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

ارزیابی انباشتگی کرنش های ایجاد شده ناشی از رخدادهای غیرخطی مانند خزش، پلاستیسته یا پدیده رچتینگ از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد، زیرا موجب افزایش خسارتهای خزشی-خستگی مواد می گردد. عواملی مانند نوع بارگذاری، معادلات حاکم یا ابعاد نواحی الاستیک اطراف رخداد غیرخطی، در انباشتگی کرنش غیرالاستیک ایجاد شده تاثیرگذار می باشد. در برخی از سازه های مکانیکی که رفتار الاستیک دارند، ممکن است رخدادهای غیر خطی و به طور موضعی وجود داشته باشد. در چنین شرایطی، مناطق الاستیک که استحکام بیشتری دارند، ممکن است طی مکانیزم های بارگذاری به مناطقی که رخداد غیرخطی دارند و استحکام کمتری نیز دارند، نیرو اعمال کنند. بنابراین در مناطقی که رخداد غیرخطی دارند، انباشتگی کرنش موضعی رخ می دهد. چنین رفتاری را معمولا به کمک پدیده پیامد الاستیک توصیف می کنند که به عنوان یک دستورالعمل مهم در کدهای ارزیابی سازه های مکانیکی مطرح شده است. در این پژوهش تاثیر پدیده پیامد الاستیک در انباشتگی کرنش های غیرخطی موضعی ناشی از رفتار الاستیک-پلاستیک و پدیده خزش، طی فرایند رها سازی تنش، بررسی می گردد. به این منظور ضریب شاخص پیامد الاستیک به عنوان معیاری برای توصیف تاثیر مناطق الاستیک بر مناطق غیرالاستیک موضعی و برای برخی سازه های مکانیکی و مطابق دستورالعمل های ارائه شده در کد R5، تعریف می گردد. در ادامه تاثیر این ضریب در عملکرد مکانیکی این سازه ها مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج بیانگر این موضوع می باشد که انباشتگی کرنش ایجاد شده ناشی از توزیع مجدد کرنش بین نواحی الاستیک و غیرالاستیک، به ناحیه الاستیک اطراف رخداد غیرخطی بستگی دارد که خود به کمک پدیده پیامد الاستیک توصیف می گردد.

در این پژوهش به رشد آسیب ناهمسانگرد و تغییر فاز مارتنزیت، برای فولاد 316 در دمای محیط پرداخته شده است. آزمون های کشش و پیچش بر روی قطعات انجام گرفته و تحت آزمون پراش پرتو ایکس، فازهای موجود در قطعه و کسر حجمی مارتنزیت تعیین شده است. مدل عددی با اجرای کد یومت در نرم افزار آباکوس پیاده شده است. در این تحقیق به صورت تجربی فرآیند رشد آسیب، و تبدیل فار را برای فولاد 316 بررسی شده است. نوآوری این مدل، ترکیب همزمان رشد آسیب ناهمسانگرد و تبدیل فاز آستنیت به مارتنزیت در دمای محیط بوده است. مدل آسیبی که در این مقاله استفاده شده، مدل لومتر بوده و برای بدست آوردن آسیب در ابعاد مختلف از آزمون های تجربی شامل آزمون پیچش و کشش استفاده شده است. این آزمون ها به صورت بارگذاری و باربرداری بوده است. نمونه ها تحت آزمون پراش پرتو ایکس قرار گرفته تا به کمک آن مقدار فاز مارتنزیت در ماده مشخص گردد. در نهایت با مقایسه شبیه سازی عددی با نتایج تجربی برای فولاد 316، مدل کالیبره شده است.

در دهه اخیر روش تخریب بزرگ به عنوان بهترین گزینه برای استخراج ذخایر بزرگ مقیاس و کم عیار که در اعماق زیاد قرار گرفته اند، مطرح شده است. این روش استخراج، تنها روش استخراج زیرزمینی است که از جنبه ی هزینه و ظرفیت تولید قابلیت مقایسه با روش استخراج روباز را دارد. با این حال، تجارب عملیاتی در معادن تخریب بزرگ در سراسر جهان، لزوم فهم دقیق فرآیندهای ژئوتکنیکی در تخریب را به اثبات رسانده است. در این میان یک عامل بسیار مهم در معادن تخریب بزرگ تعیین قابلیت تخریب کانسنگ و سنگ فراگیر است که تخریب پذیری آن ها شرط اصلی به کارگیری این روش است. تخمین نامناسب این متغیر می تواند مشکلاتی در تولید و فرآوری ایجاد کند و یا در بدترین حالت، پروژه را با شکست روبرو سازد. تحلیل مناطق شکل گرفته در اثر ایجاد زیربرش برای اطمینان از صحت پیش بینی تخریب در معادن مختلف بسیار مفید است. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار آباکوس 6. 12 و در نظر گرفتن مدل رفتاری دراکر – پراگر تاثیر خصوصیات مکانیکی توده سنگ بر ارتفاع منطقه ی تسلیم شده در بالای زیربرش در روش تخریب بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی های مکانیکی و هندسی درزه ها با استفاده از مدل مصالح درزه دار در مدل وارد شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که ارتفاع منطقه ی تسلیم با افزایش پارامتر های مقاومتی توده سنگ و درزه ها کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش زاویه ی شیب درزه ها از ارتفاع تسلیم کاسته می شود. زاویه ی اصطکاک درزه بیش ترین تأثیر را بر ارتفاع منطقه تسلیم دارد. توده سنگ دارای درزه هایی با شیب 20 درجه بیش ترین ارتفاع ناحیه تسلیم شونده را دارد. هر چه شیب درزه بیش تر می شود، ارتفاع منطقه تسلیم کاهش می یابد. این کاهش در بازه 30 تا 45 درجه با شیب بسیار کم و در بازه 45 تا 80 با شیب بسیار زیادی رخ می دهد.

امروزه تکنولوژی به سمت استفاده از موادی همچون آلیاژهای منیزیم، با نسبت استحکام به وزن بالا در قطعات موتوری، تمایل دارد. بطور معمول، از انواع چدن و آلیاژهای آلومینیوم در ساخت سرسیلندر و بلوک سیلندر موتورها استفاده می شود. اما آلیاژهای منیزیم، خواص فیزیکی و مکانیکی نزدیکی به آلیاژهای آلومینیوم داشته و تا حدود 40 درصد وزن را کاهش می دهند. در این مقاله، یک مدل جدید پیش بینی عمر خستگی کمچرخه برای آلیاژ منیزیم، بر اساس روش انرژی ارائه شده و به جهت تدوین آن، از نتایج آزمون خستگی کمچرخه روی نمونه های منیزیمی استفاده شده است. این مدل در مقایسه با دیگر تئوریهای موجود، از پارامترهای مادی کمتری برخوردار است و دارای دقت مناسب تری می باشد؛ چراکه در روش انرژی، از رابطه عمر- کار پلاستیک که معادل با ضرب همزمان عددهای تنش و کرنش پلاستیک می باشد، استفاده می شود. با توجه به خواص نرم شوندگی آلیاژهای منیزیم و آلومینیوم, انرژی کرنش پلاستیک می تواند انتخاب مناسبی باشد؛ چراکه در چرخه بارگذاری خستگی، عدد حاصل ضرب تنش در کرنش پلاستیک می تواند ثابت بماند. همچنین، اثر تنش میانگین بصورت یک ضریب تصحیح در مدل پیش بینی عمر خستگی کمچرخه اعمال شده است. نتایج حاصل از مدل ارائه شده، تطابق خوبی را با نتایج آزمون نشان می دهد.

در این مقاله، اثر کرنش های خمشی و غشایی کوپل شده بر تغییر شکل بزرگ پلاستیک ورق های مستطیلی تحت بارگذاری ضربه ای به دو صورت تحلیلی و تجربی موردمطالعه قرارگرفته است. به منظور پیش بینی بیشترین خیز دائمی ورق های مستطیلی، از روش انرژی بر مبنای تئوری حد بالا استفاده شده است. با فرض یک گستره برای تابع تغییر شکل ورق، دو تحلیل انرژی پی درپی انجام شده است. در اولین مرحله، نشان داده می شود که جابه جایی های طولی و عرضی تاثیری بر مقدار کار پلاستیک و همچنین بیشترین خیز دائمی ورق ندارد؛ بنابراین، در ادامه روابط تحلیلی با صرف نظر کردن از جابه جایی های طولی و عرضی از روند تحلیل استخراج می شوند. سپس در اولین تحلیل انرژی، یک مدل تحلیلی برای حالتی که در آن اثر انرژی های کرنشی خمشی و غشایی هم زمان وارد معادلات می شوند، ارائه شده است. سپس، با شرکت دادن فعل وانفعال کوپل شده بین کرنش های خمشی و غشایی، مدلی تحلیلی برای پیش بینی نسبت خیز مرکزی ورق مستطیلی به ضخامت آن ارائه می شود. درنهایت، نتایج تحلیلی به دست آمده با نتایج تجربی مقایسه شده است و نشان می دهد که تطابق خوبی با نتایج تجربی برای سرعت های ضربه ای، ضخامت و جنس های متفاوت دارد.

انباشت کرنش پلاستیک در طول بارگذاری سیکلی یکی از دلایل وقوع واماندگی خستگی می باشد. به منظور پیش بینی عمر خستگی ورق ها، ضروری است انباشت کرنش پلاستیک و همچنین عوامل موثر بر میزان آن در طول بارگذاری های سیکلی به دقت محاسبه شود. در این تحقیق با استفاده از ترکیب معیار سخت شوندگی ایزوتروپیک غیر خطی و سینماتیک غیرخطی شابوش اصلاح شده و افزودن آن به برنامه المان محدود تجاری آباکوس، با استفاده از زیر برنامه نوشته شده در فرترن، میزان انباشت کرنش در نمونه های ساخته شده از ورق نازک آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفته است. در همین راستا، با انجام آزمایش های سیکلی تجربی با کنترل کرنش و همچنین آزمایش های سیکلی با کنترل تنش، ضرایب مورد نیاز برای برای شبیه سازی رفتار سخت شوندگی آلیاژ آلومینیوم 2024-T3 بدست آمده و انباشت کرنش پلاستیک برای حالت های مختلف بارگذاری تک محوره شبیه سازی شده است. مقایسه نتایج تجربی و نتایج پیش بینی شده نشان می دهد که در صورت تعیین بهینه مولفه های ترکیب معیار سخت شوندگی ایزوتروپیک غیرخطی و سینماتیک غیرخطی شابوش اصلاح شده، این مدل توانایی خوبی در پیش بینی نتایج تجربی دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که افزایش دامنه تنش و همین طور تنش میانگین، باعث افزایش میزان انباشت کرنش می شود. بررسی نتایج 4 حالت اعمال بار سیکلی نشان می دهد که میزان نسبت تنش، تاثیر مستقیم بر نرخ کرنش دارد و در حالتیکه بیشترین مقدار بار اعمالی سیکلی یکسان باشد، افزایش میزان نسبت تنش باعث افزایش انباشت کرنش پلاستیک می شود. همچنین نرخ رشد اولیه انباشتگی کرنش زیاد بوده اما با افزایش تعداد سیکل ها این مقدار کاهش می یابد.

هیدروفرمینگ یکی از جدیدترین روش های شکل دهی ورق های فلزی به شمار رفته که در دو دهه اخیر به طور گسترده ای در صنعت مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، فرآیند هیدروفرمینگ ورق دو آلیاژ سبک آلومینیم 2024 و منیزیم AZ31B در دماهای بالا به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور بررسی کیفیت نمونه های تولید شده، کرنش ضخامتی به وجود آمده در نمونه های تغییر شکل یافته مطالعه گردیده است. در ادامه و با استفاده از سختی سنجی و تصاویر ریز ساختار به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، ارتباط بین نحوه توزیع کرنش ضخامتی با اندازه دانه و میزان سختی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. به منظور تأیید مقادیر تجربی به دست آمده، تکرارپذیری نتایج آزمایشگاهی انجام گردید. نتایج پژوهش نشان داد که دمای مناسب جهت فرآیند شکل دهی نمونه های آلومینیمی و منیزیمی به ترتیب 0C 250 و 0C 200 می باشد. بیشترین میزان کشیدگی و در نتیجه کرنش پلاستیک (به دلیل خمش و کشش همزمان) در ناحیه دیواره قطعه کار اتفاق افتاده و با وجود اصطکاک تماسی بین ورق و ماتریس در ناحیه فلنج، میزان کرنش ناحیه مزبور افزایش پیدا کرد. بر اساس نتایج مطالعات انجام شده، بیشترین میزان افزایش سختی و کاهش اندازه دانه برای نمونه آلومینیمی به ترتیب 37% و 20% و برای نمونه منیزیمی به ترتیب 24% و 42% در ناحیه دیواره نسبت به کف محصول به دست آمدند.

در این مقاله تحلیل دو بعدی تنشی - کرنش در اطراف سنگ حفریات زیرزمینی در صورتی که محیط اطراف حفریات زیرزمینی زیر بار اعمال شده رفتار الاستو - پلاستیک از خود نشان دهند، مورد بررسی قرار گرفته است. برای تحلیل تنش در این حالت نرم افزاری به نام برنامه اجزای محدود (FEP) تهیه شده است که اساس کار آن روش اجزای محدود است. در این راستا، ابتدا اساس کاربرد روش اجزای محدود (FEM) برای تحلیل تنش بیان گردیده و از این روش در حل معادلات اساسی مکانیک جامدات یعنی اصل انرژی پتانسیل کلی استفاده و روابط نهایی برای تحلیل ارایه شده است. سپس به بیان روابط اساسی پلاستیسیته پرداخته شده است. در نهایت با تلفیق این روابط با عبارات حاصل از حالت الاستیک، روابطی جهت تحلیل الاستو - پلاستیک به شیوه اجزای محدود حاصل شده است. اصلی ترین نتایج حاصله، محاسبه تنشها و کرنشها در شرایط الاستو - پلاستیک غیرخطی می باشد. برای بررسی عملکرد برنامه، مثالهای فرضی و کاربردی توسط برنامه FEP تحلیل شده و نتایج حاصل با روشهای دیگر تحلیل تنش موجود مقایسه گردیده است. انطباق خوبی بین نتایج برنامه FEP با دیگر برنامه های رایانه ای و روش تجربی دیده می شود. مهم ترین ویژگی نرم افزار FEP نسبت به دیگر نرم افزارها تعریف معیارهای قابل استفاده در مکانیک سنگ کاربردی است.