شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک (مهندسی مکانیک جامدات)
سال:1392 | دوره:6 | شماره:ویژه 1 (پیاپی 18) |تعداد مقالات:7

فروپاشی در اثر کمانش یک پدیده کاملا معمول در ورق های تحت فشار است. هنگامی که این سازه ها بر اثر گذر زمان دچار نقص هائی همچون خوردگی و ترک می گردد نسبت به وقوع این پدیده حساس می گردد و بار بحرانی آن به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند. از این رو در این مقاله ورق هایی از جنس آلومینیوم Al 1200 با ترک هایی در قسمتی از ورق در نظر گرفته می شود. اثر زاویه ترک بر روی بار بحرانی کمانش به دو صورت آزمایشگاهی و تئوری محاسبه می شود. آزمایشها با استفاده از دستگاه STM-250 وتحلیل های تئوری با استفاده از نرم افزار آباکوس صورت می گیرد و در نهایت نتایج تئوری و آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه می شوند.

در این مقاله، ارتعاشات پوسته استوانه ای کامپوزیت حاوی لایه های پیزوالکتریک در سطوح داخلی و خارجی، بررسی شده است. ابتدا پوسته کامپوزیت بدون لایه های پیزوالکتریک مورد مطالعه قرار می گیرد و نتایج حاصل با نتایج محققین دیگر مقایسه می گردد، آنگاه ارتعاشات پوسـته استوانه ای چند لایه با لایه های پیزوالکتریک بررسی می شود. روابط مربوطه از معادلات الاستیسیته سه بعدی نتیجه شده است که چون هیچگونه تقریبی در بدست آوردن آنها اعمال نشده کاملا تحلیلی می باشند. پوسته موردنظر، بسته و دارای طول محدود می باشد که تکیه گاه ها بصورت ساده در دو انتهای آن واقع شده اند و نتایج برای نسبت طول به شعاع (L/R) و شعاع به ضخامت های (R/h) مختلف بدست آمده اند.

در این تحقیق، بحث بر روی رفتار دینامیکی نانولوله های کربنی شامل ارتعاشات، انتشار موج و برهم کنش سیال- سازه متمرکز شده است. در تحقیق جاری، ارتعاشات عرضی نانولوله های کربنی بررسی خواهد شد. بدین منظور بر اساس تئوری های الاستیسیته پیوسته ی غیرمحلی و گرادیان کرنش-اینرسی و نیز با استفاده از مدل های میله و تیر اویلر- برنولی رفتار دینامیکی سیستم مدل سازی شده و معادلات حرکت با استفاده از روش تقریبی مانده وزنی گالرکین گسسته سازی و حل می شوند. نتایج نشان می دهندکه سیال عبوری از درون نانولوله ها می تواند فرکانس های طبیعی آن را به ویژه در نانولوله های طویل با شعاع داخلی بزرگ و در سرعت های بالای سیال به طور قابل توجهی کاهش دهد. همچنین فرکانس های طبیعی و پایداری سیستم به خصوص در ارتعاشات محوری، به شدت به پارامتر مقیاس طول ماده (نانومقیاس) وابسته هستند.

سازه های جدار نازک امروزه به عنوان جاذب های انرژی در سازه خودرو به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، تاکنون محققان زیادی به مطالعه رفتار این جاذب ها در هنگام اعمال ضربه پرداخته اند، مطالعه جذب انرژی و بیشینه نیروی ضربه بخش اصلی این تحقیقات را تشکیل می دهد، میزان جذب انرژی و مقدار بیشینه نیروی ضربه در این سازه ها به پارامترهای زیادی مانند شرایط مرزی، نرخ کرنش، تاریخچه بارگذاری، هندسه و انرژی ورودی (وزن و سرعت ضربه زننده) وابسته است، در این مقاله رفتار یک جاذب با مقطع دایره ای هنگام اعمال ضربه محوری مورد بررسی قرار می گیرد، بر خلاف تحقیقات گذشته که رفتار جاذب با گذاشتن تکیه گاه صلب مورد بررسی قرار گرفته است، در این مقاله تکیه گاه به صورت الاستیک مدل سازی خواهد شد و رفتار جاذب با داشتن این نوع تکیه گاه مورد مطالعه قرار می گیرد. از روش عددی برای انجام این کار تحقیقاتی استفاده شده است. با توجه به هزینه بالای آزمایش ها، زمانبر بودن آن ها و استفاده از فرضیات ساده کننده به منظور مدل سازی ماده در استخراج مدل نظری، در این مقاله مدل عددی با در نظر گرفتن خصوصیات کامل ماده ایجاد می گردد، تا پس از صحه گذاری نتایج آن با نتایج عددی باعث کاهش هزینه و زمان در انجام مطالعه بر روی این نوع جاذب ها شود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که کاهش سختی تکیه گاه بر روی رفتار دینامیکی جاذب های انرژی تاثیر دارد و می تواند باعث کاهش نیروی بیشینه، کاهش میزان جذب انرژی و کاهش بازده نیرو ضربه شود.

در این مقاله مطالعات انجام شده در خصوص ابرمومسانی فولادهای زنگ نزن دو فازی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف بدست آوردن مناسب ترین شرایط عملیات ترمومکانیکی جهت ریزکردن ساختار (اندازه دانه) و القای خاصیت ابرمومسانی در فولادهای زنگ نزن دو فازی است. همچنین نشان دادن محدوده مناسب دمایی و نرخ کرنش مورد استفاده در فرآیند ابرمومسانی این نوع فولادها جهت بدست آوردن حداکثر ازدیاد طول می باشد. نتایج نشان می دهد که با استفاده از عملیات ترمومکانیکی شامل حل سازی، نورد و آنیل می توان به اندازه دانه هایی تا 0.5-4mmدست یافت. بیشترین ازدیاد طول در حدود 1000% در محدوده دمایی 800-1000oC و نرخ کرنش 0.01-0.1 s-1 بدست می آید. تحت این شرایط ضریب حساسیت به نرخ کرنش در حدود 0.6 می باشد.

با توجه به روند جایگزینی نیروگاه های سنتی با نیروگاه های تجدید پذیر در شبکه های قدرت مدرن، در این مقاله آلگوریتمی ابتکاری مبتنی بر قابلیت اطمینان برای این منظور پیشنهاد شده است. در ابتدا شاخص LOLE سیستم بدون ظرفیت توان بادی محاسبه و به عنوان شاخص مرجع انتخاب گردید. سپس به بررسی جایگزینی واحد های توربین بادی به جای نیروگاه های سنتی پرداخته شده و در هر مرحله، از تولید ظرفیت سنتی کاسته، و ظرفیت تولید توان بادی جایگزین آن گردیده است. میزان ظرفیت تولید توان بادی مورد نیاز برای جایگزینی مناسب، با اتکا به روش مونت کارلو و از مقایسه شاخص LOLE در هر مرحله با شاخص LOLE مرجع، بدست آمده است. در آخر، روند رشد بار 5% در استراتژی توسعه با تمرکز صرف روی تولید بادی بررسی شده و میزان تولید مورد نیاز به ازاء هر رشد بار معین تعیین گردیده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه IEEE-RTS پیاده سازی شده است.

در این مقاله رفتار ارتعاشی پوسته های چندلایه که سطوح داخلی و خارجی آنها مجهز به لایه های حسگر و عملگر پیزوالکتریک می باشد بررسی شده است. ابتدا پوسته چندلایه با تکیه گاه های ساده به روش تحلیلی بررسی و نتایج حاصل، با نتایج به دست آمده توسط سایر محققین مقایسه شده است. آنگاه حل عددی به روش (GDQ) برای پوسته با لایه های پیزوالکتریک و تکیه گاه های ساده، با حل تحلیلی آن مقایسه شده و در ادامه انواع شرایط تکیه گاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از معادلات حرکت، معادلات بنیادین و روابط کرنش- جابجایی، معادلات حالت- فضا حاصل می شود که این معادلات با استفاده از تقریب لایه مجزا، به معادلات حالت- فضا با ضرایب ثابت تبدیل خواهند شد. سپس با استفاده از حل این معادلات می توان فرکانس های طبیعی پوسته در حالت تکیه گاه ساده را به دست آورد. در صورتی که تکیه گاه ها غیر ساده باشند، حل معادلات دیفراسیل حالت- فضا به روش تحلیلی امکان پذیر نبوده و باید از روش های عددی کمک گرفت. روش یک چهارم تفاضلی روش عددی متداولی است که با تعداد کم نقاط نمونه، می توان به جواب دقیق دست یافت. با استفاده از روش dq، معادلات دیفرانسیل حالت- فضا حل شده و در نهایت با اعمال شرایط عاری از تراکشن سطوح بالا و پایین، می توان به فرکانس های طبیعی دست یافت. در نهایت تاثیر مستقیم و معکوس پیزوالکتریک، نسبت ضخامت لایه کامپوزیت به لایه پیزوالکتریک و نسبت شعاع میانی به ضخامت در رفتار ارتعاشی پوسته مورد بررسی قرار گرفته است.