شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک (مهندسی مکانیک جامدات)
سال:1391 | دوره:5 | شماره:2 (پیاپی 12) |تعداد مقالات:6

در این مقاله نتایج حاصل از آزمایش تجربی فرآیند کشش عمیق در تولید یک استوانه سرکروی از جنس نوعی فولاد استحکام بالا با نتایج شبیه سازی آن و سه نوع طراحی پیش فرم پیشنهادی (ارائه شده) مقایسه گردید، تا ضمن سنجش میزان صحت نتایج و دقت نرم افزار اجزاء محدود در پیش بینی فرآیند کشش عمیق چند مرحله ای در ورق های نازک فولادی استحکام بالا، مقادیر نسبت کشش حدی مراحل مختلف کشش و بازکشش آزمون تجربی نیز بهبود یابند. برای شبیه سازی، از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس نسخه 3-9-6 استفاده گردید. در این تحقیق، ماده اولیه، یک لوح دایروی از ورق فولادی  AISI-4130آنیل شده با ضخامت 2mm می باشد که در بررسی تجربی طی یک مرحله کشش، سه مرحله بازکشش و دو مرحله عملیات حرارتی آنیل به استوانه ای با سر کروی تبدیل شد. برای معرفی خواص مکانیکی این فولاد آزمایش کشش تک محوری انجام و از نتایج آن استفاده گردید. مقایسه نتایج توزیع ضخامت در نرم افزار اجزاء محدود با ضخامت های اندازه گیری شده در پیرامون قطعات تولیدی در مراحل مختلف کشش و بازکشش صورت گرفت و از دقت خوبی برخوردار بود (حدودا 2.55 درصد خطا) و بر همین اساس طراحی های پیشنهادی نیز شبیه سازی شد تا ویژگی های مناسب ترین طرح معرفی گردد.

در این تحقیق، هدف بهینه سازی و آنالیز حساسیت سیستم انتقال قدرت پیوسته (CVT) تمام چنبره است. برای این منظور ابتدا این سیستم تحلیل دینامیکی می شود. سپس تماس بین دیسک و غلتک بر اساس اصول روانکاری الاستوهیدرودینامیک مدل شده و یک مدل سازی کامپیوتری برای تعیین ضرایب انتقال گشتاور، افت اسپین و بازده سیستم انتقال قدرت تهیه می شود. برای اطمینان از درستی مدل، خروجی های آن با خروجی مدل های استفاده شده در دیگر مقالات مقایسه شده و درستی مدل تایید می شود. سپس به ازای یک سری شرایط برای CVT تمام چنبره، بهینه سازی هندسی و سینماتیکی به کمک الگوریتم ژنتیک انجام شده و حداکثر بازده انتقال توان 88.15% به دست آمد. در نهایت حساسیت تابع بازده انتقال توان نسبت به پارامترهای بهینه سازی حول نقطه بهینه شان، محاسبه شده و مشخص شد که این تابع، بیشترین حساسیت را نسبت به ضریب بی بعد k و شعاع انحنای غلتک دارد.

نانولوله های کربنی در تقویت کامپوزیت ها نقش بسزایی ایفا می کنند. بدیهی است که برخی از نانولوله ها در هنگام کاربرد، شکل منظم ابتدایی خود را حفظ نمی کنند و دچار اعوجاج می شوند. این اعوجاج می تواند در حین فرآیند ساخت یا بعد از آن درنتیجه تاثیر ماتریس رخ دهد. بر این اساس، مدل سازی این نوع نانوساختار به صورت پوسته یا تیر بدون انحنا، می تواند خطایی قابل ملاحظه را با نتایج همراه کند. در این مقاله، خمش نانولوله های دارای انحنای اولیه مورد مطالعه قرار می گیرد. معادلات تعادل بر پایه تئوری الاستیسیته غیر محلی به کمک اصل کمینه سازی انرژی پتانسیل کل، استخراج و از روش گالرکین برای حل آنها بهره گرفته می شود. از مدل وینکلر برای مدل سازی بستر الاستیک استفاده می شود. حل خیز حاصل از دستگاه معادلات غیرخطی به کمک روش عددی نیوتن رفسون صورت می گیرد و در نهایت تاثیر مقیاس کوچک، انحنای اولیه و مدول فونداسیون بر روی خیز نانولوله ها مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

در این پژوهش تاثیر مکان میله ها حلقوی در فرکانس طبیعی پره های مرحله آخر توربین بخار بررسی شده است. پره های توربین اجزاء بحرانی و مهمی در نیروگاه ها هستند. یکی از پارامترهای مهم در پره ها، محل قرار گرفتن میله های حلقوی است. ابتدا برای تولید مدل هندسی سه بعدی پره از اسکن سه بعدی کمک گرفته شده است و پس از اطمینان از مدل سازی تک پره، به فرآیند مونتاژ پره های مرحله آخر توربین فشار ضعیف و شبیه سازی اجزاء محدود پرداخته می شود. در این مرحله از پره های توربین، دو ردیف میله حلقوی وجود دارد که در این مقاله، تاثیر موقعیت میله های حلقوی نسبت به ریشه، روی فرکانس طبیعی سیستم بررسی شده است. با توجه به نیروهای تحریک کننده مدل، نتایج بدست آمده از فرکانس های طبیعی، شکل مودها و نمودار کمپل نشان می دهد که در مکان های مختلف از میله های حلقوی مورد بررسی، تشدیدی در این ردیف پره ها رخ نمی دهد.

جهت گیری الیاف یکی از مهم ترین پارامترهای موثر بر مود دوم نرخ رهایی انرژی کرنشی در شروع جدایش بین لایه ای است. از تیری با شکاف انتهایی برای اندازه گیری نرخ رهایی انرژی کرنشی در شروع جدایش بین لایه ای کامپوزیت های لایه ای استفاده شده است. در واقع هدف از این تحقیق، پیش بینی مقدار نرخ رهایی انرژی کرنشی نمونه چندجهته از روی نتایج تجربی مربوط به قطعه تک جهته می باشد، بدون اینکه مستقیما به آزمایش های تجربی و مدل سازی اجزاء محدود قطعه کامپوزیتی لایه ای چندجهته نیاز شود. در این زمینه، روشی پیشنهاد شده که ترکیبی از روش های پیش بینی و تحلیلی است. ضمنا نتایج بدست آمده از این روش با نتایج مدل سازی عددی و نتایج تحلیلی مقایسه شده است. این روش، حجم محاسبات عددی و تحلیلی و نیز هزینه مطالعات آزمایشگاهی را به مقدار چشم گیری کاهش می دهد.

در این مقاله، ارتعاشات تیر اویلر- برنولی با در نظر گرفتن بستر الاستیک غیرخطی، بررسی شده است. تیر تحت بارگذاری محوری فشاری بوده و شرایط تکیه گاهی، مفصلی- غلطکی می باشد. تحلیل ارتعاشات بر اساس مدهای نرمال غیرخطی در وضعیت رزونانس داخلی سه به یک (3:1) انجام می گیرد. معادله دیفرانسیلی غیرخطی حاکم بر ارتعاشات عرضی تیر استخراج شده و به کمک روش چند مقیاس زمانی، تحلیل شده است. در وضعیت رزونانس داخلی 3:1 بر اساس مدهای نرمال غیرخطی در حالت پایا، پایداری پاسخ فرکانسی ارتعاشات غیرخطی تیر مطالعه شده، سپس تاثیر تغییر پارامترهای مختلف بر روی نتایج تحلیل دینامیکی و تحلیل پایداری پاسخ فرکانسی ارتعاشات غیرخطی تیر بررسی شده است.