مدل سازی در مهندسی
سال:1391 | دوره:10 | شماره:31 |تعداد مقالات:7

امروزه مهاربندهای بزرگ مقیاس که به طور هم زمان اتصال چند طبقه و چند دهانه از یک قاب را به یکدیگر ممکن می سازند، در بهبود رفتار ساختمان ها تحت اثر زلزله های شدید نقش موثری را ایفا می کنند. با توجه به این موضوع شناخت عملکرد قاب های مجهز شده با این نوع از سیستم ها حائز اهمیت است. در این مقاله رفتار لرزه ای قاب های دوگانه فولادی با مهاربندهای هم محور بزرگ مقیاس در سطح شکل پذیری ویژه مورد ارزیابی قرار گرفته و ضریب رفتار ناشی از شکل پذیری و اضافه مقاومت این نوع از سیستم های سازه ای محاسبه شده است. برای این منظور، اثر ارتفاع ساختمان بر ضریب رفتار با استفاده از تحلیل های استاتیکی پوش آور، دینامیکی فزاینده غیرخطی و دینامیکی خطی، بر روی مدل ساختمان هایی با تعداد طبقات مختلف که به مهاربندی ضربدری بزرگ مقیاس مجهز شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیان می کند که در اکثر مدل ها، ضریب رفتار و پارامترهای موثر بر آن از قبیل ضریب کاهش ناشی از شکل پذیری و ضریب کاهش ناشی از اضافه مقاومت، با افزایش تعداد طبقات کاهش می یابند ولی نرخ کاهش ضریب کاهش ناشی از شکل پذیری در مقایسه با نرخ کاهش ضریب کاهش ناشی از اضافه مقاومت، سریعتر می باشد. در نهایت ضریب رفتار برای هر یک از ساختمان ها به طور جداگانه محاسبه شده و متوسط این ضریب برای سازه های با تعداد طبقات مختلف در روش های طراحی حالات حدی و تنش مجاز به ترتیب 5.0 و 7.5 حاصل شده است.

ستون های مرکب دولایه فولادی که با بتن پر می شوند از خانواده ستون های CFT به شمار می روند که از دو جداره فولادی با مقطع مربع یا گرد تشکیل شده و به صورت هم مرکز مونتاژ می شوند و بین دو جداره آن با بتن پر می گردد. ستون های مرکب دو لایه دارای مزایایی از قبیل عدم نیاز به قالب بندی برای بتن ریزی، حمل و مونتاژ سریع و حفاظت سطح بتن از آسیب می باشند. این ستون ها در سازه های فراساحلی، پایه پل هایی با دهانه های بزرگ، مجراهای هسته ای در نیروگاه ها مورد استفاده قرار گرفته و اخیرا نیز در اسکلت سازه های بلندمرتبه در ژاپن به کار رفته است. در مطالعه حاضر، رفتار این نوع جدید از ستون ها با استفاده از روش اجزا محدود و به کمک نرم افزار ABAQUS تحت نیروی محوری فشاری و لنگر خمشی بررسی شده است. جهت اطمینان از صحت مدل سازی اجزای محدود، نتایج حاصل از تحلیل های عددی ستون های CFT با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده و از درستی مدل سازی، اطمینان حاصل شده است. در این تحقیق اثر پارامترهایی از قبیل مشخصات هندسی مقطع، لاغری ستون و مشخصات مقاومتی مصالح به کار رفته در ستون های مرکب دولایه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که این ستون ها نسبت به ستون های CFT دارای ظرفیت تحمل بار بیشتری بوده و نسبت به ستون های CFT سبک تر و نسبت به ستون های فولادی و بتنی اقتصادی تر می باشد.

در این مقاله، محفظه احتراق توربین گاز SGT600 که دارای 18 برنر مشابه می باشد، از خروجی کمپرسور تا ورودی توربین به صورت عددی با استفاده از نرم افزار ANSYS CFX مدل شده و پدیده احتراق به صورت سه بعدی با مدل آشفتگی k-e و مدل احتراقی TFC مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. با شبیه سازی عددی میدان جریان و دما درون محفظه احتراق و مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج تجربی، انطباق بسیار مناسبی بین نتایج تحلیل عددی و تجربی مشاهده شد؛ به طوری که میزان خطا در مورد محاسبه دمای خروجی حدود 0.1 درصد است. در مدل عددی به کار رفته حداکثر دمای سپر حرارتی در حدود 1390 درجه کلوین به دست آمده است که با توجه به پوشش محافظ آن این مقدار دما برای سپر حرارتی قابل تحمل می باشد. همچنین در محاسبات عددی حداکثر دمای دیواره در حدود 1285 درجه کلوین محاسبه شد که کاهش دمای روی دیواره ها ناشی از خنک کاری دیواره ها می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده از تحلیل عددی، مشخص شد که مدل  CFDایجاد شده، توانمندی بسیار خوبی در مدل سازی خنک کاری این محفظه داشته و قادر به تعیین نقاط حساس از دیدگاه عملکردی است.

یکی از بحث هایی که پس از سالیان متمادی همچنان در بین محققین زمینه ماشین کاری رایج است، میزان تاثیر پدیده های کرنش سختی، نرخ - کرنش سختی و نرم شوندگی حرارتی در مقاومت ماده به سیلان در ناحیه برش است. برخی بر این اعتقادند که نرم شوندگی ناشی از بالا رفتن دما سختی ایجاد شده در اثر نرخ کرنش را خنثی کرده، بنابراین دما و نرخ کرنش در سیلان ماده بی تاثیر بوده و مشابه فرآیندهای شکل دهی، برای رابطه ریاضی مدل ساختاری ماده (مدل ماده) کافی است که تنش سیلان را فقط بر حسب کرنش بیان کنند. مدل های ماده با این فرم به سادگی و به کمک آزمایش استاندارد کشش قابل دستیابی خواهند بود. این در حالی است که مرتبه بزرگی نرخ کرنش و دماهای متداول در ماشین کاری چندین برابر مقدار این متغیرها در فرآیندهای شکل دهی است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که هر چند کرنش سختی نقش اصلی را در تغییرات تنش سیلان در ماشین کاری خواهد داشت، اما میزان تاثیر نرخ کرنش سختی و نرم شوندگی حرارتی هم قابل توجه خواهد بود. اما دما و نرخ کرنش اثر یکدیگر را خنثی نمی کنند و باید در فرم ریاضی رابطه مدل ماده حضور داشته باشند؛ تا به ترتیب اثر اصطکاک به عنوان منبع حرارتی خارجی و اثر سرعت انجام فرآیند را به عنوان دو پارامتر مستقل اعمال کنند.

این مقاله به تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ متقارن محوری ورق با در نظر گرفتن شعاع گوشه قالب و ضخامت متغیر برای قسمت گنبدی شکل ورق، می پردازد. هدف از انجام این مطالعه، محاسبه توزیع ضخامت در ورق تغییر شکل یافته و همچنین محاسبه میزان فشار شکل دهی لازم در دو حالت نیروی ورق گیر زیاد و نیروی ورق گیر کم می باشد. برای تحلیل، ابتدا یک رابطه برای تغییرات ضخامت قسمت گنبدی شکل ورق پیشنهاد شده و با اعمال قانون تراکم ناپذیری در تغییر شکل پلاستیک، توزیع ضخامت به دست آمده است. سپس بر اساس توزیع ضخامت به دست آمده، کرنش ها و تنش ها در سراسر نقاط ورق و همچنین انرژی کرنشی ورق محاسبه شده اند. با مساوی قرار دادن انرژی کرنشی با کار انجام شده توسط فشار سیال، فشار شکل دهی لازم در هر مرحله تغییر شکل محاسبه شده است. به منظور اعتباردهی به تحلیل حاضر، نتایج به دست آمده با نتایج سایر محققان مقایسه شده است.

اصطکاک یکی از مهمترین پدیده های موثر بر فرآیند فورج می باشد، که تحلیل آن در این فرآیند ضروری است. علاوه بر رعایت یک سری اصول اساسی، انجام روانکاری صحیح بهترین روش کنترل اصطکاک و سایش در این فرآیند می باشد. به دلیل کم هزینه بودن عملیات روانکاری در مقایسه با کاهش هزینه آن در فرآیند تولید، ارزیابی روانکارها یک اصل مهم در فرآیند فورج است. یکی از بهترین روش های ارزیابی روانکارها آزمون فشار حلقه می باشد، که در آن با استفاده از روش تحلیل اجزای محدود ضریب اصطکاک در فرآیند فورج محاسبه می شود. در این تحقیق با انجام آزمون فشار حلقه و شبیه سازی آن، اثر روانکار مخلوط گرافیت در آب در کاهش اصطکاک فرآیند فورج داغ بررسی شده است. اثر روانکار به وضوح در ابعاد قطعه نهایی و در نتیجه کاهش اصطکاک مشاهده شده است؛ به طوری که باعث تبدیل اصطکاک چسبنده به اصطکاک لغزنده شده است. ولی تغییر درصد گرافیت در آب تاثیر چندانی در کاهش ضریب اصطکاک نداشته است. همچنین پس از مشاهده اختلاف زیاد بین مقادیر ضریب اصطکاک به دست آمده توسط نرم افزار تحلیل اجزای محدود ABAQUS و منحنی های کالیبراسیون اصطکاکی این نتیجه به دست آمد که، شبیه سازی شرایط فورج داغ مجموعه همگانی از منحنی های کالیبراسیون فراهم نمی آورد.

هدف این مقاله بررسی پارامترهای موثر بر عملکرد مدل برهمکنش ادی و قطره (EIM) در پیش بینی پخش قطرات در اثر آشفتگی جریان در قطره گیرهای زیگزاگی ساده می باشد. جریان گاز و قطره در قطره گیر، به روش اویلری - لاگرانژی بررسی شده است. حل جریان گاز با استفاده از مدل آشفتگی تنش های رینولدزی دارای توابع بهبود یافته در نزدیکی دیواره انجام گرفته است و میدان جریان گاز در خم های قطره گیر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که با تعریف یک مقدار ثابت زمانی (CL) برای تعیین عمر ادی ها در تمامی سرعت های جریان گاز نمی  توان به پیش بینی های مناسبی برای پخش قطرات و راندمان قطره گیری رسید و مقدار ثابت زمانی با تغییر عدد رینولدز جریان گاز تغییر می کند. برای اعتبارسنجی، نتایج عددی با مشاهدات تجربی، نتایج تئوریک و شبیه سازی های عددی دیگر محققین مقایسه شده است، که همخوانی خوبی را نشان می دهد. پس از بررسی اعتبار حل عددی و تعیین ثابت زمانی عمر ادی ها، برای سه قطره گیر زیگزاگی با مشخصات هندسه یکسان و با تعداد خم های متفاوت، بازدهی قطره گیری و افت فشار ایجاد شده با یکدیگر مقایسه شده است.