پایان نامه اصول طراحی میل گاردان های کامپوزیتی،مهندسی مکانیک
عنوان: پایان نامه اصول طراحی میل گاردان های کامپوزیتی،مهندسی مکانیک
رشته: پروژه تخصصی دوره کارشناسی،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحه: ۱۰۴
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
۱-۱- مقدمه. ۲
۱-۲- روش تولید میل گاردانهای کامپوزیتی.. ۵
۱-۳- خصوصیات میل گاردانهای کامپوزیتی.. ۱۰
۱-۳-۱- سرعت بحرانی.. ۱۰
۱-۳-۲- وزن سبک… ۱۰
۱-۳-۳- مقاومت خوردگی بالا. ۱۰
۱-۳-۴- ارتعاشات و سرو صدای کم. ۱۰
۱-۳-۵- مقاومت خستگی بالا. ۱۰
فصل دوم: بیان صورت مسئله
۲-۱- معرفی صورت مسئله. ۱۲
فصل سوم: معرفی اصول طراحی میل گاردانهای کامپوزیتی
۳-۱- مقدمه ۱۹
۳-۲- اصول طراحی محور درگاردانهای کامپوزیت… ۱۹
۳-۲-۱- انواع میل گاردانهای کامپوزیت… ۱۹
۳-۲-۲- انتخاب مواد در طراحی محورهای کامپوزیت… ۲۱
۳-۲-۳- تحلیل سرعت بحرانی در محورهای کامپوزیت… ۲۳
۳-۳- طراحی استحکامی محورهای کامپوزیتی بر اساس گشتاور استاتیکی.. ۳۱
۳-۳-۱- معیار تنش حدا کثر. ۳۲
۳-۳-۲- معیار حد اکثر کرنش…. ۳۳
۳-۳-۳- معیار Tsai-Hill 34
۳-۳-۴- معیار Tsai-wu. 34
۳-۴- تحلیل کمانش برشی در محورهای کامپوزیت… ۳۷
۳-۵- محاسبه گشتاور کمانشی محورهای کامپوزیت… ۳۹
فصل چهارم: معرفی اصول طراحی اتصالات در گاردانهای کامپوزیت
۴-۱- مقدمه. ۵۳
۴-۲- انواع اتصالات به کار رفته در گاردانهای کامپوزیتی.. ۵۵
٣-۴- مدل سازی اتصالات در گاردانهای کامپوزیت… ۵۶
۴-۴- مش بندی مدل.. ۵۶
۴-۵- خواص مکا نیکی مواد. ۵۹
۴-۵-۱- شرایط مرزی.. ۶۲
۴-۵-۲- معیار تخریب… ۶۲
۶-۴- محاسبه ظرفیت گشتاور استاتکی اتصالات در گاردان های کامپوزیتی.. ۶۲
۴-۷- جمع بندی نتایج حاصل از مدل سازی اجزاء محدود اتصالات در گاردانهای کامپوزیتی.. ۷۰
فصل پنجم: طراحی گاردان کامپوزیتی نمونه(پژو RD)
۵-۱- مقدمه. ۷۳
۵-۲- تعیین بارهای وارده بر گاردان پژوRD.. 74
۵-۲-۱- تعیین سرعت دورانی گاردان پژو RD.. 75
۵-۲-۲- تعیین گشتاور استاتیکی وارده بر گاردان.. ۷۶
۵-۲-۳- طراحی محور کامپوزیتی برای پژو RD.. 77
۵-۳- طراحی اتصالات برای گاردان کامپوزیتی پژو RD.. 87
۵-۴- خلاصه ای از طراحی گاردان پژوRD.. 91
نتیجه گیری: ۹۳
منابع : ۹۴
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل (۱-۱): نمائی از نحوه پیچش الیاف.. ۸
شکل(۱-۲ ): تعدادی از مراحل تولید یک میل گاردان کامپوزیتی. ۹
شکل( ۲ - ۱ ): نقشه کلی میل گاردان پژو RD کلیه اعداد بر حسب mm می باشد. ۱۵
شکل (۲-۲) الگوریتم کلی طراحییک گاردان کامپوزیتی.. ۱۶
شکل(۳-۱ ) : نمایش کلی سه نوع گاردان کامپوزیتی مورد استفاده در خودرو ۲۱
شکل (۳-۲)معیار تنش حدا کثر. ۳۳
شکل ( ۳ - ۳ ): تغییرات مربع اولین فرکانس طبیعی یک تیر با شرایط مرزی مختلف تحت بار محوری فشاری.. ۴۳
شکل (۳- ۴ ): منحنی تغییرات وپنج فرکانس طبیعی اول یک محور کامپوزیتی برحسب تغییرات گشتاور وارده به آن.. ۴۴
شکل (۳-۵): منحنی تغییرات مربع پنج فرکانس طبیعی اول یک محور کامپوزیتی برحسب تغییرات گشتاور پیچشی وارده به آن ۴۴
شکل (۳-۶): المان بندی و شکل مد دوم کمانش پیچشی محور کامپوزیتی.. ۴۷
شکل (۳-۷): المان بندی و شکل مد اول کمانش پیچشی محور کامپوزیتی. . ۴۷
شکل (۴-۱) مدل سه بعدی اتصال :(الف) تک لبه –(ب) دولبه. ۵۸
شکل (۴-۲) تصویر دو بعدی از مقطع اتصال.. ۵۸
شکل (٣-۴ ) ابعاد هندسی دو نوع اتصال تک لبه و دو لبه. ۵۸
شکل(۴-۴) منحنی تنش-کرنش برشی حجمی و لبه ای یک چسب اپوکسی.. ۶۰
شکل(۴-۵):منحنی تنش کرنش قائم ،حجمی و لبه ای.. ۶۱
شکل (۴-۶ ) منحنی تنش کرنش برشی به دست آمده از سعی وخطا ۶۶
شکل( ۴ - ۷ ): منحنی توزیع تنش برشی ایجاد شده در وسط چسب با رفتار غیرخطی ، برای یک اتصال تک لبه. ۶۹
شکل (۴- ۸ ): موقعیت محور مختصات در نظر گرفته در یک اتصال تک لبه. ۶۹
شکل(۵- ۱ ): نحوه المان بندی مدل اجزاء محدود گاردان پژوRD.. 80
شکل ( ۵ - ۲ ): شکل مد اول فرکانسی گاردان کامپوزیتی پژو RD.. 81
شکل (۵- ۳ ): شکل مد دوم فرکانسی گاردان کامپوزیتی پژو RD.. 82
شکل ( ۵ - ۴ ): شکل مد سوم فرکانسی گاردان کامپوزیت پژو RD.. 82
شکل (۵-۵): اولین مد کمانشی پیچشی میل گاردان کامپوزیتی پژو RD.. 83
شکل ( ۵ - ۶ ): خواص مکانیکی چسب انتخاب شده برای گاردان کامپوزیتی پژوRD.. 90
شکل(۵-۷ ): جزئیا ت اتصا ل دولبه طراحی شده برای گاردان کامپوزیتیRD.. 90
شکل (۵-۸) شمای کلی از گاردان کامپوزیتی طراحی شده برای پژو RD.. 90
دیدگاه ها