no-img
شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

پایان نامه تحليل كمانش ورقهاي مدورمركب ارتوتروپ با ‏استفاده از نرم افزار المان محدود، مهندسی مکانيک


شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه
adsads

ادامه مطلب

DOC
پایان نامه تحلیل کمانش ورقهای مدورمرکب ارتوتروپ با ‏استفاده از نرم افزار المان محدود، مهندسی مکانیک
doc
آذر ۲۸, ۱۳۹۴
۵,۰۰۰ تومان
1 فروش
۵,۰۰۰ تومان – خرید

پایان نامه تحلیل کمانش ورقهای مدورمرکب ارتوتروپ با ‏استفاده از نرم افزار المان محدود، مهندسی مکانیک


Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

عنوان:  پایان نامه تحلیل کمانش ورقهای مدورمرکب ارتوتروپ با ‏استفاده از نرم افزار المان محدود، مهندسی مکانیک

رشته:  پروژه تخصصی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۱۹۵

 

فهرست مطالب
عنوان                                        ‏
چکیده
فصل اول: مقدمه ای بر مواد مرکب
‏۱-۱- کامپوزیت چیست؟
‏۱-۲- مزایای کامپوزیتها
‏۱-۳- محدودیتهای کامپوزیتها
‏۱-۴- تاریخچه صنعت کامپوزیتها
‏۱-۵- فازهای کامپوزیتی و تقسیم بندی کامپوزیتها
‏۱-۶- خواص کامپوزیتها
‏۱-۷- مقاومت کامپوزیتهای لیفی
فصل دوم: ماتریسها (رزیتها)‏
‏۲-۱- ماتریسها
‏۲-۲- پلیمریزاسیون
‏۲-۳- پلیمرهای گرما سخت و گرما نرم
‏۲-۴- رزینهای ترموپلاستیک (گرما نرم)‏
‏۲-۵- رزینها گرما سخت (ترموست)‏
‏۲-۶- نقش ماتریسها
‏۲-۷- رزینهای اپوکسی
‏۲-۸- معایب رزینهای اپوکسی
‏۲-۹- تقسیم بندی انواع تجاری رزینهای اپوکسی
‏۲-۱۰- رزینهای پلی استر غیراشباع
‏۲-۱۱- انواع رزینهای پلی استر تجاری
‏۲-۱۲- خصوصیات رزینهای پلی استر
‏۲-۱۳- معایب رزینهای پلی استر غیراشباع
‏۲-۱۴- رزینهای فنولیک
‏۲-۱۵- خواص و کاربردهای رزینهای فنولیک
‏۲-۱۶- معایب و محدودیتهای رزینهای فنولیک
‏۲-۱۷- ماتریسهای فلزی

فصل سوم: الیاف (تقویت کننده ها)‏
‏۳-۱- تقویت کننده ها
‏۳-۲- تقویت کننده های لیفی
‏۳-۳- الیاف شیشه
‏۳-۴- مزیتهای اصلی الیاف شیشه
‏۳-۵- عیوب اصلی الیاف شیشه
‏۳-۶- سایز الیاف
‏۳-۷- آهار
‏۳-۸- خواص الیاف شیشه
‏۳-۹- الیاف پیشرفته
‏۳-۱۰- الیاف بور
‏۳-۱۱- خواص و کاربرد الیاف بور
‏۳-۱۲- الیاف سیلیکون کاربید
‏۳-۱۳- الیاف سیلسیم کاربید
‏۳-۱۴- الیاف آلومینا
‏۳-۱۵- الیاف کربن وگرافیت
‏۳-۱۶- الیاف کربن
‏۳-۱۷- خواص الیاف کربن و گرافیت
‏۳-۱۸- کامپوزیتهای کربن و گرافیت
‏۳-۱۹- مزیتهای اصلی الیاف کربن
‏۳-۲۰- بحث میکروسکوپی در مورد الیاف کربن
‏۳-۲۱- الیاف آرامید یا پلی آمیدهای حلقوی
‏۳-۲۲- خصوصیات آرامیدها
‏۳-۲۳- الیاف پلی اتیلن
‏۳-۲۴- الیاف سرامیکی
‏۳-۲۵- مقایسه الیاف مختلف

فصل چهارم: ساخت مواد مرکب ‏
‏۴-۱- فرایندهای ساخت کامپوزیتها
‏۴-۲- قالب گیری باز
‏۴-۳- قالب گیری بسته
‏۴-۴- تقسیم بندی براساس حجم تولید
‏۴-۵- تعاریف فرایند قالب گیری باز
‏۴-۶-تعاریف بکار بردن رزین
‏۴-۷- روش لایه گذاری دستی
‏۴-۸- روش پاشش توسط پیستوله
‏۴-۹- فیلامنت وایندینگ
‏۴-۱۰- قالب گیری فشاری
‏۴-۱۱- روش کششی
‏۴-۱۲- قالب گیری با کیسه خلاء
‏۴-۱۳- فرایند تزریق در خلاء
‏۴-۱۴- قالب گیری به روش انتقال رزین ‏RTM
فصل پنجم: کاربرد کامپوزیتها
‏۵-۱- مقدمه
‏۵-۲- صنایع حمل و نقل جاده ای
‏۵-۳- استفاده از مواد کامپوزیت در ساخت تانکهای ‏جنگی و سلاح
‏۵-۴- کاربرد کامپوزیتها در صنایع هوا فضا
‏۵-۵- استفاده در ساخت فضاپیماها
‏۵-۶- استفاده کامپوزیتها در صنایع حمل و نقل ریلی
‏۵-۷- کاربرد کامپوزیتها در واحدهای شیمیایی
‏۵-۸- کامپوزیتها درصنعت دریایی
‏۵-۹- صنایع الکتریکی
‏۵-۱۰- صنعت هسته ای
فصل ششم: تئوری حاکم بر مواد مرکب
‏۶-۱- مقدمه
‏۶-۲- رفتار ماکرومکانیک یک لایه
‏۶-۳- ثابتهای مهندسی برای مواد ارتوتروپ
‏۶-۴- جهت گیری الیاف در مواد مرکب
‏۶-۵- استحکام در مواد مرکب
‏۶-۶- تئوریهای شکست در حالت دو محوری بر مواد ‏ارتوتروپ
‏۶-۷- تئوری تنش حداکثر
‏۶-۸- معیار کرنش حداکثر
‏۶-۹- تئوری ‏Tsai-Hill
‏۶-۱۰- تئوری ‏Tsai-Wu
فصل هفتم: کمانش پوسته ها و مباحث تئوری مربوط به آن
‏۷-۱- مقدمه
‏۷-۲- معادلات غیرخطی تعادل ورق
فصل هشتم: آشنایی با المان محدود و نرم افزار ‏ANSYS
‏۸-۱- مقدمه
‏۸-۲- مسائل مهندسی
‏۸-۳- روشهای عددی
‏۸-۴- تاریخچه ای کوتاه بر روش المان محدود و نرم ‏افزار ‏ANSYS
‏۸-۵- مراحل اصلی در روش المان محدود
‏۸-۶- توابع شکل ‏‎(Shape Function)‎
‏۸-۷- تقسیم بندی یک ناحیه به تعدادی المان برای ‏المانهای یک بعدی
‏۸-۸- معرفی توابع شکل برای یک المان خطی
‏۸-۹- خواص توابع شکل
‏۸-۱۰- المان درجه دوم
فصل نهم: مدل سازی مواد مرکب در ‏ANSYS 5.4
‏۹-۱- مقدمه
‏۹-۲- مدل سازی مواد مرکب در روش ‏h-method
‏۹-۳- المان ‏Sheel-91‎
‏۹-۴- المان ‏Shel-99‎
‏۹-۵- المان ‏Solid-46‎
‏۹-۶- مدل سازی مواد مرکب در روش ‏p-method
‏۹-۷- روش تعریف ساختارهای لایه ای
‏۹-۸- روش تعریف خصوصیات هر لایه بطور جداگانه
‏۹-۹- تفاوت روش ‏p-method / h-method
‏۹-۱۰- روش تحلیل کمانش در نرم افزار ‏ANSYS
‏۹-۱۱- نکاتی در مورد مش بندی توسط نرم افزار ‏ANSYS
‏۹-۱۲- نکاتی در مورد تحلیل کمانش    ‏۱۴۸‏
‏۹-۱۳- تحلیل ورق های دایره ای شکل در نرم افزار ‏ANSYS
‏۹-۱۴- حل مساله کمانش توسط دستورات ‏APDL
‏۹-۱۵- برنامه ‏APDL‏ برای حل مساله کمانش
فصل دهم: نتایج
‏۱۰-۱- مقدمه
‏۱۰-۲- ملاحظات
فصل یازدهم: نتیجه گیری و پیشنهاد برای ادامه کار
‏۱۱-۱- مقدمه
‏۱۱-۲- نقش ضخامت بر بارهای حاصل از کمانش
‏۱۱-۳- نقش مدولهای الاستیسیته
‏۱۱-۴- زاویه الیاف و تاثیر آن در کمانش
‏۱۱-۵- پیشنهاد برای ادامه کار
مراجع
ضمائم

فهرست اشکال

فصل اول: مقدمه ای بر مواد مرکب
شکل ۱-۱: انواع مختلف کامپوزیتها
شکل ۱-۲: نمودارهای تنش- کرنش در زوایای مختلف
شکل ۱-۳: انواع مختلف تقویت کننده ها‏
شکل ۱-۴: انواع مختلف الیاف‏
فصل سوم: الیاف (تقویت کننده ها)‏
شکل۳-۱: تنش- کرنش برای تقویت کنندگان مختلف
شکل۳-۲: تصاویر میکروسکوپی از الیاف برون اپوکسی‏
شکل ۳-۳: شکل الیاف مختلف‏
فصل چهارم: ساخت مواد مرکب
شکل ۴-۱: نحوه بافت در روش فیلامنت‏
شکل ۴-۲: شماتیک دستگاه بافت فیلامنت‏
شکل ۴-۳: دستگاه بافت فیلامنت‏
شکل ۴-۴: ماشین آلات بکار رفته در روش ‏BMC
شکل ۴-۵: ماشین آلات بکار رفته در روش ‏SMC
شکل ۴-۶: روش کششی‏
شکل ۴-۷: ماشین آلات ‏RTM
شکل ۴-۸: ماشین آلات بکار رفته در روش ‏RTM
فصل پنجم: کاربرد کامپوزیتها
شکل ۵-۱: کاربرد کامپوزیتها در بوئینگ ۷۳۷-۳۰۰‏
شکل ۵-۲: پوسته موتور و نگهدارنده آن در بوئینگ ۷۵۷‏
شکل ۵-۳: کاربرد کامپوزیتها در موتور راکتها
فصل هفتم: کمانش پوسته هاو مباحث تئوری مربوط به آن
شکل ۷-۱: ورق مستطیلی تحت نیروی فشاری دو محوره‏
شکل ۷-۲: برایندهای تنش و ممان بر روی یک المان از ‏ورق
شکل ۷-۳: لایه های ورق‏
شکل ۷-۴: کوتاه شدگی لبه های ورق‏
فصل هشتم: آشنایی با المان محدود و نرم افزار ‏ANSYS
شکل ۸-۱: کاربرد اولیه المان محدود‏
شکل ۸-۲: مدل سازی تیر مخروطی تحت کشش به فنرهای ‏سری
شکل ۸-۳: تقسیم یک ناحیه به مناطق کوچکتر (گره ها ‏و المانها)‏
فصل نهم: مدل سازی مواد مرکب در ‏ANSYS 5.4‎
شکل ۹-۱:المان پوسته ای ‏Shell-91‎‏ برای مدل سازی ورق ها ‏و پوسته ها
شکل ۹-۲: المان پوسته ای ‏Shell-99‎‏ برای مدل سازی ورق ‏ها و پوسته ها
شکل ۹-۳: المان سه بعدی ‏Solid-46‎‏ المان بندی مسائل ‏سازه ای
شکل ۹-۴: مش بندی آزاد‏
شکل ۹-۵: استفاده از ‏Smart Size‏ برای ریز کردن مش بندی
شکل ۹-۶: مش بندی دستی
شکل ۹-۷: منوی انتخاب المان‏
شکل ۹-۸: منوی ویژگیهای مکانیکی‏
شکل ۹-۹: منوی انتخاب تعداد لایه‏
شکل ۹-۱۰: منوی مربوط به ضخامت و زاویه الیاف‏
شکل ۹-۱۱: مدل سازی ورق‏
شکل ۹-۱۲: منوی مش بندی‏
شکل ۹-۱۳: ورق مش بندی شده از نمای ایزومتریک
شکل ۹-۱۴: فعال کردن منوی محاسبه ماتریس سختی‏
فصل دهم: نتایج
شکل ۱۰-۱: نمای روبرو- مود اول کمانش- کولار اپوکسی
شکل ۱۰-۲: نمای ایزومتریک- مود اول کمانش- کولار ‏اپوکسی
شکل ۱۰-۳: معادله رویه کمانش داده در مد اول‏
شکل ۱۰-۴: نمای روبرو- مود دوم کمانش- کولار اپوکسی
شکل ۱۰-۵: نمای ایزومتریک- مود دوم کمانش- کولار ‏اپوکسی
شکل ۱۰-۶: معادله رویه کمانش داده در مود دوم‏
شکل ۱۰-۷: معادله رویه کمانش داده در مود دوم‏

شکل ۱۰-۸: معادله رویه کمانش داده در مود دوم‏
شکل ۱۰-۹: نمای روبرو- مود سوم کمانش- کولار اپوکسی
شکل ۱۰-۱۰: نمای ایرومتریک- مود سوم کمانش- کولار ‏اپوکسی
شکل ۱۰-۱۱: نمایش رویه کمانش داده در مد سوم‏
شکل ۱۰-۱۲: نمایش رویه کمانش داده در مد سوم‏
شکل ۱۰-۱۳: نمایش رویه کمانش داده در مد سوم‏
شکل ۱۰-۱۴: نمای روبرو- مد چهارم کمانش- کولار ‏اپوکسی
شکل ۱۰-۱۵: نمای ایزومتریک- مد چهارم کمانش- کولار ‏اپوکسی
شکل ۱۰-۱۶: معادله روی کمانش داده در مد چهارم‏
شکل ۱۰-۱۷: معادله روی کمانش داده در مد چهارم‏
شکل ۱۰-۱۸: معادله روی کمانش داده در مد چهارم‏

فهرست جداول

فصل سوم: الیاف (تقویت کننده ها)‏
جدول ۳-۱: انواع الیاف شیشه تجاری- نام و نوع مواد ‏موجود در لیف
جدول ۳-۲: قطرهای موجود الیاف تجاری
جدول ۳-۳: اتر دما بر استحکام الیاف شیشه نوع ‏E
جدول ۳-۴: خواص الیاف ‏Sic
جدول ۳-۵: خواص بعضی از الیاف آلومینا
جدول ۳-۶: خواص بعضی از الیاف کربن
جدول ۳-۷: مهمترین خصوصیات تقویت کننده های با ‏کارایی بالا
فصل پنجم: کاربرد کامپوزیتها
جدول ۵-۱: برخی از خصوصیات کامپوزیتها و فلزات ‏صنعتی
جدول ۵-۲: نمونه ای از اجزاء ساخته شده با ‏کامپوزیت
فصل دهم: نتایج
جدول ۱۰-۱: ویژگیهای مکانیکی کامپوزیتها
فصل یازدهم: نتیجه گیری و پیشنهاد برای ارائه کار
جدول ۱۱-۱: مقایسه بارهای کمانش برای چهار ماده ‏مرکب در حالت زاویه‌ای۹۰/۰ با سه ‏
ضریب ‏P‏ ۵/۰ و ۱/۰ و ۰۱۵/۰‏
جدول ۱۱-۲: نقش الیاف در تغییر بارهای کمانش

چکیده:‏
در این پایان نامه رفتار کمانش ورق های ‏دایره ای شکل مرکب با استفاده از تئوری ‏المان محدود و نرم افزار ‏ANSYS‏ مورد بررسی ‏قرار گرفته است. هدف از این پایان‌نامه بدست ‏آوردن بارهای فشاری کمانش در مودهای مختلف ‏می باشد.‏
فصل اول مقدمه ای در مورد مواد کامپوزیت می ‏باشد.‏
در فصل دوم به معرفی ماتریسهای به کار رفته ‏در ساخت مواد مرکب و بعضی از ویژگیهای آنها ‏پرداخته شده است.‏
در فصل سوم الیاف و تقویت کننده های پر ‏کاربرد در ساخت کامپوزیتها بررسی شده است.‏
در فصل چهارم به معرفی روش ساخت کامپوزیتها ‏و پروسه تولید آنها اشاره شده است.‏
فصل پنجم به کاربرد کامپوزیتها در صنایع ‏مختلف اختصاص یافته است.‏
در فصل ششم مقدمه ای از تئوری حاکم برمواد ‏مرکب و پیش بینی رفتار شکست این مواد می ‏باشد. ‏
در فصل هفتم معادلات حاکم بر کمانش ورقهای ‏کامپوزیت و معادلات تعادل آنها ارائه شده ‏است.‏
پدیده کمانش در مورد بسیاری از سازه ها و ‏جزء های تحت تاثیر نیروی فشاری مطرح می ‏باشد. برخلاف تیرها که پس از کمانش بدون تحمل ‏بار زیادی دچار تسلیم می شوند، ورقها می ‏توانند پس از وقوع کمانش در مواردی تا چندین ‏برابر بار کمانش را تحمل کنند. استفاده از ‏این توانایی ورقها گامی مهم و موثر درجهت ‏بهینه سازی، سازه های هوایی شده است.‏
در فصل هشتم مقدمه ای در مورد روشهای المان ‏محدود و نرم افزار ‏ANSYS‏ ارائه شده است.‏
در فصل نهم، به معرفی المانها و روشهای ‏تحلیل کمانش مواد مرکب در نرم افزار ‏ANSYS‏ ‏پرداخته شده است. در ادامه، تحلیل گام به ‏گام کمانش ورقهای مرکب و معرفی دستورات ‏مربوط به هر مرحله صورت گرفته است.‏
در فصل دهم نتایج بدست آمده از ۶۰ مورد ‏تحلیل کمانش ارائه شده است.‏
و بالاخره  در فصل یازدهم به مقایسه و تحلیل ‏داده های بدست آمده اختصاص یافته است. در ‏پایان نتیجه گیری و پیشنهاد برای ادامه کار ‏پژوهش آمده است.‏

کامپوزیت چیست؟
کامپوزیت به موادی اطلاق می شود که در ساختار آن ‏بیش از یک جز ماده استفاده شده باشد. در این مواد ‏اجزاء مختلف خواص فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ ‏کرده و در نهایت ماده ای حاصل می شود که دارای ‏خواص بهینه ای می باشد. این خواص در تک تک مواد ‏شرکت کننده به صورت مجزاء و در همه حالت ها وجود ‏ندارد.‏
تعریف جامع کامپوزیت را به صورت زیر می توان ‏ارائه داد.‏
دو ماده غیر یکسان که در صورت ترکیب، ماده‌حاصله ‏از تک تک مواد قوی‌تر باشد.‏
کامپوزیتها همه بصورت طبیعی و همه به صورت ‏مصنوعی ساخته می شوند.‏
چوب مثال خوبی از یک کامپوزیت طبیعی است. چون ‏ترکیبی از الیاف سلولزی و لیگنین می باشد. الیاف ‏سلولزی استحکام را ایجاد می کند و لیگنین چسبی است ‏که الیاف را به هم می چسباند و پایدار می کند.‏
وزن مخصوص کم:‏
کامپوزیتها موادی را ارائه می دهند که می توانند ‏برای استحکام بالا و هم وزن طراحی پایین مورد ‏استفاده قرار گیرند.‏
– مقاومت به خوردگی بالا:‏
مثالهای بیشماری از کامپوزیتها وجود دارد که ‏دارای سرویسی به مدت چهل تا پنجاه سال بوده است. ‏در سال ۱۹۴۷ گارد ساحلی آمریکا یک سری قایقهای ‏گشتی ۴۰ فوتی را با استفاده از رزین پلی استر و ‏فایبرگلاس ساخت. این قایقها تا اوایل دهه ۱۹۷۰ ‏استفاده شدند تا اینکه به دلیل منسوخ شدن طراحی، ‏از سرویس خارج شدند. تستهای زیادی روی لایه ها بعد ‏از خارج شدن از ماموریتهای آنها انجام شد و معلوم ‏شد که فقط ۲% تا ۳% از استحکام اولیه بعد از ۲۵ ‏سال سرویس سخت افت کرده است. ‏
سرمایه گذاری نسبتاً کم:‏
یک دلیل آنکه صنعت کامپوزیتها موفق بوده است ‏سرمایه گذاری نسبتاً کم در تاسیس و ایجاد وسایل ‏ساخت کامپوزیتها است. تعداد بسیاری از شرکتهای ‏بزرگ و خلاق سازنده کامپوزیتها ریشه خود را در ‏شرکتهای کوچک اولیه سازنده این مواد پیدا می کنند.‏
در فرایند قالبگیری ترموپلاستیکها هزینه های چند ‏میلیون دلاری برای تجهیزات نیاز است. ولی این هزینه ‏ها در قالبیگری باز به مراقب کمتر و با توجیه ‏اقتصادی بیشتری همراه است. آنچه مسلم است ورود به ‏بازار کامپوزیت با هزینه کمتری نسبت به سایر مواد ‏امکان پذیر است.‏

مراجع
‏۱- مواد کامپوزیت با نگرش بر روشهای نوین آنالیز حرارتی- ‏تالیف مهندس رضا فیروز بخش.‏
‏۲- ‏Engineered Material Hand Book – Composites ‎
‏۳- ‏Mechanics of Composite Material by Jones
‏۴- ‏ANSYS Help
‏۵- دوره آموزشی ساخت کامپوزیتها فایبرگلاسها، ‏کامپوزیتهای کربنی، مترجم: مهندس مسعود اسماعیلی.‏
‏۶- بررسی رفتار پس از کمانش ورقهای کامپوزیت با تغییر مکان ‏برشی، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه شریف. توسط: پژمان ‏صالح ایزد خواست.‏
‏۷- تحلیل به روش المان محدود: مترجمین مهدی ‏محبی، روزبه پناهی.‏
‏۸- تحلیل المان محدود به کمک ‏ANSYS‏: تالیف محمدرضا ‏شعبانعلی.‏
‏۹- ‏ANSYS‏: تالیف محمدرضا جاهد مطلق، محمدرضا نوبان، ‏محمد امین اشراقی.‏
‏ ‏

 

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.


ads

درباره نویسنده

admin 786 نوشته در شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه دارد . مشاهده تمام نوشته های

دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

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

*

code