روش های عددی در مهندسی (استقلال)
سال:1388 | دوره:28 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

در این مقاله با به کارگیری تکنیک موازنه هارمونیکی یک ابزار طراحی جدید برای تحلیل رفتار غیرخطی فیلترهای حوزه- لگاریتمی ارایه می شود. در روشهای پیشنهادی قبلی با استفاده از مدل خطی سیگنال کوچک مدار و با به کارگیری بسط سریهای توانی، از جملات دوم و سوم سری برای تحلیل اعوجاج استفاده شده است. با توجه به اینکه فیلترهای حوزه- لگاریتمی بر خلاف فیلترهای خطی معمولی دارای رفتار سیگنال بزرگ هستند، این روشها قادر به توصیف دقیق میزان اعوجاج در این فیلترها نیستند. روش پیشنهادی حاضر که بر اساس تحلیل در حوزه فرکانس است دارای محدودیت در رفتار سیگنال بزرگ نبوده و درمقایسه با روشهای پیشنهادی دیگر می تواند میزان اعوجاج فیلترهای حوزه- لگاریتمی را با دقت زیادتر، در تعداد هارمونیکهای بیشتر و برای مدارهای با پیچیدگی بالاتر ارزیابی کند.

تحلیل و فهم تصاویر پزشکی، از لحاظ کلینیکی برای تشخیص بیماریها و درمان، همچنین در بینایی ماشین و تشخیص الگو دارای اهمیت است. یکی از مهمترین مباحث در این زمینه، تشخیص مرز اشیاست که غالبا پایه ای برای پردازشهای بعدی همچون تشخیص عضو و بافت، بخش بندی تصویر، تحلیل حرکت، اندازه گیری پارامترهای فیزیولوژیکی و آناتومیکال و غیره است. گرچه یکی از بهترین روشهای تشخیص لبه استفاده از تبدیل ویولت است، اما تبدیل ویولت معمولی از نقایصی نیز برخوردار است. ازجمله نقاط ضعف این تبدیل وابستگی آن به شیفت ورودی و ضعف در تشخیص جهت های صحیح در زیرباندهای حاصله در حالت چند بعدی است. تبدیل ویولت مختلط، با استفاده از ویولت مادرمختلط، بر این نقاط ضعف غلبه کرده و در عین حال افزونگی و میزان محاسبات در این تبدیل قابل قبول است. این تبدیل به خصوص برای حالتهای چند بعدی و برای پردازشهای با دقت بالا از جمله پردازش تصاویر پزشکی، مفید است. در این مقاله پس از اشاره به نقاط ضعف تبدیل ویولت معمولی و معرفی تبدیل ویولت مختلط گسسته و مقایسه خصوصیات این دو تبدیل، از تبدیل ویولت مختلط گسسته برای بهینه سازی تصویر و تشخیص لبه تصاویر نویزی، استفاده شده است. نتایج شبیه سازیها حاکی از سادگی وکیفیت بالای روش مطرح شده در این مقاله نسبت به دیگر روشها در حوزه ویولت معمولی و یا حوزه تصویر به ویژه برای حالات نویزی است.

استفاده از بادبندهای برون محور در ساختمانهای اسکلت فولادی بسیار متداول است. در این ساختمانها اتصال تیر به ستون معمولا دارای رفتار غیرخطی و نیمه صلب بوده که این رفتار اتصال تاثیر بسیار زیادی در عملکرد قابهای مهار بندی شده برون محور دارد که در این مقاله به آن پرداخته شده است. در این تحقیق کلیه اجزای قابهای فولادی از جمله اتصالات تیر به ستون به صورت سه بعدی و توسط المانهای پوسته مدل شده است و تحت اثر بار استاتیکی جانبی افزاینده در محیط نرم افزار ANSYS به صورت غیرخطی تحلیل شده است. در ابتدا اثر اتصالات بر مقاومت نهایی قاب مهاربندی شده، میزان استهلاک انرژی، سختی الاستیک و ضریب شکل پذیری بررسی شده است که نشان دهنده رفتار لرزه ای مناسبتر قاب نیمه صلب نسبت به دو حالت کاملا مفصلی و کاملا صلب است و سپس اثر تغییر طول تیر پیوند مطالعه شده است و برای حالتهای مختلف، رفتار لرزه ای و غیرخطی قابها با هم مقایسه شده است و مناسبترین محدوده طول تیر پیوند در قابهای نیمه صلب مشخص شده است.

ساختمانهای بتن مسلح برای سه حد سرویس دهی، ایمنی جانی و آستانه فروریزش طراحی می شوند. لذا با توجه به سطح و شدت زلزله اعمالی، در اعضای تشکیل دهنده سیستم، امکان عملکرد در محدوده غیر الاستیک و اجازه ایجاد ترک و تغییر شکلهای زیاد همراه با تشکیل مفاصل پلاستیک داده می شود. در این مقاله 8 عدد قاب بتن مسلح با ارتفاع کوتاه تا متوسط (یک تا هشت طبقه) که دارای شکل پذیری متوسط اند انتخاب و طراحی شده اند. سپس با انجام تحلیلهای غیر خطی، مقدار آسیبهای ایجاد شده در نقطه عملکرد (ایمنی جانی)، سختی، مقاومت کاهش یافته قاب و همچنین تغییر شکلهای ماندگار سیستم مورد مطالعه قرار گرفته است. بر مبنای آسیبهای ایجاد شده درسطح عملکرد ایمنی جانی، قابهای آسیب دیده مجددا مدلسازی شدند. در قابهای مورد مطالعه سختی قاب آسیب دیده حدود30  درصد، مقاومت حدود 10 درصد و تغییر مکان قاب آسیب دیده در حدود 50 درصد تغییر مکان قاب در قبل از آسیب دیدگی شده است. در انتها برای ترمیم سازه و بازگرداندن ظرفیت سازه به منظور عملکرد مناسب در زلزله های آتی، از مهاربندهای هم مرکز ضربدری، حداقل سختی مورد نیاز برای ترمیم با توجه زمان تناوب و سختی اولیه ارایه شده است.

برمبنای تحقیقات انجام شده در دهه های اخیر، دیوارهای برشی فولادی به عنوان سیستمهای مناسب باربر جانبی در طراحی لرزه ای سازه ها و مقاوم سازی ساختمانهای موجود شناخته شده اند و به صورت تقویت شده یا تقویت نشده به کار می روند. مطالعات معدودی که برروی سیستم تقویت شده صورت گرفته است نشان می دهد که تقویت یک دیوار برشی فولادی با سخت کننده های متداول افقی و قائم مناسب، باعث بهبود رفتار غیرخطی آن می شود. لکن استفاده از این سخت کننده ها که عمدتا برای جلوگیری از کمانش برشی الاستیک ورق پرکننده  به کار می روند هزینه بر و وقت گیر است. از این رو در این تحقیق، تقویت دیوارهای برشی فولادی با سخت کننده های قطری و رفتار غیر خطی آنها بررسی شده اند و روابط نظری منتج از مطالعات نظری که به کمک روشهای تحلیلی معتبر دقت سنجی شده اند، به منظور برآورد ظرقیت مقاومت برسی این سیستم و تعیین ابعاد سخت کننده های قطری ارایه شده اند. نتایج نشان می دهند که سخت کننده هاز قطری در کاهش طول موثر کمانشی نوارهای مورب موثر بوده اند و باعث افزایش مقاومت برشی حدالاستیک ورق فولادی دیوار و مقاومت نهایی برشی سیستم نسبت به حالت تقویت نشده شده اند. همچنین، بین نتایج حاصل شده از روش نظری پیشنهادی با نتایج مدلهای تحلیلی تطابق خوبی وجود دارد.

در این تحقیق تحلیل اجزای محدود غیرخطی ترمومکانیکال غیرکوپل از فرایند جوشکاری زیرپودری لوله های درز جوش مستقیم با رویکرد بررسی تنشهای پسماند ناحیه جوش ارایه شده است. تحلیل با بخش گرمایی آغاز می شود جایی که توان گرمایی بر اساس معادلات دوبیضوی گلداک به جسم اعمال می شود. سپس با تعیین تاریخچه گرمایی هر یک از المانها و با توجه به نمودارهای سرمایش پیوسته ماده هرگونه تغییر فاز در ساختار ماده بر اساس زمان سرمایش 800 به  (t8.5) 500برای یک المانها در نواحی متاثر از جوشکاری و مذاب بررسی و فاز نواحی مختلف محاسبه شده است. بر این اساس و بر اساس خواص ترموفیزیکی ماده در فازهای مختلف برای هر المان خواص ترمومکانیکی مربوط توسط کد داخلی تعریف شده است. پس از تحلیل تنش و به منظور اعتبار سنجی روش، مقایسه ای بین نتایج حاصل از شبیه سازیها با نتایج تجربی حاصل از متالوگرافی و آزمون تست سوراخکاری کرنش سنجی به عمل آمده است که انطباق بسیار خوبی را نشان می دهد. از جمله جنبه های نو در این تحقیق علاوه بر نتایج به دست آمده مترتب بر شرایط خاصِ مورد مطالعه، می توان به تحلیل فرایند جوشکاری برای فولاد API 5L-X70 که باعث ایجاد منابع غیرخطی شدید هنگام تفکیک خواص ساختاری ماده می شود و استفاده از خواص معادل در بیان تغییر فازها و حالات فیزیکی ماده اشاره کرد.

در این تحقیق اثر سه مورد از مهمترین عملیاتهای تکمیلی بر روی لوله های درزدار قطور مورد استفاده در انتقال نفت و گاز بر تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری زیر پودری مطالعه شده است. بدین منظور از برنامه نویسی پارامتری در محیط نرم افزار ANSYS در تحلیل غیر خطی مکانیکی- گرمایی و در شرایطی که جسم از قبل حاوی تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری است بهره برده شده است. این عملیات عبارت اند از اعمال فشار داخلی به لوله که به هایدروتست معروف است، کوئنچینگ به کمک گرما دهی توسط حلقه القایی خارجی که به کوئنچینگ به روش هوش شناخته می شود و کوئنچینگ همزمان با جوشکاری که روشی بسیار اقتصادی است. از جمله جنبه های نو در این تحقیق بررسی فرایندهای مذکور برای لوله های API 5L-X70 و مقایسه همزمان آنها است. به علاوه شبیه سازی فرایند های کوئنچینگ مذکور به روش اجزای محدود تاکنون سابقه ای نداشته، ضمن آنکه در این تحقیق برای اولین بار اثر ترکیب این فرایندها با هایدروتست نیز ارایه شده است. نتایج شبیه سازیها به کمک مقایسه کیفی با دستاوردهای تجربی یافت شده در دیگر مراجع اعتبار سنجی شده است.