شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک (مهندسی مکانیک جامدات)
سال:1387 | دوره:1 | شماره:4 |تعداد مقالات:8

در این مقاله با استفاده از یک شبکه غیر  منطبق بر مرز، کاربرد روش بهبود یافته المان محدود شبکه ثابت در حل مسایل ارتجاعی خطی سه بعدی مواد دارای خواص تابعی بررسی شده است. در شبکه های غیر منطبق بر مرز، وجوه المان ها بر مرز مساله منطبق نبوده و گره های مرزی که در روش المان محدود استاندارد برای اعمال شرایط مرزی از آنها استفاده می شود، وجود ندارد. از این رو محاسبه ماتریس سختی المان های متقاطع با مرز و اعمال شرایط مرزی باید با دقت کافی انجام شود. در روش پیشنهادی، ماتریس سختی المان های متقاطع با مرز از طریق در نظر گرفتن انرژی کرنشی قسمت داخلی آنها و انتگرال گیری عددی روی این قسمت ها حاصل شده و شرایط مرزی اساسی مساله توسط روش تابع جریمه اعمال شده است. برای بررسی کارایی روش پیشنهادی، چند مثال عددی حل شده و نتایج با نتایج حاصل از روش المان محدود استاندارد مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که هر دو روش از تطابق خوبی برخوردار هستند.

در این مقاله مدل دینامیکی رفتار نانو لوله های کربنی چند لایه با فرض دامنه ارتعاشی زیاد روی بستر الاستیک، بر اساس مدل تیر اویلر-برنولی بیان شده است. با توجه به شرط مرزی تکیه گاه ساده و حضور نیروی های وندروالسی بین لایه ها برای نانو لوله کربنی، از روش هارمونیک بالانس جزیی برای حل دستگاه معادلات غیر خطی حاکم بر رفتار سیستم مورد استفاده قرار گرفته است. اثرات تعداد لایه ها، ضریب بستر الاستیک، نسبت طول به قطر خارجی نانو لوله و دما بر پاسخ فرکانس غیر خطی نانو لوله ها بررسی شده است. روابط ارایه شده برای به دست آوردن پاسخ فرکانس غیر خطی سیستم به صورت کلی بوده و قابل اعمال برای نانو لوله کربنی با هر تعداد لایه را دارا می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده برای نانو لوله ها تک لایه، دو لایه و سه لایه، افزایش تعداد لایه ها، مقدار ضریب بستر الاستیک، نسبت طول به قطر خارجی و دما باعث کاهش سطوح پاسخ فرکانس غیر خطی شده و فرکانس غیر خطی نانو لوله های کربنی به سمت فرکانس خطی میل می کند.

در این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد یک پوسته استوانه ای ساخته شده از موادFGM  (تابعی) با رینگ تقویت شده که ترکیبی از فولاد ضد زنگ و نیکل می باشد پرداخته می شود. خصوصیات مواد در جهت ضخامت پوسته مطابق قانون توزیع کسر حجمی تغییر می کنند. در این مطالعه پوسته های استوانه ای رینگ تقویت شده دارند و این رینگها به طور اختیاری در طول قرار دارند. این مطالعه بر اساس تئوری مرتبه سوم تغییر شکل برشی پوسته انجام شده است و استخراج معادلات حرکت این پوسته استوانه ای FGM بر اساس اصل همیلتون انجام شده است. نتایج ارایه شده در این تحقیق شامل فرکانسهای طبیعی، اثر رفتار کسر حجمی، اثر موقعیت رینگ تقویت شده روی پوسته و اثر شرایط مرزی گیردار-گیردار روی فرکانسهای طبیعی پوسته استوانه ای FGM است.

ماشینکاری به روش تخلیه الکتریکی(EDM)  برای براده برداری فلزات و مواد رسانای الکتریکی با سختی بالا و همچنین برای ماشینکاری قطعاتی با فرم های پیچیده کاربرد دارد. این ویژگی ها سبب شده تا این روش ماشینکاری برای ساخت قالب های کوبشی، به روشی مقرون به صرفه و کاربردی تبدیل شود. به دلیل ماهیت این فرایند در سطح موضع ماشینکاری تنش های حرارتی و میکروترک ها در سطح موضع ماشینکاری ایجاد می شوند. فولاد(CK45)  در ساخت قالب های کوبشی کاربرد دارد و طیف وسیعی از قالب ها از این فولاد ساخته می شوند. در این مقاله تاثیر پارامترهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی بر روی سطح ماشینکاری شده فولاد CK45 مورد ارزیابی قرار گرفته است. به این منظور فرآیند EDM با پارامترهای مختلف، روی مجموعه ای از نمونه ها، انجام شده و سطح آنها توسط میکروسکوپ نوری بررسی و رابطه پارامترهای ماشینکاری با صافی سطح (Ra) و تراکم میکرو ترک های سطحی به روش برازش، ارزیابی کمی شده است. هدف از این پژوهش آن است که با استفاده از نتایج حاصل بتوانیم در هنگام ماشینکاری قالب، صافی سطح و میزان میکرو ترک ها را با توجه به پارامتر های ماشینکاری پیش بینی کنیم. در نتیجه امکان انتخاب مناسب پارامترهای ماشینکاری به منظور دستیابی به کیفیت مطلوب فراهم می شود.

در این مقاله سعی شده است پدیده سایش به طور کامل معرفی گردد و پارامترهای موثر بر سایش غلتک های کاری نورد گرم مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، انواع مکانیزم های سایش غلتک های کاری و تفاوت آنها در قفسه های مختلف بیان شده اند. با استفاده از روش المان محدود، و نوشتن برنامه مربوطه، نورد گرم، مدل سازی شده و با استفاده از توزیع فشار در طول غلتک، سایش اندازه گیری می شود. برای به دست آمدن ضریب تجربی موجود در معادله، سایش ناشی از عبورهای مختلف، جمع و با سایش واقعی حاصل از نمونه تست انجام شده در خط نورد گرم شرکت فولاد مبارکه، کالیبره می شود. نتایج به وسیله مقایسه نیروی به دست آمده با نیروی نورد واقعی تایید می شود. در نهایت سایش تئوری و تجربی برای یک قفسه با یکدیگر مقایسه می شود.

فرایند کشش سیم یکی از روش های شکل دهی در تهیه اجزای مکانیکی از قبیل پرچ، پیچ، سیم جوش است. در این مقاله، تئوری های رایج در تحلیل نظری فرایند کشش سیم مورد مقایسه با یکدیگر قرار گرفته است. تعیین نیروی کشش سیم مسی برای دو مرحله کاهش سطح مقطع به روش اجزای محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس از دستاوردهای این مقاله است. در این شبیه سازی مدل به صورت متقارن محوری در نظر گرفته شده است. در مرحله بعد، نیروهای کششی در هر دو مرحله کاهش سطح مقطع با روش های تجربی، نظری و اجزای محدود استخراج شده و مقایسه ای بین آنها صورت گرفته که همخوانی مطلوبی بین نتایج قابل مشاهده است.

وجود ترک در سازه، موجب نرمی محلی و تغییر در خواص سختی و رفتار دینامیکی سازه می شود. رفتار دینامیکی سازه دارای ترک، به عمق و مکان ترک بستگی دارد؛ از این رو می توان برای شناسایی عمق و مکان ترک از تغییرات رفتار دینامیکی سازه ناشی از ترک، استفاده نمود. در این مقاله ابتدا سه فرکانس طبیعی اول یک تیر یکسردرگیر که یک ترک سطحی باز برای ده عمق ترک مختلف و برای سی مکان مختلف در آن ایجاد شده است، با استفاده از تحلیل المان محدود محاسبه می شوند. سپس نتایج حاصل از تحلیل المان محدود به عنوان ورودی شبکه عصبی نوع GMDH و همچنین سیستم استنتاج تطبیقی عصبی-فازی ANFIS برای مدلسازی و پیش بینی عمق و مکان ترک مورد استفاده قرار می گیرند. این روشها برای یک تیر ایزوتروپیک یکسرگیردار مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است که نتایج حاصل، توانایی مطلوب روشهای ارایه شده را نشان می دهد.

کنترل ابعادی قطعه کار در صنایع فولاد اهمیت ویژه ای دارد. چالش اصلی در کنترل ضخامت ورق تغییرات در مقاومت ماده به خاطر تغییرات در ترکیب شیمیایی ماده قطعه کار، کاهش ضخامت و نرخ کرنش اعمال شده به قطعه کار است. در این مقاله بر مبنای پارامترهای اصلی موثر در نیروی نورد، راه حلی برای پیش بینی هرچه دقیق تر تنش جاری در یک واحد نورد نهایی گرم شده است. مقادیر پیش بینی شده توسط مدل با مقادیر تجربی مقایسه شده اند که تطابق بسیار خوبی را نشان می دهد.