسخ سازه به وسیله سنسور اندازه گیری شده و پس از انجام بررسی های لازم توسط کنترلر پیام ها به محرک ارسال می گردد که در نهایت منجر به استهلاک ارتعاشات می گردد. در میان مواد هوشمند مختلف مواد پیزوالکتریک به علت حجم کم، وزن ناچیز، پهنای باند زیاد، آسانی نصب روی سازه و توانایی بالا در کاهش ارتعاشات بسیار مورد توجه قرار گرفته است. تیر ساندویچی استحکام و صلبیت خمشی بالایی دارد و از سه قسمت رویه بالا، هسته و رویه پایین تشکیل شده است که از هسته به منظور فاصله انداختن بین رویه بالایی و پایینی استفاده می شود و برای جلوگیری از زیاد شدن وزن، از فوم های پلیمری که دارای صلبیت جانبی پایینی هستند به عنوان هسته استفاده می شود و این هسته قابلیت ارتعاش بین رویه بالا و پایین را به وجود می آورد. هدف از این پایان نامه، مطالعه تحلیلی ارتعاشات خطی تیر ساندویچی با هسته انعطاف پذیر که مجهز به لایه پیزوالکتریک است، می باشد. با طراحی کنترلر مناسب می توان اثرات اغتشاشات را به حداقل رساند و ولتاژ کنترلی را تنظیم نمود و ارتعاش تیر را کنترل کرد. برای مدل کردن تیر ساندویچی با هسته انعطاف پذیر از تئوری سه لایه معادل و کنترلر با استفاده از روش lqrطراحی می شود.

با توجه به اهمیت اتصالات چسبی در صنایع جهت کاهش وزن سازه های مختلف در صنایعی همچون هوافضا و خودرو سازی، تحقیق و بررسی در این زمینه بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این تحقیق شکست در مد i شکست برای قطعه آلومینیومی متصل به کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفته شد. جهت رسیدن به این مهم نمونه های dcb ساخته شد. این آزمایش در دو حالت مورد بررسی قرار گرفت. در حالت اول اتصال بین آلومینیوم و کامپوزیت بدون حضور نانو ذره انجام گرفت و جهت محاسبه نرخ رهایی انرژی کرنشی از روش تئوری اصلاح شده تیرها و روش نرمی استفاده شد به علاوه برای شبیه سازی آزمایش فوق از یک مدل اجزای محدود سه بعدی با استفاده از روش czm در نرم افزار abaqus استفاده شده تا بتوان از نتایج بدست آمده در تفسیر بهتر فرآیند شکست و مقایسه با نتایج تجربی استفاده کرد. در حالت دوم این اتصال با حضور نانوذرات سیلیکا در چسب اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت و نرخ رهایی انرژی کرنشی توسط تئوری تیرها محاسبه و نتایج آن با حالت اول مقایسه گردید. بررسی نتایج بدست آمده نشان داده شد که در حالت دوم بدلیل تاثیر حضور نانوذرات درون چسب اپوکسی، چقرمگی شکست نسبت حالت اول افزایش یافته. در نهایت از تکنیک های sem و edx جهت بررسی مورفولوژی سطح و چگونگی پخش شدن نانوذرات درون چسب اپوکسی استفاده شد.

صفحات مشبک کامپوزیتی بخاطر دارا بودن خواصی همچون استحکام ویژه بالا، سبکی و مقاومت به خوردگی، امروزه بطور وسیعی در صنایع هواپیماسازی، صنایع موشکی و دریایی مورد استفاده قرار می گیرند. در بعضی موارد مانند سازه موشک، این پوسته ها تحت بار محوری فشاری قرار می گیرند و از این حیث تحلیل کمانش این صفحات حائز اهمیت زیادی می باشد. اجزای اصلی سازه های مشبک شامل گره ها، ریب ها و سلول واحد می باشد. معمولاً هر سازه از تکرار چند سلول واحد تشکیل شده و استحکام سازه های مشبک کامپوزیتی رابطه مستقیم با این واحد ها دارد، محل برخورد ریب ها، گره نامیده می شود. یک سازه کامپوزیتی مشبک را می توان قرار گیری ریب های کامپوزیتی متصل به یکدیگر که تشکیل یک مجموعه پیوسته را به صورت 2 بعدی (صفحه ای) یا 3 بعدی (فضایی) می دهند، در نظر گرفت. این مجموعه از ریب ها (نوارها) که شکل شبکه ای به سازه می دهند از الیاف پیوسته ، سفت و مستحکم تشکیل شـده اند. بدین ترتیـب سازه های کامپوزیتی مشبـک به دلیـل داشتن استـحکام بالا، نسـبت وزنی کم، انعـطاف پذیری در طراحی دارای قابلیت های کاربردی بیشتری نسبت به سازه های فلزی می-باشند. پوسته های مشبک کامپوزیتی غالباً از ریب های مایل (هلیکال) تشکیل می شوند که ابعاد (عرض، ضخامت و تعداد آنها)، فاصله آنها نسبت به یکدیگر و زاویه قرارگیری شان نسبت به محور طولی پوسته، از خروجی های طراحی می باشند. سازه های مشبک کامپوزیتی شامل ریب-های محیطی و ریب های مایل به دو دسته مثلثی (triangular) و شش ضلعی (hexagon) تقسیم می گردند. در سازه مشبک نوع مثلثی در هر محل اتصال، سه ریب رویهم قرار گرفته و در نوع شـش ضلعی در هر محل اتصال تنها دو ریب روی یکدیگر قرار گرفته اند. لازم به ذکر است که سازه های مشبک کامپوزیتی بسته به نوع کاربرد می توانند شامل پوسته داخلی، خارجی و یا هر دو باشند. یکی از ویژگی های اصلی سازه های مشبک کامپوزیتی رخداد حالتهای مختلف شکست در آنها می باشد. شکست سازه مشبک کامپوزیتی می تواند ناشی از شکست ریب ها (ریب های مایل)، کمانش موضعی ریب ها و یا کمانش کلی پوسته و در نهایت شکست پوسته یا شبکه باشد. با توجه به کاربرد روز افزون این نوع سازه ها در بدنه وسایل نقلیه در این پروژه به بررسی کمانش کلی صفحات مشبک پرداخته می شود.

چکیده ندارد.