سایت در حال بارگذاری است ...

پایان نامه بررسي و تحليل تاثير جدايش صفحات مرکب لايه اي بر رفتار ارتعاشي آنها، مهندسی مکانيک

عنوان:  پایان نامه بررسي و تحليل تاثير جدايش صفحات مرکب لايه اي بر رفتار ارتعاشي آنها، مهندسی مکانيک

رشته:  پروژه تخصصی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 100

 

بهمرا فایل پاورپوینت  جهت ارائه پایان نامه

 

 

چکیده:

 در پايان نامه حاضر تاثير جدايش (ترك) در صفحات چند لايه اي مركب با استفاده از روش عددي المان محدود بر مبناء جابجايي و همچنين با استفاده از نرم افزار  ANSYS مورد بررسي قرار گرفته است. در فصل اول همين پايان نامه مقدمه اي بر مواد كامپوزيت چند لايه اي  آورده شده است و در فصل دوم مكانيك شكست مواد مهندسي توضيح داده شده است در فصل سوم مكانيك شكست در مواد كامپوزيت ارائه گرديده در دنباله همين فصل مكانيك شكست و خستگي دو نمونه DBC, ENF براي تشريح رشد ترك در مد I,II شكست آورده شده است در  فصل چهار پايان نامه نتايج المان محدود بر مبناي جابجايي براي تيرها و صفحات كامپوزيت چند لايه اي لايه لايه شده (ترك دار) ارائه شده در فصل پنجم دو نمونه از صفحة كامپوزيت چند لايه اي لايه لايه شده (ترك دار) با استفاده از نرم افزار ANSYS تحليل گرديده و نتايج بصورت جداول و نمودارها نشان داده شده است و در انتهاي   پايان نامه ضميمه ها و رفرنسها آورده شده است.

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                  

فصل اول: مقدمه اي مواد كامپوزيت

1-1- مقدمه و تعريف.

1-2- اجزاء تشكيل دهنده مواد مركب

1-2-1- ويژگيهاي الياف

1-2-2-  ويژگيهاي پركننده ها

1-3- طبقه بندي مواد مركب.

1-3-1- مواد مركب فيبري

1-3-2- مواد مركب ذره اي

1-3-3- مواد مركب چند لايه‏اي.

1-4- الياف شيشه

1-5- رزين اپوكسي

1-6-  معيارهاي گسيختگي در مواد كامپوزيت ارتوتروپ.

1-6-1- تئوري تنش ماكزيمم.

1-6-2-  تئوري كرنش ماكزيمم.

1-6-3- تئوري تساي – هيل

1-6-4- تئوري تساي – وو

1-6-5- تئوري پوك

1-6-6- تئوري پاپواونسن

فصل دوم: مقدمه اي بر مكانيك شكست

2-1- شكست

2-1-1- شروع ترك.

2-1-2- مرحله اول رشد ترك:

2-1-3- مرحله دوم رشد ترك.

2-2- مودهاي شكست

2-2-1- مود I شكست.

2-2-2- مودII شكست.

2-2-3- مود III  شكست.

2-3- معيارهاي شكست.

2-3-1- فاكتور تمركز تنش.

2-3-2- روش تعادل انرژي گريفيث

2-3-3-  تئوري اصلاح شده گريفيث (اصل ايروين- اروان)

2-4- انتشار ترك تحت بارهاي سيكليك

فصل سوم: شكست در مواد كامپوزيت

3-1- مقدمه

3-2-  نمونه E.N.F.

3-3- تئوري آهنگ رهايي انرژي

3-4- جدايش در اثر بارهاي سيكليك

فصل چهارم: ارتعاشات سازه هاي كامپوزيتي ترك دار (لايه لايه شده)

4-1- مقدمه:

4-2- تير كامپوزيتي لايه لايه شده

4-3- ارتعاشات طبيعي يك تيركامپوزيتي با انتشار ترك.

4-4- ارتعاشات طبيعي صفحه كامپوزيتي يك سرگيردار با يك ترك

فصل پنجم: انجام آناليز مودال با نرم افزار ANSYS

5-1- مقدمه

5-2- مراحل انجام آناليز مودال ( تنش آزاد )

5-2-1- مدل سازي.

2- المان Solid95:

3- المان Contac49 :

5-2-2- خواص مكانيكي نمونه

5-2-3- مدل هندسي ومش بندي نمونه

5-2-4- اعمال شرايط مرزي :

5-3- مدل سازي نمونه ها توسط نرم افزار  و بدست آوردن فركانسهاي طبيعي

5-3-1- مدل سازي نمونه كامپوزيتي بدون ترك:

5-3-2- بررسي تاثير طول و موقعيت ترك (جدايش) در رفتار ارتعاشي صفحات كامپوزيتي به كمك نرم افزار

5-3-3- تاثير تغيير پارامترهاي نشان داده شده در شكل (7- b13)  روي رفتار ارتعاشي صفحه كامپوزيتي مدل I

5-3-4-  تاثير تغيير  پارامترها

5-3-5-  نمونه و شكل مدهاي ارتعاشي صفحه كامپوزيتي  براي  مدل  II  ترك (جدايش)

نتيجه گيري:

منابع :

 

 

فهرست جدولها

عنوان                                                                                                 

جدول 1-:1 مقايسه خواص مكانيكي چند نوع الياف مختلف

جدول 1-2 : ويژگيهاي رزين اپوكسي ريخته گري شده (در دماي 23CC  )

جدول 4-1 خصوصيات مكانيكي كامپوزيت شيشه – اپوكسي.

جدول 5-1: خصوصيات فيبر كربن و رزين اپوكسي

جدول 5-2 :فركانسهاي طبيعي اول تا سوم ، بر حسب طول ترك

جدول 5-3: فركانسهاي طبيعي صفحه كامپوزيتي مدل I  بر حسب  Xc .

جدول 5-4: فركانسهاي طبيعي صفحه كامپوزيتي مدل I  بر حسب موقعيت عرضي ترك .

جدول 5-5: فركانسهاي طبيعي نمونه تركدار II بر حسب تغيير t.

جدول 5-6: فركانسهاي طبيعي نمونه تركدار II بر حسب تغيير Xc .

جدول 5-7:  فركانسهاي طبيعي مدل II   بر حسب  Yc .

جدول 5-8 : فركانسهاي طبيعي  صفحه كامپوزيتي تركدار مدل II  بر حسب  طول ترك (a).

 

 

فهرست شکلها

عنوان                                                                                             

شكل 1-1 : بارگذاري با زاويه  نسبت به محور اصلي..

شكل 1-2: تئوري گسيختگي تنش ماكزيمم

شكل 1-3 تئوري گسيختگي تساي-هيل

شكل 2-1 : مراحل مختلف شكست خستگي

شكل 2-2 : روشهاي اصلي بار گدازي و جابجايي هاي مربوطة سطوح ترك (مودهاي شكست)

شكل 3-2: مختصات و حالت تنش در نوك ترك

شكل 2-4 يك ورق با ابعاد بينهايت شامل يك ترك مركزي عمقي

شكل 2-5 : نمودار وابستگي افزايش نيرو نسبت به افزايش ترك

شكل 2-6: نموداري از منحني رشد ترك خستگي نسبت به دامنه تنش

شكل 2-7- منحني نرخ رشد ترك خستگي

شكل 2-8: رويه‌ي به كار رفته در ادامه منحني هاي نرخ رشد ترك

شكل 3-1: انواع مكان تخريب در يك سازه كامپوزيت

شكل 3-2-نمونه E.N.F.

شكل 3-3 : تغيير طولي و عرضي سطوح ترك در نمونه E.N.F.

شكل 3-4 : نمونه E.L.S.

شكل 3-5 : ترك در يك صفحه سه لايه با لايه هاي عمود بر هم

شكل  3-6: ترك در يك صفحه چند لايه

شكل 3-7: شروع جدايي لايه ها

شكل 3-8 : تداخل تركهاي طولي و عرضي

شكل 3-9: جدايي لايه ها و نزديك شدن به گسيختگي كامل

شكل 3-10 : تاثير رزين هاي مختلف روي مقاومت خستگي صفحات چند لايه با الياف شيشه

شكل 3-11: تاثير درصد الياف شيشه روي مقاومت خستگي محوري

شكل 3-12: تاثير درصد الياف شيشه روي مقاومت خستگي خمشي

شكل 3-13 : مقاومت خستگي برشي شيشه – اپوكسي تك جهته

شكل 4-1: مدل سازي جدايش در تير كامپوزيتي با استفاده از روش المان محدود.

شكل 4-2: تير كامپوزيتي با جدايش بين لايه اي.

شكل 4-3: تاثير موقعيت طولي جدايش تاثير موقعيت عرضي جدايش در فركانس طبيعي اول‌تير.

شكل 4-4: تاثير طول ترك و تاثير موقعيت طولي جدايش در فركانس طبيعي دوم تير.

شكل 4-5: تاثير موقعيت طولي ترك در فركانس طبيعي اول  و تاثير طول ترك در فركانس طبيعي دوم تير.

شكل 4-6 صفحه كامپوزيتي چند لايه اي با جدايش بين لايه ها

شكل 4-7: تاثير طول ترك در فركانس طبيعي اول صفحه.

شكل 4-8: تاثير طول ترك بر فركانس طبيعي دوم صفحه.

شكل 4-9: تاثير طول ترك در فركانس طبيعي سوم.

شكل 5-1: المان PLANE82.

شكل 5-2 :المان SOLID95.

شكل 5-3 :مدل I با يكي از مش بندي هاي انجام شده.

شكل  5-4:مدل II با يكي از مش بندي هاي انجام شده.

شكل 5-5: نوك ترك در مدل II با المانهاي تكيني.

شكل 5-6: المانهاي تكيني براي (a مدل دو يعدي  b) مدل سه يعدي..

شكل 5-7: صفحه كامپوزيتي بدون ترك .

شكل 5-8:مد ارتعاشي اول صفحه كامپوزيتي  بدون ترك…

شكل 5-9:مد ارتعاشي دوم صفحه كامپوزيتي  بدون ترك.

شكل 5-10:مد ارتعاشي سوم صفحه كامپوزيتي  بدون ترك..

شكل 5- 11: نمونه عملي كامپوزيت مورد تحليل

شكل 5-12 : معرفي متغيرهاي استفاده شده در مدل I.

شكل   5- 13 : مش بندي و تحليل..

شكل 5-14: يكي از :مش بندي هاي انجام گرفته در نوك ترك براي  مدل I.

شكل 5-15 :فركانس طبيعي اول مدل I ، بر حسب طول نسبي ترك.

شكل 5-16 :فركانس طبيعي دوم نمونه I ، بر حسب طول نسبي ترك.

شكل 5-17:فركانس طبيعي سوم نمونه I ، بر حسب طول نسبي ترك.

شكل 5-18 :نمونه تركدار مدل I در حالت سه بعدي.

شكل5-19: نوك ترك در  مدل I

شكل 5-20 :مد ارتعاشي اول نمونه تركدار I  ،به همراه جابجايي هاي متناظر.

شكل 5-21 :مد ارتعاشي دوم نمونه تركدار I به همراه جابجايي هاي متناظر.

شكل 5-22 :مد ارتعاشي سوم  نمونه تركدار I به همراه جابجايي هاي متناظر.

شكل5-23: فركانس طبيعي اول نمونه I ، بر حسب موقعيت طولي ترك.

شكل 54-24: فركانس طبيعي دوم نمونه I ، بر حسب موقعيت طولي ترك

شكل 5-25:  فركانس طبيعي سوم نمونه I ، بر حسب موقعيت طولي ترك

شكل 5-26: فركانس طبيعي اول نمونه  I ، بر حسب موقعيت عرضي ترك.

شكل 5-27: فركانس طبيعي دوم نمونه  I ، بر حسب موقعيت عرضي ترك

شكل 5-28: فركانس طبيعي سوم نمونه  I ، بر حسب موقعيت عرضي ترك

شكل 5-29: شكل ترك در مدل II  و پارامترهاي موجود در آن

شكل 5-30: فركانس طبيعي اول مدل II بر حسب t.

شكل 5-31: فركانس طبيعي دوم  مدل II بر حسب t.

شكل 5-32: فركانس طبيعي سوم مدل II بر حسب t.

شكل 5-33: فركانس طبيعي اول مدل II بر حسب  Xc .

شكل 5-34: فركانس طبيعي دوم مدل II بر حسب Xc .

شكل 5-35: فركانس طبيعي سوم مدل II بر حسب  Xc .

شكل 5-36: فركانس طبيعي اول نمونه  II بر حسب Yc .

شكل 5-37: فركانس طبيعي دوم  نمونه  II بر حسب Yc .

شكل 5-38: فركانس طبيعي سوم  نمونه  II بر حسب Yc .

شكل 5- 39: فركانس طبيعي اول نمونه II بر حسب طول ترك(c=a/2 ).

شكل 5-40: فركانس طبيعي دوم  نمونه II بر حسب طول ترك (c=a/2  ).

شكل 5-41:  فركانس طبيعي سوم  نمونه II بر حسب طول ترك (c=a/2  ).

شكل 5-42:  صفحه كامپوزيتي تركدار مدل II در حالت سه بعدي و مش بندي شده . 0

شكل 5-43:نوك ترك و مش بندي انجام شده .

شكل 5-44: مدل II تحت فركانس طبيعي اول به همراه جابجائي هاي متناظر .

شكل 5-45 : مدلII   تحت فركانس طبيعي دوم به همراه جابجائي هاي متناظر.

شكل 5-46: مدل II تحت فركانس طبيعي سوم  به همراه جابجائي هاي متناظر .

 

 

مقدمه

در سالهاي اخير به علت نياز به خصوصيات ويژه و خاص در انواع سازه‌هاي مهندسي از جمله سازه‌هاي بكار رفته در صنايع هواپيما سازي، خودروسازي، كشتي‌سازي, نظامي و … استفاده از مواد مركب معمول گشته است.

مواد مركب (چند سازه) از تركيب دو يا چند ماده تشكيل شده‌اند و خواص مواد مفيد هر يك از آنها را به همراه دارند، بنابراين محتواي آنها را مي‌توان به نحوي انتخاب و تركيب نمود كه يك ماده مفيد با خواص مورد نظر حاصل شود. به طور كلي سازه‌هايي كه از مواد مركب ساخته شده‌اند، سازه‌هاي مركب ناميده مي‌شوند. هدف اصلي از ساخت چنين سازه‌هايي بدست آوردن خواص مهندسي برتر نسبت به مواد مرسوم از جمله فلزات مي‌باشد.

از جمله خواص مهمي كه مي‌توان با ساختن يك ماده مركب به آنها دست يافت مي‌توان به مقاومت بالا، سختي بالا، مقاومت بيشتر در برابر خوردگي، عمر خستگي بيشتر، وزن مخصوص پائين و … اشاره كرد. به طور كلي اين مواد در كاربردهايي كه نيازمند، نسبت مقاومت به وزن و سختي به وزن كم مي‌باشد بسيار خوب عمل مي‌كنند.

يكي از گروههاي پرمصرف از مواد مركب، مواد مركب لايه‌اي هستند. مواد مركب لايه‌اي شامل حداقل دو لايه متفاوت هستند كه به يكديگر چسبانده شده و يا در كنار يكديگر قرار گرفته‌اند. از جمله موارد معروف به كار برده شده از اين نوع مواد مركب، مي‌توان به بي‌متالها (لايه‌هايي از دو فلز ناهمجنس)، شيشه‌هاي چندلايه (شيشه‌هاي خودرو) اشاره كرد.

از زير گروههاي اصلي مواد مركب چند لايه، مواد مركب لايه‌اي- فيبري هستند كه خود تركيبي از تكنيكهاي مواد مركب فيبري و لايه‌اي مي‌باشند. نام عمومي اين نوع از مواد مركب، مواد مركب چندلايه تقويت شده فيبري مي‌باشد.

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.

مطلب مفیدی برای شما بود ؟ پس به اشتراک بگذارید برای دوستانتان
درباره این مطلب نظر دهید !

محصولات مرتبط ...

محصولات زیرا حتما ببینید ...