%34تخفیف

شناسايي بار وارد شده به يک ورق با در نظر گرفتن اثرات ميرايي

تعدا144 صفحه  درword

کارشناسي ارشد

مهندسي مکانيک (طراحي کاربردي)

 

شناسايي بار وارد شده به يک ورق با در نظر گرفتن اثرات ميرايي

 

شناسايي نيروهاي وارده به سازه‌ها، جهت آناليز، بهينه سازي و پايش سلامت آنها ضروري مي‌باشد. در اين پايان­نامه تلاش شده است بر اساس روش معکوس و با استفاده از کرنش­هاي اندازه‌گيري شده در يک ورق، توزيع زماني نيرو و محل اثر آن شناسايي گردد. براي ورق، شرايط مرزي مختلف و همچنين مقادير مختلف ضريب ميرايي ساختاري درنظر گرفته شده است. روش حداقل مربعات با استفاده از هموارسازي تيخونوف جهت حل معکوس بکار گرفته شده است. از روش‌هاي عددي و آزمايشگاهي جهت بررسي صحت نتايج بهره‌گرفته شده است. با استفاده از چند مثال، اثر اندازه بازه زماني اعمال نيرو، ميزان ميرايي، تعداد کرنش‌سنج و مقدار خطاي اندازه‌گيري روي نتايج بررسي شده است.

 نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد که اندازه بازه زماني اعمال نيرو اثر مهمي در جواب حل معکوس دارد. در مواردي که بازه زماني اعمال نيرو بزرگتر از پريود طبيعي ورق باشد جواب با دقت خوبي بدست مي‌آيد. در حالت‌هايي که مقدار ضريب ميرايي بزرگ است پايداري روش حل معکوس افزايش مي‌يابد ولي دقت جواب کاهش پيدا مي‌کند. افزايش خطاي اندازه‌گيري خطاي حل معکوس را افزايش مي‌دهد، البته با افزايش تعداد حسگرها حتي با حضور خطاي‌هاي بزرگ اندازه‌گيري، نتايج قابل قبولي در حل معکوس بدست مي‌آيد.

فهرست مطالب

عنوان                                           صفحه

فصل اول: مقدمه                                      1

فصل دوم: پيشينه تحقيق                                7

2-1- مروري بر تحقيقات گذشته                          9

2-2- هدف                               13

فصل سوم: تحليل معکوس                            15

3-1- مفاهيم اساسي تحليل معکوس                   17

3-2- تحليل معکوس و هموارسازي (تيخونوف)              21

3-3- معادلات حاکم بر تغيير فرم ديناميکي ورق با درنظر گرفتن ضريب ميرايي                                              23

فصل چهارم: روش انجام تحقيق                           27

    4-1- روش انجام تحليل معکوس                       29

4-2- شناسايي بار ديناميکي                       30

4-3- ماتريس حساسيت                              34

4-4- محاسبه ضريب هموارسازي                       35

4-5- هموارسازي ثانويه                           35

4-6- شناسايي محل اثر نيرو                       37

فصل پنجم: مفاهيم اندازه­گيري با کرنش­سنج                  43

5-1- مقدمه                                  45

5-2- محاسبه کرنش                            50

5-3- رز کرنش                                54

5-4- گونه­هاي مختلف پل وتستون                    56

5-5- متعادل کردن پل وتستون                       59

5-6- کاليبره کردن                           62

5-7- مفاهيم تقويت‌کننده­ها                        64

5-8- انواع نويز                                  68

5-9- سيستم ثبت داده و مکانيزم اندازه­گيري کرنش در اين پايان­نامه    69

فصل ششم: مثال­هاي حل شده                             73

    6-1- مقدمه                                  75

6-2- مثال­هاي مدل­سازي شده جهت محاسبه توزيع زماني نيرو با نرم ­افزار انسيس                                              75

6-3- مثال­هاي مدل­سازي شده جهت شناسايي محل اثر نيرو با نرم­ افزار انسيس                                               93

6-4- مثال­هاي محاسبه توزيع زماني نيرو با نتايج آزمايشگاهي         106

فصل هفتم: نتيجه­گيري و پيشنهادات                          121

  • فهرست منابع                                126

  • چکيده به زبان انگليسي 141

 

فهرست جدول­ها

عنوان و شماره                                       صفحه

جدول (5-1): مشخصات کرنش­سنج­هاي مقاومتي                    49

جدول (5-2): آرايش مختلف پل وتستون جهت کرنش­سنج                57

جدول (5-3): مقاومت­هاي شانت                           63

جدول (6-1): فرکانس­هاي طبيعي ورق دو سر گيردار                 78

جدول (6-2): خطاي نيروي محاسبه شده از حل معکوس                87

جدول (6-3): مقايسه تکانه براي نقطه دو، ضريب هموارسازي مياني و ضربه از ارتفاع 55 ميلي­متري                                    110

جدول (6-4): مقايسه تکانه براي نقطه دو، ضريب هموارسازي مياني و ضربه از ارتفاع 103 ميلي­متري                                       111

جدول (6-5): مقايسه تکانه براي نقطه دو، ضريب هموارسازي مياني و ضربه از ارتفاع 148 ميلي­متري                                       112

جدول (6-6): مقايسه تکانه براي نقطه يک، ضريب هموارسازي مياني و ضربه از ارتفاع 55 ميلي­متري                                    113

جدول (6-7): مقايسه تکانه براي نقطه يک، ضريب هموارسازي مياني و ضربه از ارتفاع 103 ميلي­متري                                      114

جدول (6-8): مقايسه تکانه براي نقطه يک، ضريب هموارسازي مياني و ضربه از ارتفاع 148 ميلي­متري                                       115

جدول (6-9): مقايسه نتيجه تکانه اندازه­گيري شده با ضريب هموارسازي متفاوت                                                  117

فهرست شكل­ها

عنوان و شماره                                       صفحه

شکل(4-1): بيان تصويري شناسايي سريع، علامت دايره شناسايي مرحله اول، پنج ضلعي شناسايي مرحله دوم و مثلث شناسايي مرحله سوم مي­باشد               40

شکل (5-1): اندازه­گيري کرنش به روش خط کشي                      46

شکل (5-2): اندازه­گيري کرنش در روش ترد                    46

شکل (5-3): کرنش­سنج مقاومتي- الکتريکي                     47

شکل (5-4): کرنش­سنج نوري و مکانيکي                       47

شکل (5-5): تغيير مقاومت براساس تغيير طول                     47

شکل (5-6): اجزاي تشکيل دهنده کرنش­سنج مقاومتي                  49

شکل (5-7): پل وتستون                                51

شکل (5-8): ربع پل، وتستون                           52

شکل (5-9): نيم پل، وتستون                            52

شکل (5-10): تمام پل، وتستون                              53

شکل (5-11): رز کرنش­سنج                               55

شکل (5-13): انواع کرنش­سنج الکتريکي- مقاومتي                  56

شکل (5-13): تاثير کرنش حرارتي بر خروجي حسگر              56

شکل (5-14): تاثير مقاومت سيم بر پل وتستون                    60

شکل (5-15): روش­هاي متعادل کردن پل وتستون                     61

شکل (5-16): شماتيک آمپلي­فاير                             65

شکل (5-17): تقويت‌کننده مستقيم                       65

شکل (5-18): تقويت‌کننده معکوس                        66

شکل (5-19): تقويت‌کننده تفاضلي                       66

شکل (5-20): تقويت‌کننده کم نويز و پل وتستون                   67

شکل (5-21): نماي داخلي تقويت‌کننده کم نويز                     67

شکل (5-22): نمودار توزيع انرژي نويز گوسي                     68

شکل (5-23): کرنش سنج نصب شده                        70

شکل (5-24): سيم­هاي رابط                              71

شکل (5-25): قسمت­هاي تقويت‌کننده                      71

شکل (5-26): دستگاه ثبت داده­ها                    72

شکل (5-27): مکانيزم اندازه­گيري کرنش                      72

شکل(6-1): کرنش­ ايجاد شده ناشي از اعمال بار مثلثي 35 نيوتني در بازه 30 ميلي­ثانيه با ضرايب ميرايي ساختاري متفاوت که عدد بعد از  ضريب ميرايي ساختاري مي­باشد 76

شکل (6-2): ورق مستطيلي مورد مطالعه با شرايط مرزي دو سر گيردار     77

شکل (6-3): نيرو اعمال شده و نيروي شناسايي شده در بازه 100 ميلي ثانيه با در نظر گرفتن ضريب هموارسازي مياني و ضريب هموارسازي ثانويه 5/0             79

شکل (6-4): نيروي اعمال شده و نيروي شناسايي شده در بازه 30 ميلي ثانيه با در نظر گرفتن ضريب هموارسازي مياني  و ضريب هموارسازي ثانويه 5/0          80

شکل (6-5): نيروي اعمال شده و نيروي شناسايي شده در بازه 16 ميلي ثانيه با در نظر گرفتن ضريب هموارسازي مياني  و ضريب هموارسازي ثانويه 5/0          81

شکل (6-6): نيروي اعمال شده و نيروي شناسايي شده در بازه 8 ميلي ثانيه با در نظر گرفتن ضريب هموارسازي مياني و ضريب هموارسازي ثانويه 5/0             81

شکل (6-7): نيروي اعمال شده و نيروي شناسايي شده در بازه 2 ميلي ثانيه با در نظر گرفتن ضريب هموارسازي مياني  و ضريب هموارسازي ثانويه 5/0          82

شکل(6-8): کرنش خروجي انسيس با ضرايب ميرايي متفاوت در بازه 50 ميلي ثانيه و 50 بار نمونه برداري در حل زمانمند که عدد بعد از  ضريب ميرايي ساختاري مي­باشد 83

شکل(6-9): نيروي محاسبه شده با استفاده از کرنش با ضرايب ميرايي متفاوت، بعد از هموارسازي مياني با ضريب هموارسازي مياني  و عدد بعد از  ضريب ميرايي مي­باشد                                   84

شکل(6-10): نيروي محاسبه شده با استفاده از کرنش با ضرايب ميرايي متفاوت، با ضريب هموارسازي ثانويه 5/0                                  85

شکل(6-11): کرنش همراه با خطا و کرنش دقيق خروجي انسيس، که عدد بعد از  مقدار خطاي اضافه شده است                                  86

شکل(6-12): کرنش همراه با خطا که با ضريب 5/0 هموارسازي شده و کرنش دقيق خروجي انسيس، که عدد بعد از  مقدار خطاي اضافه شده است                86

شکل(6-13): نيروي محاسبه شده با استفاده از کرنش همراه با خطا          88

شکل(6-14): محل نصب کرنش­سنج                       89

شکل(6-15): نيروي محاسبه با استفاده از داده­هاي کرنش­سنج­ها با ضريب هموارسازي مياني  و هموارسازي ثانويه 5/0                           90

شکل(6-16): نيروي محاسبه شده کرنش با ضريب ميرايي 001/0 ، با استفاده از ماتريس حساسيت­هاي متفاوت، ضريب هموارسازي مياني  و هموارسازي ثانويه 5/0   91

شکل (6-17): نيروي محاسبه شده کرنش با ضريب ميرايي 01/0 ، با استفاده از ماتريس حساسيت­هاي متفاوت، ضريب هموارسازي مياني  و هموارسازي ثانويه 5/0   92

شکل (6-18): ورق مورد بررسي و محل نصب کرنش­سنج­ها               94

شکل (6-19): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي صفر، ضريب ميرايي 0     95

شکل (6-20): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 5 درصد، ضريب ميرايي 0       95

شکل (6-21): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 10 درصد، ضريب ميرايي 0      96

شکل (6-22): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 25 درصد، ضريب ميرايي 0      96

شکل (6-23): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي صفر، ضريب ميرايي 001/0 97

شکل (6-24): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 5 درصد، ضريب ميرايي 001/0    98

شکل (6-25): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 10 درصد، ضريب ميرايي 001/0    98

شکل (6-26): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 25 درصد، ضريب ميرايي 001/0    98

شکل (6-27): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي صفر، ضريب ميرايي 1/0       99

شکل (6-28): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 5 درصد، ضريب ميرايي 1/0     99

شکل (6-29): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 10 درصد، ضريب ميرايي 1/0    100

شکل (6-30): شناسايي محل اعمال نيرو با خطا 25 درصد، ضريب ميرايي 1/0    100

شکل (6-31): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 5 درصد و دو حسگر      101

شکل (6-32): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 5 درصد و سه حسگر      101

شکل (6-33): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 5 درصد و چهار حسگر     102

شکل (6-34): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 10 درصد و دو حسگر      102

شکل (6-35): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 10 درصد و سه حسگر      103

شکل (6-36): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 10 درصد و چهار حسگر        103

شکل (6-37): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 25 درصد و دو حسگر      104

شکل (6-38): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 25 درصد و سه حسگر      104

شکل (6-39): شناسايي محل اعمال نيرو با خطاي 25 درصد و چهار حسگر        105

شکل (6-40): ورق چهارطرف گيردار                       106

شکل (6-41): نقشه محل نصب کرنش­سنج­ها و محل اعمال نيرو          107

شکل (6-42): محل نصب کرنش­سنج­ها و محل اعمال نيرو روي ورق چهارطرف­گيردار    108

شکل (6-43): شيوه انجام آزمايش                            109

شکل (6-44): توزيع زماني نيروي محاسبه شده، نقطه دو، ضربه از ارتفاع 55 ميلي­متري                                            110

شکل (6-45): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده، نقطه دو، ضربه از ارتفاع 55 ميلي­متري                                    111

شکل (6-46): توزيع زماني نيروي محاسبه شده، نقطه دو، ضربه از ارتفاع 103 ميلي­متري                                             111

شکل (6-47): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده، نقطه دو، ضربه از ارتفاع 103 ميلي­متري                                       112

شکل (6-48): توزيع زماني نيروي محاسبه شده، نقطه دو، ضربه از ارتفاع 148 ميلي­متري                                             112

شکل (6-49): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده، نقطه دو، ضربه از ارتفاع 148 ميلي­متري                                       113

شکل (6-50): توزيع زماني نيروي محاسبه شده، نقطه يک، ضربه از ارتفاع 55 ميلي­متري                                            114

شکل (6-51): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده، نقطه يک، ضربه از ارتفاع 55 ميلي­متري                                    114

شکل (6-52): توزيع زماني نيروي محاسبه شده، نقطه يک، ضربه از ارتفاع 103 ميلي­متري                                             115

شکل (6-53): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده، نقطه يک، ضربه از ارتفاع 103 ميلي­متري                                       115

شکل (6-54): توزيع زماني نيروي محاسبه شده، نقطه يک، ضربه از ارتفاع 148 ميلي­متري                                             116

شکل (6-55): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده، نقطه يک، ضربه از ارتفاع 148 ميلي­متري                                       116

شکل (6-56): توزيع زماني نيروي محاسبه شده و ثبت شده با ضريب هموارسازي                                             117

شکل (6-57): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده و ثبت شده با ضريب هموارسازي                                            118

شکل (6-58): توزيع زماني نيروي محاسبه شده و ثبت شده با ضريب هموارسازي                                              118

شکل (6-59): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده و ثبت شده با ضريب هموارسازي                                            119

شکل (6-60): توزيع زماني نيروي محاسبه شده و ثبت شده با ضريب هموارسازي                                              119

شکل (6-61): نمودار کرنش اندازه­گيري شده و محاسبه شده و ثبت شده با ضريب هموارسازي                                                 120

فهرست علائم و اختصارات

علامت             توضيحات

              عدد شرط ماتريس C

                ضريب هموارسازي مياني

                 تابع هدف آناليز معکوس

                ماتريس محاسبه شده

                ماتريس اندازه­گيري

                بردار مجهول

                ماتريس حساسيت

                ماتريس محاسبه شده در ابتداي بازه زماني

                بردار مجهول در ابتداي بازه زماني

                 نيروي واحد سطح

                 ضريب ميرايي

                خيز

                 ضخامت ورق

                 طول ورق

                 عرض ورق

                سختي خمشي ورق

                 ضريب پواسون

               مدول يانگ

                 مختصه عمودي ورق

              کرنش نرمال در راستاي

                                           کرنش برشي در صفحه

                                            تعداد کرنش­سنج

                 تعداد نمونه برداري در بازه زمان

                 زمان i ام نمونه برداري

               تعداد نقاط وارد شدن نيرو

               نيروي اعمالي در زمان n و در نقطه i ام

                 شماره محل اعمال نيرو

               کرنش اندازه­گيري شده در زمان k ام و در نقطه i ام

               کرنش تخمين زده شده در زمان k ام و در نقطه i ام

                تفاضل برداري  و

                بردار هموار شده

                بردار نوساني

                 ضريب هموارسازي ثانويه

                کرنش اوليه

                                            ماتريس حساسيت

                                            تفاضل کرنش و کرنش اوليه

            مختصات محل نصب کرنش­سنج

                مقاومت الکتريکي

                 طول

                سطح مقطع

                 چگالي

               فاکتور گيج

                ولتاژ خروجي

               ولتاژ خارجي

                زاويه چرخش المان در راستاي کرنش اصلي

                                            تنش نرمال

                                              تنش برشي

                                           مقاومت شانت

 

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “شناسايي بار وارد شده به يک ورق با در نظر گرفتن اثرات ميرايي”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo