در این مقاله روش اجزای محدود لاگرانژی همگرد برای تحلیل مسایل غیر خطی هندسی و مادی، با به کارگیری المان های سه بعدی و تغییر شکل یافته پوسته، ارایه شده است. در این تحلیل از روش لاگرانژی بهنگام همراه با همه ‏عبارت های خطی و غیر خطی کرنش گرین- لاگرانژ، برای حذف تقریب محاسبه تنش کوشی در فرمولبندی اجزای محدود استفاده شده است. برای تحلیل غیر خطی مادی، رفتار ماده در محدوده پلاستیک با کار سختی خطی مدل سازی شده و همچنین قاعده سیلان پرانتل- راس و معیار تسلیم فون میسز مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از فرمولبندی مورد نظر، مثال هایی برای تغییر شکل های بزرگ الاستیک و الاستیک- پلاستیک به کمک المان های سه بعدی و تغییر شکل یافته پوسته تحلیل شده و با نتایج دیگر روش های همگرد مقایسه شده است.

فرآیند یکنواخت کردن برای کاهش یا اصلاح عیوب تختی ورق بعد از فرآیند نورد یا باز کردن از کویل به طور گسترده استفاده می شود. در این مقاله، یک روش تحلیل عددی الاستو پلاستیک دو بعدی مبتنی بر روش حل عددی برای پیش بینی رفتار ورق در حین فرآیند ارایه شده است. با استفاده از آن، تاثیر پارامترهای مختلف نظیر تداخل غلتکها قطر و تعداد غلتکها بر روی انحنا و تنش پسماند محصول نهایی بررسی شده است. همچنین، تاثیر آزمایشهای تجربی متعددی روی کاهش انحنای ورق در طی فرآیند انجام شده است. نتایج بدست آمده از این روش با نتایج تحلیل اجزای محدود به کمک نرم افزار ANSYS و نتایج تجربی مقایسه شده است. تطابق نسبتا خوب بین این نتایج، اعتبار و صحت این تحلیل را نشان می دهد. مزایای این روش صرفه جویی در خطا و کاهش هزینه های تولید است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله کمانش الاستیک-پلاستیک متقارن صفحه دایره ای توپر با ضخامت متغیر، با فرض صفحه نازک و بر اساس دو نظریه نموی و تغییرشکل بررسی شده است. بارگذاری به صورت فشار یکنواخت روی لبه خارجی و شرایط مرزی لبه خارجی به دو شکل ساده و گیردار در نظر گرفته شده است. تغییر ضخامت صفحه در راستای شعاعی به شکل توانی فرض شده است. برای کمینه کردن معیار انتگرالی یگانگی پاسخ، بر پایه روش ریلی-ریتز، یک تابع حدس شامل تعدادی ضریب مجهول که شرایط مرزی هندسی را ارضا می کند، برای جابه جایی عرضی صفحه انتخاب شده است. آن گاه با جایگذاری تابع حدس در معیار پایداری و کمینه سازی انتگرال نسبت به ضریب های مجهول، یک دستگاه معادلات جبری همگن بر حسب ضریب های مجهول به دست می آید. برای داشتن پاسخ غیر بدیهی و با مساوی صفر قرار دادن دترمینان ماتریس ضرایب، بار بحرانی کمانش به دست می آید. به منظور ارزیابی تحلیل، نتایج در حالت ضخامت ثابت با نتایج مراجع پیشین مقایسه و سازگاری خوبی بین نتایج مشاهده شده است. آن گاه برای صفحه با دو جنس آلومینیوم تجاری و فولاد 1403، اثر اندازه و چگونگی تغییرات ضخامت صفحه و نیز نوع تکیه گاه بر بار بحرانی کمانش بررسی شده است. نتایج نشان می دهند در حالتی که ضخامت مرکز 10% از ضخامت لبه بیشتر باشد نسبت به حالتی که ضخامت مرکز 10% از ضخامت لبه کمتر باشد، بار بحرانی کمانش می تواند تا حدود 40% افزایش یابد.

مشکلات ریزش در چاه های نفت هزینه های زیادی را در تولید نفت تحمیل می نماید که یکی از علل این مشکلات می تواند تخمین نادرست وزن گل حفاری باشد. انتخاب معیار تسلیم مناسب در تخمین وزن گل نقش اساسی دارد. در بررسی های تحلیلی انجام شده در زمینه پایداری چاه نفت، کارایی معیار تسلیم موگی – کولمب نسبت به دیگر معیارها تایید شده است که دلیل آن در نظر گرفتن تاثیر مناسب تنش اصلی میانی است. تاکنون به بررسی عددی این معیار پرداخته نشده است. در این پژوهش مدل رفتاری الاستیک - کاملا پلاستیک بر اساس معیار موگی- کولمب ایجاد و در نرم افزار FLAC2D اضافه شده است. برای صحت سنجی این مدل از داده های آزمایش سه محوره بر روی سنگ بازالت استفاده شد که نتایج نشان دهنده دقت قابل قبول مدل است. سپس مقایسه ای بین سه معیار تسلیم موهر- کولمب، موگی- کولمب و دراگر- پراگر بر اساس مطالعه موردی از داده های مکانیک سنگی میدان نفتی در کانادا استفاده شده است. دلیل انتخاب این سه معیار، تاثیر متفاوت نتش اصلی میانی در این معیارها است. با توجه به نتایج به دست آمده محدوده پلاستیک تعیین شده توسط مدل موگی-کولمب در محدوده فی مابین دو مدل دیگر است.

در این مقاله یک برنامه اجزای محدود دو بعدی تدوین و به وسیله آن رفتار الاستیک – پلاستیک لوله گرد، تحت بار جانبی متمرکز تحلیل شده است. نتایج این تحلیل می تواند برای تخمین نیروی شکل دهی مجدد لوله های گرد به غیر گرد، در فرایند شکل دهی غلتکی سرد استفاده شود. همچنین نمونه چنین تحلیلی در طراحی غلاف محافظ چاههای نفت و بررسی ضربه گیرهای مکانیکی که انرژی جنبشی را به صورت تغییر شکل پی در پی پلاستیک و لهیدگی جذب می کنند انجام می شود. این ضربه گیرها در سازه های دریایی و برای جذب انرژی ناشی از برخورد کشتی ها به کار گرفته می شود. بررسی و مقایسه نتایج با نتایج مشابه از نرم افزار ANSYS، اعتبار و صحت تحلیل را نشان می دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

به دلیل نیاز هایی که در جراحی های ارتوپدی وجود دارد، رفتار مکانیکی استخوان کورتیکال در بار گذاری سیکلی و نرخ کرنش فیزیولوژیک، مورد بررسی قرار گرفته است. تأکید بر روی توسعه قانون ساختاری است که بتواند رفتار حین بارگذاری، باربرداری و بارگذاری مجدد که در آزمایش ها مشاهده شده را ایجاد کند. این مدل ها با ترکیب المان های رئولوژیک و اصول انرژی فرمول بندی خواهند شد. ابتدا دو مدل یک بعدی مستقل از نرخ کرنش فرمول بندی شده، یکی دارای یک متغیر آسیب و دیگری دارای دو متغیر آسیب مجزا در کشش و فشار است، مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از داده های آزمایشگاهی، ضرایب هر مدل به دست آمده است. با مقایسه نتایج شبیه سازی و داده های آزمایشگاهی، اصلاح لازم بر روی مدل ها صورت گرفته است. درنهایت با ترکیب معیار تسلیم ناهمسانگرد برسلر- پیستر و مدل یک بعدی مستقل از نرخ همراه دو متغیر آسیب، مدل سه بعدی متناظر حاصل شد. این مدل سه بعدی در قالب روش اجزاء محدود صریح پیاده سازی شده و نتیجه آن با نتایج شبیه سازی مدل یک بعدی و داده های تجربی سازگاری قابل قبولی نشان داد. این مدل سه بعدی مناسب شبیه سازی هندسه های پیچیده خواهد بود. ضریب تعیین برای مدل های یک بعدیRI ، ±RI، RI و  ±RI اصلاح شده و مدل سه بعدی به ترتیب مقادیر 0/882174 ، 0/965665، 0/995508 ، 0/996279 و  0/984866  حاصل شده است.

یکی از مشکلات فرآیند شکل دهی مجدد برای تولید لوله هایی با مقاطع غیر گرد پیش بینی وضعیت تماس لوله و غلتک در حین تغییر شکل می باشد. در این پژوهش، تحلیل الاستیک-پلاستیک با فرض کرنش صفحه ای برای فرایند شکل دهی مجدد لوله تدوین شده است. یکی از مشکلات فرآیند جدا شدن لوله از غلتک ها در بعضی از نواحی تغییر شکل در حین فرآیند می باشد. مدل تماسی ارایه شده در این پژوهش قابلیت تشخیص جدایش لوله از غلتک ها را دارد و در نتیجه پیش بینی بهتر عیوب امکان پذیر خواهد شد. در ادامه، برای بررسی صحت مدل ارایه شده، نتایج تحلیلی و تجربی مقایسه شده که تطابق نسبتا خوبی مشاهده می شود.