%37تخفیف

کمانش پوسته‌هاياستوانه‌ايFGM معيوب تحت اثر خمش خالص و فشار داخلي

تعداد 106 صفحه  درword

گروه آموزشي مکانيک

کارشناسي ارشد در رشته مهندسي مکانيک گرايش طراحي کاربردي

 

کمانش پوسته‌هاياستوانه‌ايFGM معيوب تحت اثر خمش خالص و فشار داخلي

 

چكيده:

در اين پايان نامه به بررسي عددي وتحليليكمانش پوسته‌هاي استوا نه اي FGM معيوبتحت اثر خمش وفشار داخلي پرداخته شده است. فشارداخلي به عنوان پيش بار و گشتاور خمشي به عنوان بار كمانشي در نظر گرفته شده است. در حل تحليلي از روش تعيين مقادير ويژه براي بدست آوردن گشتاور بحراني کمانش استفاده شده است. معادله کمانش از معادلات پوسته کوتاهدانل کارمن تعميم يافته (براي موادFGM ) بدست آمدکه در آناثرات پيش کمانش و نقص نيز در نظر گرفته شده است.فرض شده است خواص مکانيکي ماده هدفمند در امتداد ضخامت تغيير کند. شرايط مرزي به صورت تکيه گاه گير دار در امتداد محيطي و به صورت تکيه گاه ساده در امتداد طولي فرض شده است. براي بررسي اثرات نقص بر بار بحراني سه نوع نقص هندسي، در راستاي طولي ، در راستاي محيطيو نقص دوگانه که وابسته به هر دو جهت باشد در نظر گرفته شده است.فرض شده است دامنه و شکل نقص تغيير ‌کنند. اثر فشار داخلي روي کمانش پوسته استوانه‌اي سالم ومعيوب بررسي شد اما اثرات پارامترهاي هندسي و ضريب ناهمسانگردي فقطروي کمانش پوسته سالم مورد بررسي قرار گرفت. براي اعتبار سنجينتايج حل تحليليشبيه سازيکمانش پوسته استوانه‌اي با شرايط ذکر شده نيز انجام شده است. نتايج بدست آمده از شبيه سازيو حل تئوري نشان مي‌دهد که نقص، گشتاور بحراني کمانش را کاهش و مدهاي آن را تغيير مي‌دهد و اين به شدت متأثر از شکل نقص مي‌باشد. افزايش در صد سراميک بار بحراني را افزايش مي‌دهد و از ميان پارامترهاي هندسي، شعاع وضخامت باعث افزايش بار بحراني مي‌شوند اما طولتأثيري بر بار بحراني ندارد.

واژه­هاي کليدي: کمانش- پوسته­هاي استوانه­اي- گشتاور بحراني مواد هدفمند- نقص فشار داخلي

فهرست مطالب

عنوان                                                                   صفحه

فصل اول : مقدمه وپيشينه پژوهش

1-1 مقدمه. 3

1-2 پيشينهپژوهش.. 5

فصل دوم : مواد هدفمند وتئوري پوسته‌ها

2-1 موادهدفمند 13

2-2 تاريخچهموادهدفمند 15

2-3 روش‌هايتوليدمادههدفمند 16

2-4 مدل‌سازيمادههدفمند 24

2-5 پوسته‌ها 26

2-6 انحناءدرپوسته‌ها 26

2-7 انواعهندسيپوسته‌ها 27

2-8 مقدمه­ايبرتئوريپوسته‌ها 29

2-9 معادلاتحاکمبرکمانشپوسته‌ياستوانه‌اي.. 33

2-10 کمانشپوستهاستوانه‌ايتحتاثرخمشيافشارمحوريخارجازمرکز. 40

فصل سوم: شبيه سازي وحل تحليلي

3-1 مقدمه. 45

3-2 حلتحليليمسألهکمانش.. 45

3-3 معرفينرمافزارABAQUS. 57

3-4 بررسيمسألهکمانشدرآباکوس.. 59

فصل چهارم:  بحث وبررسي نتايج

4-1 مقدمه. 77

4-2 خواصمکانيکيوهندسي   77

4-3 مسألهنمونه. 79

4-4 اثراتنقص: 81

4-5 اثراتفشارداخلي. 89

4-6 اثراتضريبناهمسانگردي.. 91

4-7 اثراتضخامت.. 93

4-8 اثراتشعاع. 95

4-9 اثراتطول. 96

فصل پنجم: نتايج وپيشنهادها

5-1 نتايج. 101

5-2 پيشنهادها 102

پيوست‌ها

پيوستالف: کدهاينوشتهشدهدربرنامهميپل. 105

الف-1 حلپيشکمانش    105

الف-2  حلپسکمانش    111

الف-3 مسألهنمونه  117

فهرستمنابعومراجع. 123

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                      صفحه

جدول 4-1: خواص اجزاي ماده هدفمند………………………………………………………..78

جدول 4-2:تغييرات مدول يانگ در لايه‌هاي ماده کامپوزيتي بر حسب Gpa……………………78

جدول 4-3: پنج مد اول کمانش مسأله نمونه و گشتاور بحراني متناظر با آن برحسب KN.m تحت خمش خالص و فشار داخلي…………………………………………………………………….80

جدول 4-4: گشتاوربحرانيپوستهاستوانه‌ايبانقصدوگانهتحتخمشخالصوفشارداخلي.83

جدول 4-5 :گشتاوربحرانيپوستهاستوانه‌ايمعيوببانقصوابستهبهxتحتاثرخمشوفشارداخلي……………………………………………………………………………………………86

جدول 4-6: گشتاوربحرانيپوسته‌هاياستوانه‌ايمعيوببانقصوابستهبهy…………………..88

جدول 4-7: گشتاوربحرانيپوستهاستوانه‌ايبانقصدوگانهبرحسبفشارداخلي……………..89

جدول 4-8: حلتحليليوشبيهسازيبراياستوانهسالمومعيوبμ=1,q=1………………….91

جدول 4-9: اثرضريبناهمسانگرديبرضرايبمعادلهکمانش………………………………….92

جدول 4-10: حلعدديوتحليليگشتاوربحرانيبرحسبضريبناهمسانگرديبرايپوستهنوعA…………………………………………………………………………………………..92

جدول 4-11 :تغييراتگشتاوربحرانيبرحسبضريبناهمسانگرديبرايپوستهنوعB………92

جدول4-12: ضرايبمعادلهکمانشبرحسبتغييراتضخامت………………………………..93

جدول 4-13 :اثراتضخامتبرگشتاوربحرانيکمانش…………………………………………94

جدول 4-14: اثراتشعاعبرگشتاوربحرانيکمانش……………………………………………95

جدول 4-15 : گشتاوربحرانيکمانشبراساسطولپوسته……………………………………96

 

فهرست شکل‌ها و نمودارها

عنوان                                                                                                                            صفحه

شکل 1-1: نمودارتنش- کرنشبيبعدشدهبراياستوانهکاملواستوانهداراينقص…………..5

شکل 2-1: تغييراتخاصيتمادههدفمندازفلزبهسمتسراميکدرامتدادضخامت…………14

شکل 2-2: طراحيوسايلتصفيه (الف) استفادهازفشارگاز (ب) استفادهازفشارآب………….22

شکل2-3: فرايندريختهگريگرانشي………………………………………………………….23

شکل2-4: طرحفرايندانجمادمستقيم (الف) جابهجاييطبيعي (ب) جابهجايياجباري…….24

شکل 2-5: انواعسطوحانتقالي…………………………………………………………………28

شکل 2-6 : نمايشسطحدوراني………………………………………………………………..28

شکل 2-7 : نمايشسطحخطي…………………………………………………………………29

شكل 2-8: مختصاتدرپوسته‌هاياستوانه‌اي…………………………………………………..33

شکل 2-9 : نيروهايداخليدرالمانپوستهاستوانه­اي…………………………………………34

شکل 2-10 : مؤلفهنيرويداخليدرجهتمحورzرويانحناياوليه………………………….35

شکل 2-11:کمانشپوستهاستوانه‌ايتحتاثرخمشوفشارمحوري………………………….40

شکل 3-1: مختصاتوهندسهپوستهاستوانه‌اي………………………………………………..53

شکل3-2: روشچسباندنورق‌هايصلببهپوسته…………………………………………….63

شکل 3-3: شبکهبندياستوانه………………………………………………………………….69

شکل 3-4: منحنيباربحرانيبرحسبتعدادالمان……………………………………………..69

شکل 3-5: نمودارگشتاوربحرانيبرحسبنوعالمان…………………………………………..70

شکل 3-6:روشاندازهگيريمقدارmو𝛿درشبيهسازي……………………………………..71

شکل 3-7: تابعatan2درمتلب………………………………………………………………….72

شکل 3-8: کمانشپوستهاستوانه‌ايمعيوب (الف) قبلازکمانش (ب) بعدازکمانش…………73

شکل 4-1: پوستهاستوانه‌ايتحتفشارداخلي………………………………………………….79

شکل 4-2،الف : نقص‌هايتابعxبرايμ=1…………………………………………………….82

شکل 4-2،ب : نقص‌هايتابعyبراي μ=1………………………………………………………82

شکل 4-2،ج : نقص‌هايتابعxوyبرايμ=1………………………………………………….82

شکل 4-3: گشتاوربحرانيبراي 5 مداولنقصودامنهنقص 0 تا 2……………………………..84

شکل 4-4: مقايسهحلتحليليوعدديبرايمداولنقص (q=1)……………………………..85

شکل4-5: مد اول کمانش پوسته‌هاياستوانه‌اي معيوب براي ……………………………..85

شكل 4-6:گشتاوربحرانياستوانهمعيوببانقصوابستهبهx……………………………………86

شكل 4-7:مقايسهحلتحليليوشبيهسازيرابراياستوانهمعيوببانقصوابستهبهx………87

شکل 4-8: گشتاوربحرانيپوستهاستوانه‌ايمعيوببانقصوابستهبهy……………………….88

شکل 4-9:مقايسهحلتحليليوشبيهسازيبرايپوستهاستوانه­ايمعيوببانقصوابستهبهyومداولنقص (q=1)……………….…………………………………………………………………………..89

شکل 4-10:گشتاوربحرانيپوستهاستوانه‌ايبامداولنقصدوگانهبرحسبفشارداخلي………90

شکل 4-11: مقايسهحلتحليليوشبيهسازيبراياستوانهسالمومعيوب (μ=1,q=1)……….91

شکل 4-12: گشتاوربحرانيبرحسبضريبناهمسانگرديبرايحلتحليليوشبيهسازي……..93

شکل 4-13: اثراتضخامتبرباربحرانيکمانش………………………………………………….94

شکل 4-14: اثراتضخامتبرمدهايکمانش……………………………………………………..95

شکل 4-15: اثراتشعاعبرگشتاوربحراني…………………………………………………………95

شکل 4-16: اثراتشعاعبرگشتاوربحرانيکمانش………………………………………………..96

شکل 4-17: اثرطولاستوانهبرمدهايکمانش……………………………………………………97

 

 

 

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “کمانش پوسته‌هاياستوانه‌ايFGM معيوب تحت اثر خمش خالص و فشار داخلي”

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