عنوان:  پایان نامه اصول طراحی میل گاردان های کامپوزیتی،مهندسی مکانيک

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

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 104

چکیده:

د‏راین رساله ‏اصول طراحی میل گاردانهای کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفته است میل گاردان ‏فقط مختص خودرو نمی باشد، بلکه دربسیاری‏ از سیستمهای انتقال قدرت می تواند مورد استفاده قراربگیرد . اما در این رساله به طور خاص هدف جایگزین کردن یک میل گاردان کامپوزیتی یک پارچه به جای ‏میل گاردان فلزی دو تکه موجود بر روی پژوRD  ‏ می باشد.

طراحی یک گاردان کامپوزیتی به دو مرحله  ” طراحی محور کامپوزیتی و طراحی اتصالات ” ‏تقسیم می شود. در بحث طراحی محور کامپوزیتی عمومأ  به بررسی پارامترهائی چون سرعت بحرانی ، گشتاور استاتیکی و گشتاور کمانشی پرداخته شده است.

در بحث طراحی اتصالات، مدلسازی سه بعدی اتصالات تک لبه و ‏دولبه تحت گشتاوراستاتیکی انجام ‏گرفته است. در این مدل رفتار مواد به صورت ایزوتروپیک غیرخطی برای چسب ، ایزوتروپیک خطی برای  فلز و ارتوتروپیک خطی برای محور کامپوزیتی منظور گردیده است.در طول این طراحی کلیه تحلیلها با ‏استفاده از روش اجزاء محدود صورت گرفته است. در هر مرحله برای اطمینان از صحت جوابها بعد ازمعرفی پارامتر مربوطه همچون، سرعت بحرانی، گشتاور استا تیکی و ‏کمانشی و ‏طراحی اتصالات و…، جوا بهای ‏حاصل از تحلیل اجزاء محدود با نتایج آزمایشگاهی و ‏تحلیلی موجود در مقالات مورد مقایسه قرارگرفته است.در انتها به طور خاص به طراحی گاردان کامپوزیتی یک پارچه برای پرو RD ‏پرداخته شده است. گاردان ‏نهائی طراحی شده برای RD ‏ یک کامپوزیت هایبرید ساخته شده از الیاف کربن و شیشه به همراه رزین ‏اپوکسی می باشد که دارای وزنی کمتر از یک سوم گاردان اصلی می باشد.

کلمات کلیدی: محور کامپوزیتی، سرعت بحرانی، گشتاور کمانشی، اجزإء ‏محدود ‏،اتصالات کامپوزیتی، اتصالات غیر خطی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                            صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه.                                                                                                      2

1-2- روش تولید میل گاردانهای کامپوزیتی..                                                               5

1-3- خصوصیات میل گاردانهای کامپوزیتی..                                                              10

1-3-1- سرعت بحرانی..                                                                                      10

1-3-2- وزن سبک…                                                                                            10

1-3-3- مقاومت خوردگی  بالا.                                                                               10

1-3-4- ارتعاشات و سرو صدای کم.                                                                        10

1-3-5- مقاومت خستگی بالا.                                                                               10

فصل دوم: بيان صورت مسئله

2-1- معرفی صورت مسئله.                                                                                 12

فصل سوم: معرفی اصول طراحی میل گاردانهای کامپوزیتی

3-1- مقدمه ‏                                                                                            19

3-2- اصول طراحی محور درگاردانهای کامپوزیت…                                                    19

3-2-1- انواع میل گاردانهای کامپوزیت…                                                                19

3-2-2- انتخاب مواد در طراحی محورهای کامپوزیت…                                               21

3-2-3- تحلیل سرعت بحرانی در محورهای کامپوزیت…                                            23

3-3- طراحی استحکامی محورهای کامپوزیتی بر اساس گشتاور استاتیکی..                 31

‏3-3-1- معیار تنش حدا کثر.                                                                                 32

3-3-2- معیار حد اکثر کرنش….                                                                            33

3-3-3- معیار                                                                                      Tsai-Hill 34

3-3-4- معیار                                                                                     Tsai-wu. 34

3-4- تحلیل کمانش برشی در محورهای کامپوزیت…                                                37

3-5- محاسبه گشتاور کمانشی محورهای کامپوزیت…                                             39

فصل چهارم: معرفی اصول طراحی اتصالات در گاردانهای کامپوزیت

4-1- مقدمه.                                                                                                   53

4-2- انواع اتصالات به كار رفته در گاردانهاي كامپوزيتي..                                            55

٣-۴- مدل سازی اتصالات در گاردانهای کامپوزیت…                                                 56

4-4- مش بندی مدل..                                                                                      56

4-5- خواص مکا نیکی مواد.                                                                               59

4-5-1- شرایط مرزی..                                                                                      62

4-5-2- معیار تخریب…                                                                                       62

6-۴- محاسبه ظرفیت گشتاور استاتکی اتصالات در گاردان های کامپوزیتی..                    62

4-7- جمع بندی نتایج حاصل از مدل سازی اجزاء محدود اتصالات در گاردانهای کامپوزیتی.. 70

فصل پنجم: طراحی گاردان کامپوزیتی نمونه(پژو RD)

5-1- مقدمه. 73

5-2- تعیین بارهای وارده بر گاردان  پژوRD.. 74

5-2-1- تعیین سرعت دورانی گاردان پژو RD.. 75

5-2-2- تعیین گشتاور استاتیکی وارده بر گاردان.. 76

5-2-3- طراحی محور کامپوزیتی برای پژو RD.. 77

5-3- طراحی اتصالات برای گاردان کامپوزیتی پژو RD.. 87

5-4- خلاصه ای از طراحی گاردان پژوRD.. 91

نتیجه گیری:                                                                                                    93

منابع :                                                                                                           94

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                            صفحه

شکل (1-1‏): نمائی از نحوه پیچش الیاف..                                                                   8

شکل(1-2 ‏): تعدادی از مراحل تولید یک میل گاردان کامپوزیتی.                                      9

شکل( 2 ‏- 1 ‏): نقشه کلی میل گاردان پژو RD ‏کلیه اعداد بر حسب mm می باشد.             15

شكل (2-2) الگوریتم کلی طراحی‏یک گاردان کامپوزیتی..                                                 16

‏شکل(3‏-1 ‏) : نمایش کلی سه نوع گاردان کامپوزیتی مورد استفاده در خودرو                    21

شكل (3-2)معیار تنش حدا کثر.                                                                                33

شکل ( ۳ ‏- ۳ ‏): تغییرات مربع اولین فرکانس طبیعی یک تیر با شرایط مرزی مختلف تحت بار محوری فشاری.. 43

شکل (3‏- 4 ‏): منحنی تغییرات وپنج فرکانس طبیعی اول یک محور کامپوزیتی برحسب‏ تغییرات گشتاور وارده به آن.. 44

شکل (3-5‏): منحنی تغییرات مربع پنج فرکانس طبیعی اول یک محور کامپوزیتی برحسب تغییرات گشتاور پیچشی وارده به آن  44

شکل (3-6): المان بندی و شکل مد دوم کمانش پیچشی  محور کامپوزیتی..                      47

شکل (3-7): المان بندی و شکل مد اول کمانش پیچشی  محور کامپوزیتی.                      . 47

شکل (4-1) مدل سه بعدی اتصال :(الف)  تک لبه –(ب) دولبه.                                         58

شكل (4-2) تصویر دو بعدی از مقطع اتصال..                                                                 58

شکل (٣-۴ ‏) ابعاد  هندسی دو  نوع اتصال تک لبه و دو لبه.                                            58

شکل(۴-۴) منحنی   تنش-کرنش برشی حجمی و لبه ای یک چسب اپوکسی..                  60

شکل(4-5):منحنی تنش کرنش قائم ،حجمی و لبه ای..                                                61

شکل (4-6 ‏) منحنی  تنش کرنش برشی به دست آمده از سعی وخطا                              66

شکل( 4 ‏- 7 ‏): منحنی توزیع تنش برشی ایجاد شده  ‏در وسط چسب با رفتار غیرخطی ، برای یک اتصال تک لبه. 69

‏شکل (4- 8 ‏): موقعیت محور مختصات در نظر گرفته در یک اتصال تک لبه.                          69

شکل(5‏- 1 ‏): نحوه  ‏المان بندی مدل اجزاء محدود  گاردان پژوRD.. 80

شکل ( 5 ‏- 2 ‏): شکل مد اول فرکانسی گاردان کامپوزیتی پژو RD.. 81

شکل (5- 3 ‏): شکل مد دوم فرکانسی گاردان کامپوزیتی پژو RD.. 82

شکل ( 5 ‏- 4 ‏): شکل مد سوم فرکانسی گاردان کامپوزیت پژو RD.. 82

شکل (۵-۵): اولین مد کمانشی پیچشی میل گاردان کامپوزیتی پژو RD.. 83

شکل ( 5 ‏- 6 ‏): خواص مکانیکی چسب انتخاب شده برای گاردان کامپوزیتی پژوRD.. 90

شکل(5-7 ‏): جزئیا ت اتصا ل دولبه طراحی شده برای گاردان کامپوزیتیRD.. 90

‏شكل (5-8) شماي كلي از گاردان كامپوزيتي طراحي شده براي پژو RD.. 90

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