شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک (مهندسی مکانیک جامدات)
سال:1388 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

این مقاله به بررسی اثرات سایش غلتک ها و شبیه سازی این پدیده در فرایند شکل دهی مجدد غلتکی اختصاص دارد. برای شبیه سازی پدیده سایش و بررسی نرخ سایش غلتک ها از نرم افزار شبیه سازی اجزای محدودABAQUS  استفاده شده است. قطعه تولیدی مورد نظر در شبیه سازی فرایند شکل دهی مجدد غلتکی سرد دارای پروفیل مربعی است. پس از انجام شبیه سازی با توجه به مدل سه بعدی ایجاد شده، ناحیه های مستعد سایش روی غلتک ها بررسی می شوند. همچنین اثر تغییر پارامترهای مهم مانند جنس، ضریب اصطکاک و ضخامت ورق بر روی سایش غلتک ها بررسی شده است. در انتها به منظور اعتبارسنجی، نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج مطالعات تجربی موجود، مقایسه شده است.

فرایند برش قابPVC  به وسیله دستگاه گیوتین یکی از روش های متداول در برش این گونه مواد است که مورد توجه بسیاری از تولیدکنندگان قطعات خودرو و همچنین تولیدکنندگان لوازم تزئینی از جنس PVC قرار گرفته است. در این مقاله ابتدا تاثیر پارامترهای اصلی مانند سرعت برش، نوع روانکار و نیروی فشاری قطعه گیر بر پارامتر صافی سطح مقطع برش خورده به وسیله آزمایش بر روی یک نمونه مشخص بررسی شده است. سپس با استفاده از نرم افزارABAQUS  و انجام شبیه سازی تاثیر این پارامترها مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج به دست آمده از آزمایش ها و نرم افزار تاثیر شدید این پارامترها را بر صافی سطح و نیروی برش نشان می دهد. در پایان با توجه به آزمایش های انجام شده، چند راه حل برای بهبود عیوب دستگاه ها ارائه شده است.

در این مقاله، کمانش حرارتی ورق دایره ای شکل ساخته شده از مواد مدرج تابعی با لایه های محرک - محرک پیزوالکتریک بر اساس محل صفحه خنثی و به کمک تئوری کلاسیک صفحات و تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات بررسی شده است. خواص ورق مدرج تابعی بر اساس مدل ردی در نظر گرفته شده است. ورق تحت بارگذاری حرارتی، افزایش غیرخطی درجه حرارت در راستای ضخامت و با شرایط مرزی گیردار فرض شده است. معادلات تعادل و پایداری با استفاده از حساب تغییرات و اعمال معادلات اویلر به دست آمده است. در پایان، مقادیر اختلاف دمای بحرانی کمانش بر اساس تئوری های یاد شده برای یک ورق نمونه با نتایج به دست آمده توسط سایر محققان مقایسه شده است که تطابق خوبی بین آنها مشاهده شد.

در این مقاله به بررسی کمانش الاستیک پوسته های مرکب با سطح مقطع بیضی با چیدمان صفر و نود درجه که تحت بار محوری فشاری هستند، پرداخته می شود. روش حل بر مبنای اجزا محدود، بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول اتخاذ شده است. یک المان هشت گره ای برای به دست آوردن رفتار الاستیکی پوسته بیضوی در نظر گرفته شده است. کرنش ها بر اساس جا به جایی ها در مختصات محلی پوسته به دقت محاسبه شده و کار انجام شده توسط بار اعمالی به سازه، در نظر گرفته شده است. معادلات تعادل با استفاده از حداقل کردن انرژی پتانسیل به دست آمده اند و با استفاده از روش صفر کردن دترمینان ماتریس سیستم، حل شده اند. اثر تغییر پارامتر سطح مقطع بیضی (نسبت شعاع بزرگ به شعاع کوچک بیضی) بر روی بار کمانش بحرانی پوسته استوانه بیضوی بررسی شده است. نتایج موید این مطلب است که تغییر در پارامتر سطح مقطع بیضی می تواند به طور محسوسی بار کمانش بحرانی را تغییر دهد.

در این مقاله با استفاده از پایش سیگنال الکتریکی یک سامانه نشر اکوستیک، تغییر شرایط در سطح مالش مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. اصطکاک با لغزش یک حلقه فولادی بر سطح یک ورق فلزی شبیه سازی شده است. در اثر حرکت حلقه، آشوب مکانیکی در سطح فلز ایجاد می شود که به صورت امواج تنشی در سطح منتشر می شود. با استفاده از یک حسگر پیزوالکتریک، جا به جایی ناشی از گذر موج تنش به صورت سیگنال الکتریکی دریافت می شود که از آن برای تحلیل وضعیت اصطکاک استفاده می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که میزان تاثیر عوامل مختلف مثل نیروی عمودی، جنس مواد و استفاده از روانکار بر خرابی سطح را می توان با تحلیل سیگنال الکتریکی مشاهده کرد. به عنوان مثال، مطالعه سیگنال حاصل از مالش دو سطح نشان می دهد که با مضمحل شدن لایه نازک روانکار بین دو سطح، سیگنال های مربوط به تشکیل خرابی های میکروسکپی با دامنه و فرکانس معین ظاهر می شوند. حساسیت روش مورد استفاده برای تشخیص خرابی نسبت به روش پایش اصطکاک به مراتب بیشتر بوده و از این روش می توان برای پایش وضعیت سطح در فرایند اصطکاکی استفاده کرد.

در این مقاله کمانش ورق های مستطیلی از مواد مدرج تابعی، در شرایط مرزی اختیاری و تحت بارگذاری فشاری دو محوری مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل حاضر بر پایه تئوری کلاسیک ورق ها با تغییر شکل های بزرگ استوار است. ورق از جنس مواد مدرج تابعی با مدل توانی در راستای ضخامت است که از تغییرات ضریب پواسون صرف نظر شده است. ابتدا معادلات تعادل در کمانش ورق بر اساس تئوری سطح خنثی فیزیکی به دست آمده اند و سپس حل دقیق این معادلات به کمک روش تبدیل استوکس انجام شده است. روش تبدیل استوکس یک روش کارامد در مواجه با شرایط مرزی حاکم بر لبه های ورق است که توابع جا به جایی ورق در حال کمانش با توجه به شکل مدهای حادث از این رویداد، به صورت توابع مثلثاتی تعریف می شوند. در مقاله حاضر، تابع جا به جایی در راستای ضخامت با استفاده از سری فوریه سینوسی حدس زده شده اند. با حل معادلات کمانش و اعمال شرایط مرزی در حالتی که لبه های ورق تحت مجموعه ای از فنرهای پیچشی و کششی قرار گرفته اند، بار بحرانی در شرایط مرزی مختلف محاسبه می شوند. همچنین تغییرات بار بحرانی بر اساس نسبت ابعادی ورق، تغییرات توان مدل FGM و نسبت بارگذاری در دو راستای ورق مورد بررسی قرار گرفته است. این نتایج با نتایج حاصل از المان محدود و نتایج سایر محققین، صحت سنجی شده است که هماهنگی خوبی بین آنها مشاهده می شود.

در این تحقیق تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری در استوانه هایی از جنس مواد هدفمند به روش های بدون المان و المان محدود بررسی شده است. روش بدون المان استفاده شده مبتنی بر فرم ضعیف معادله حرکت است. در این روش بدون المان از توابع شکل حداقل مربعات متحرک برای تقریب میدان تغییر مکان و از روش تبدیل برای اعمال شرایط مرزی اساسی استفاده شده است. برای حل مساله وابسته به زمان نیز روش تقاضل محدود مرکزی به کار رفته است. تغییرات خواص مواد در راستای شعاعی و طبق رابطه کسر حجمی در نظر گرفته شده است. در این مقاله اثر ضخامت استوانه، توان کسر حجمی توزیع مواد و همچنین اثر نوع بارگذاری بر مولفه های ارتعاشی این استوانه ها بررسی شد. نتایج حاصل از دو روش بدون المان و المان محدود با یکدیگر و با کارهای قبلی منتشر شده مقایسه و مطابقت بسیار خوبی مشاهده شد.

هدف از انجام این تحقیق، استخراج پارامترهای لازم برای مدل سازی آسیب به روش عددی و با استفاده از نرم افزارABAQUS  است. برای مقایسه و بررسی صحت نتایج این روش، این پارامترها به روش عملی استخراج شده اند. برای این منظور، ابتدا پارامترهای نمودار FLD به طور عملی از آزمون اریکسن برای فولاد زنگ نزن نیمه پایدار آستنیتی 304 استخراج شده است. با یک روش جدید، رفتار تغییر فاز از آستنیت به مارتنزیت این فولاد در حین شکل دهی کشش عمیق توسط نرم افزارهای CLEMEX و SIGMAPLOT مدل شده است و نتایج آن با تعریف تغییرات خواص مکانیکی و فیزیکی ماده الاستیک - پلاستیک با برنامه نویسی به زبان فورترن توسط زیربرنامه VUMAT به نرم افزارABAQUS  انتقال می یابد. سپس آزمون اریکسن در نرم افزار ABAQUS شبیه سازی گردیده و از زیربرنامه ذکر شده جهت تعریف تغییرات خواص در شبیه سازی استفاده شده است. نقاط مستعد به گلویی شدن موضعی، برای تمام نمونه ها شناسایی شده و نمودار FLD عددی بر اساس کرنش های اصلی در این نقاط ترسیم شده است، در پایان، نتایج حاصل از این روش و پارامترهای به دست آمده از آزمایش عملی روی نمودار FLD مقایسه می شوند.