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

یکی از مهم ترین ویژگی های مورد نیاز در تحلیل سدهای خاکی، اندازه گیری فشار آب منفذی می باشد که از لحظه شروع ساخت، رفته رفته در بدنه سد افزایش می یابد. کنترل پایداری سدهای خاکی در مراحل مختلف ساخت بسیار حائز اهمیت می باشد. لذا به منظور تحکیم یافتگی کامل مصالح هسته، اجرای سد خاکی با سرعت یکنواخت از اهمیت زیادی برخوردار است. در مطالعه حاضر از قاعده میرایی رایلی در محاسبات فشار آب حفره ای سد خاکی آزادی و از دو تحلیل شبه استاتیکی و دینامیکی به صورت غیرخطی استفاده شده است. همچنین از مدل رفتاری ساده الاستوپلاستیک مبتنی بر معیار موهر-کلمب در نرم افزار آباکوس استفاده شده است. جهت صحت‎سنجی، فشار آب حفره ای هسته رسی در اثر تغییرات تراز آب مخزن پس از آبگیری توسط نرم افزار آباکوس، مدل و با نتایج ابزار دقیق در حالت شبه استاتیکی مقایسه گردیده است. به منظور تطبیق داده‎های مشاهداتی و پیش‎بینی شده از رگرسیون چند متغیره و از معیار ضریب تبیین استفاده و مقدار 9747/0=R2 نشان گر هم خوانی بسیار خوبی بین داده‎های مشاهداتی و پیش‎بینی شده است. مقایسه نتایج تحقیق نشان داد که فشار آب حفره ای در تحلیل دینامیکی 39 درصد بیش تر از تحلیل شبه استاتیکی است. حداکثر نسبت فشار آب حفره ای (ru) در هسته سد برابر 24/0 به دست آمد. بدین ترتیب با توجه به نسبت فشار آب حفره ای به دست آمده، شکست هیدرولیکی در هسته رخ نخواهد داد.

در این تحقیق با ترکیب نگرش اجرای محدود و نگرش سیستم ها، چارچوبی مناسب برای مدل سازی پویای مسایل واقعی و بزرگ و حل آنها توسط الگوریتم های تجزیه – هماهنگی و یا تجمیع – تکسیر ارایه گردیده است. این چارچوب امکان استفاده از قابلیتهای هر کدام از دو نگرش یاد شده را در یک قالب یکپارچه برای شبیه سازی و بهینه یابی در اختیار تحلیلگر قرار می دهد. برای نشان دادن کاربرد این چارچوب، مدل و نرم افزاری به نام FEWREM توسعه داده شده است. نهایتا یک مثال با این نرم افزار مدل شده و با نمونه حل شده همین مثال با نرم افزار MODSIM نیز مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان می دهد که مقدار کمبودها در تامین نیازها، برای MODSIM بیشتر از FEWREM است. بعبارت دیگر بهره وری مدل FEWREM برای استفاده از منابع آب موجود بیشتر از مدل MODSIM است.

امروزه هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی سازگار با محیط زیست مورد توجه صنعت حمل و نقل قرار گرفته است. استفاده از مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV به دلیل نسبت استحکام به وزن مناسب آن ها، راه حلی مطمئن برای ذخیره گاز هیدروژن متراکم به شمار می آید. مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV از سه بخش اصلی، لاینر پلیمری، فلنج فلزی و پوسته کامپوزیتی الیاف کربن/اپوکسی تشکیل شده اند. در ناحیه عدسی های این مخازن به دلیل کاهش شعاع و تجمع رزین، ضخامت لایه های کامپوزیتی و زاویه الیاف افزایش می یابد و این امر مدل سازی این نواحی را در این مخازن به جدی ترین چالش تبدیل کرده است. افزونه WCM به منظور شبیه سازی المان محدود متقارن محوری یا سه بعدی مخازن تحت فشار کامپوزیتی نوع III و IV، برای نرم افزار آباکوس ارائه شده است. در این افزونه علاوه بر کمیت هایی چون ضخامت لایه ها و زاویه الیاف می توان کمیت های ساختی چون پهنای باند، زاویه انتقال و بخش پایانی را نیز تعیین کرد تا مدل سازی دقیق تری حاصل شود. در این پژوهش، مخزن تحت فشار کامپوزیتی نوع IV با حجم داخلی دو لیتر، توسط افزونه WCM در نرم افزار آباکوس مدل شده است. مقایسه نتایج عددی حاصل از این مدل سازی با نتایج تجربی و شبیه سازی های موجود در مقالات، دقت قابل قبول این مدل سازی را نشان می دهد. همچنین در این پژوهش، پس از استخراج تنش های راستای اصلی ماده و کدنویسی روابط حاکم بر معیارهای شکست مواد کامپوزیتی چون تسای-هیل، تسای-وو و هشین، فشار تخریب مخزن پیش بینی شده است که در پژوهش های دیگر به آن پرداخته نشده است.

استفاده از بتن به همراه فولاد در سازه ها می تواند نقش مؤثری در بهبود رفتار سازه یعنی افزایش مقاومت و شکل پذیری، ایفا نماید. در بسیاری از موارد در سازه های فولادی که ضوابط شکل پذیری قابل ملاحظه را ارضا نمی کنند. تیرهای مختلط فولادی بتنی شامل یک تیر فولادی هستند که بر روی آن بلوک بتنی با استفاده از اتصالات برشی نصب می شود. در ساخت و ساز سنتی تیرهای مرکب، بلوک های بتنی بدون اتصالات خاص روی تیر فولادی قرار می گیرد و توسط آن حمایت می شود. از آنجا که در این حالت هیچ اتصالی بین بلوک بتنی و تیر فولادی قرار ندارد، تحت اثر بارهای مختلف، هرکدام به شکل مستقل واکنش عمل می کنند. در این تحقیق تیر مختلط با رویی بتنی و تیر فولادی ثابتی را مدل سازی با نرم افزار المان محدود ABAQUS مدل و صحت سنجی با مدل آزمایشگاهی انجام یافته است و در ادامه شش دسته ( میلگرد – اصطکاکی – نبشی – میلگرد L شکل-ناودانی – دو ردیف میلگرد – دو ردیف نبشی ) که تفاوت نمونه ‍ ها فقط در نحوه اتصال بتن به فولاد بوده مدل سازی و برای هر شش سری پنج ضخامت متفاوت در نظر گرفته شده و تحقیق گردیده است که در نتیجه مطالب زیر نتیجه گیری شده است. افزایش تعداد برشگیرها باعث افزایش مقاومت در تیرهای مرکب می شود. با افزایش تعداد برشگیرهای ساده به دو ردیف میزان ده درصد مقاومت نهایی خمشی تیرهای مرکب را افزایش می دهد. تاثیر بین برشگیرهای ناودانی و نبشی تفاوت چندانی نشان نمی دهد. تاثیر بین برشگیرهای ساده و L شکل در حدود 2 درصد فرق کرده است.

برخی از اجسام پرنده بنا به دلایلی فاقد ارابه فرود می باشند که این عملکرد منجر به استفاده از لانچر ها برای این دسته از اجسام گردیده است. به علت قرار گیری جسم بر روی این سازه پیش از فاز پرتاب نیروهایی بر این سازه اعمال می گردد که منجر به تغییر شکل اندکی در سازه می شود. گاها اجسام قرار گرفته بر روی این لانچر ها در فاز پرتاب نیازمند حفظ زاویه دقیق پرتاب هستند فلذا نباید تغییر شکل الاستیک لانچر بیش از حد مجاز گردد از این رو تحلیل میزان جابه جایی و تغییر شکل لانچر اهمیت می یابد، از طرفی برای بهره گیری از مواد مناسب برای ساخت لانچر اهمیت بسزایی داشته بنابراین اطلاع از نحوه توزیع تنش در سازه آن در اثر بارگذاری مهم می نماید. برای طی این روند 2 راه وجود دارد که راه اول آن ساخت سازه ای تجربی و تست تجربی آن است که در صورت وقوع اشتباه در انتخاب ماده یا شکل سازه بسیار هزینه بر است و راه دوم انجام تحلیل های مهندسی در نرم افزار هایی چون آباکوس و انسیس می باشد که پس از اطمینان از عملکرد سازه، ساخته شده و مورد تست نهایی قرار می گیرد. ما در این پژوهش بر آن شدیم تا به طراحی لانچری با تناسب نیاز صنعت پرداخته و با انجام تحلیل های مهندسی و ساخت نمونه آن به تست تجربی سازه مورد نظر پرداخته و در نهایت به بیان تفاوت میان تحلیل های نرم افزاری و تست تجربی آن پرداخته شده است.

در این پژوهش مدل برهمکنش جدیدی از تایر- خاک با نگاهی خاص به مدل اجزای محدود دو بعدی رشته های مقاوم تایر شبیه سازی شد. هدف در این مدل جدید، در مقایسه با سایر مدل های موجود، یافتن یک رابطه ی ریاضی برای کل تایر نبوده، بلکه اجزای اصلی ساختار مکانیکی تایر مبنای کار قرار گرفته و نحوه ی مدل سازی الیاف مقاوم تایر به عنوان پیچیده ترین بخش مدل اجزای محدود دو بعدی با بیان جزئیات ارائه گردید. همچنین بازسازی مدل دیواره ی تایر به عنوان یک ماده ی ابرالاستیک و مدل خاک نیز به عنوان یک ماده ی الاستوپلاستیک مورد بررسی قرار گرفت. به منظور انجام یک شبیه سازی موثر، ضرایب مکانیکی خاک لوم- سیلتی به دقت اندازه گیری شدند. نتایج برنامه نویسی در نرم افزار MATLAB7 نشان داد که تایر رادیال نسبت به تایر بایاس در شرایط یکسان بر روی خاک لوم- سیلتی دارای بازده کششی بالاتری بود. در زمانی که نیروی کشش خالص برای هر دو تایر یکسان بود، در تایر بایاس نسبت به تایر رادیال کاهش حرکت (لغزش) بیشتری واقع شد و نیروی کشش ناخالص نیز اندکی افزایش یافت. همچنین نتایج شبیه سازی و آزمایش ها نشان دادند که تایر رادیال نسبت به تایر بایاس بر روی خاک لوم- سیلتی در شرایط یکسان دارای مقاومت غلتشی کمتری بود. بر اساس نتایج شبیه سازی، تاثیر لغزش، فشار باد و سختی مکانیکی خاک بر روی بازده کششی به طور رضایت بخشی پیش بینی شد. نتایج شبیه سازی تایر- خاک که با نتایج آزمایش های عملی مقایسه گردید، تاییدکننده ی قابلیت های این مدل سازی عددی می باشد.