پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA

مشخص نشده 7 MB 29137 175
مشخص نشده مشخص نشده مهندسی مکانیک
قیمت: ۲۲,۷۵۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی مهندسی مکانیک در گرایش طراحی جامدات  

    تابستان 86

    مقدّمه :

    در15ژانویه1919، در خیابان تجاری بوستون واقعه ای وحشتناک رخ داد. مخزن بزرگی با27 متر قطر و حدود 15 متر ارتفاع، ناگهان شکست و بیش از 5/7 میلیون لیتر شیره قند در خیابان ریخت .

    ناگهان قسمت بالای مخزن به هوا و پهلوها به دو طرف پرتاب شدند. ساختمانی در آن نزدیکی، که کارمندانش در حال صرف نهار بودند، فرو ریخت و چند نفر مدفون شدند و قسمتی از مخزن به ایستگاه آتش نشانی برخورد کرد و تعدادی آتش نشان کشته و مجروح شدند.

    به هنگام فروریختن، قسمتی از مخزن به یکی از ستونهای ساختمان بلند شرکت راه آهن بوستون اصابت کرد. این ستون کاملا قطع شد... و ساختمان از حالت قائم خارج و چند فوت نشست کرد... . بر اثر غرق شدن در شیره قند، یا خفگی، و یا در اثر برخورد با آوار دوازده نفر جان باختند، بیش از 40 نفر مجروح شدند. تعداد زیادی اسب که در آن ساختمان می زیستند غرق شدند، وبقیه را نیز بر اثر شدت جراحات مجبور بودند بکشند.

    شکست مخزن شیره قند شناخت وقایعی را که به شکست زودرس قطعات مهندسی منجر می شوند، الزامی می کند. گاهی سایر سازه ها نیز به همین سرنوشت دچار می شوند. برای مثال، در بلژیک، کانادا، اتریش و ایالات متحده آمریکا در طی پنجاه سال گذشته چندین پل فرو ریخت ، علاوه بر آن تا به حال در تعداد بسیاری کشتی باری شکست رخ داده است. از مطالعات بعدی نتیجه گیری شده است که این شکستها، که به دو قسمت شدن کشتی منجر می شود، ناشی از تمرکز تنشها در قسمت بالای کشتی و امکان پذیر بودن عبور ترک از قسمت جوش است،جوشهایی که صفحات فولادی دا به همدیگر وصل می کند همچنین نواقص جوشکاری و کیفیت نامطلوب فولاد به فرآیند شکست کمک می کند. اخیرا تعداد زیادی شکست در کشتیهای حامل نفت رخ داده است که به آلودگی سواحل و محلهای غنی از ماهی منجر شده است.

    جالب است بدانیم که مسیر شکست در کشتیهای باری شبیه به مسیر شکست در کشتی مسافربری تایتانیک است که در سال 1912 با کوه یخ برخورد و غرق شد، درنتیجه باعث مرگ 1500 مسافر و خدمه کشتی شد. بقایای این کشتی را ابتدا در سال 1985 دکتر رابرت بالارد(Robert Ballard) و همکارانش در عمق 6/3 کیلومتری از سطح اقیانوس اطلس کشف کردند. گاردز و همکارانش حدس زدند که غرق شدن کشتی تایتانیک ناشی از شکست ترد ساختار فولادی است که در اثر برخورد با کوه یخ در شمال اقیانوس اطلس رخ داده است. گانن گزارش کرده است آزمون شکست شارپی  که روی یک قطعه از بدنه کشتی در˚-1C انجام شده، تقریباً برابر با دمای آب در لحظه وقوع فاجعه بوده، و تأیید کرد که بدنه کشتی از فولاد ترد ساخته شده است. این فولاد ترد به وجود درصد گوگرد زیاد و یا به دمای زیاد دگرگونی ترد-نرم مرتبط شده است. به علاوه، لبه های قطعاتی که پیدا شده بود... ناصاف، و تقریبأ خرد شده بود و بر روی خود فلز نشانه ای از خمش نبود.

    تصاویری را که گروه تحقیق بالارد از اجزای بدنه کشتی تایتانیک گرفتند، مارشال بررسی و نظریه شکست ترد فلز را، که باعث غرق شدن آن بود تأیید کرد. «قطعات شبیه به قسمتهای ترک خورده پوسته تخم مرغ است و به نظر می رسد که شکست بدون توجه به بستها و مرزهای صفحات گسترش یافته است» عقیده بر این است که جداشدن نهایی قسمت جلو و عقب کشتی به روش زیر رخ داده است:

    وقتی قسمت جلوی کشتی به کوه یخ برخورد می کند به زیر آب می رود، بنابر این قسمت عقب کشتی به سمت بالای آب می آید. قسمت معلق عقب کشتی ماکزیمم ممان خمشی را به وسط کشتی اعمال می کند و کشتی را دونیم می کند، این کار روی یا نزدیک به عرشه بالای کشتی، که تنش خمشی از نوع کششی است، رخ داده است. در نتیجه، کمانه کردن قسمت جلو کشتی نزدیک به قسمت پائین به وضوح دیده می شود، این علائم نشان دهنده وجود تنشهای خمشی فشاری نزدیک به کف کشتی است.

    با توجه به حوادث ناگوار توأم با هزینه های جانی و مالی، پر واضح است که شناخت پدیده تمرکز تنش و راههای پیشگیری و تعدیل آن امری ضروری و اجتناب ناپذیر می باشد. 

     

    فصل اول

    1-تمرکز تنش

    (1)تمرکز تنش  :

     درمعادلات اصلی مقاومت مصالح برای محاسبه المان های ساده یک سازه و یا عضوی از یک ماشین بیشتر روابط با فرض اینکه، توزیع تنش در جسم یکنواخت است، به دست آمده و در نتیجه فرم ریاضی ساده ای داشتند. برای مثال در یک میله تحت کشش، با فرض یکنواخت بودن تنش در مقطع، تنش کششی به صورت ساده  خواهد بود.

    در عمل حالت های زیادی وجود دارد که فرض توزیع تنش یکنواخت همراه با خطا خواهد بود. از جمله این موارد می توان حالت های زیر را نام برد؛

    تغییر ناگهانی در مقطع، مثل: تغییر قطر یک محور، جای خار در یک محور، سوراخ در یک ورق کششی، انتهای دنده های یک پیچ، انتهای دنده یک چرخ دنده؛

    بار خارجی موضعی، مثل: بار فشاری در سطح کوچکی از یک جسم، بار در محل تکیه گاه یک تیر، نیروی بین چرخ لکوموتیو و ریل، بار در محل تماس دنده های دو چرخ دنده؛

    ناپیوستگی در جنس جسم، مثل: حفره های هوا در بتون، گره ها در یک تیر چوبی، وجود اجسام غیرفلزی در فولاد، تغییر مقاومت یا سفتی المان هایی که یک قطعه از آنها ساخته شده است؛

    تنش های اولیه در یک قطعه در اثر: سردکاری، عملیات حرارتی، جازدن، تنش های پس ماند در عملیات جوشکاری ؛

    شکاف در یک قطعه، که ممکن است در موقع ساخت در اثر: سردکاری، جوشکاری، سنگ زدن و یا علل دیگر در آن ایجاد شده باشد.

    عواملی که باعث می شود تنش ها بیشتر از مقادیر محاسبه شده در مقاومت مصالح شوند، عوامل ازدیاد تنش، نامیده می شوند. در اثر این عوامل تنش در محلی بیشترین، مقدار خودرا داراست، و این مقدار را تنش اوج ، نامند. در ضمن در مسائل ذکر شده برای نشان دادن چگونگی ازدیاد تنش، عبارت نرخ تنش به کار می رود .

    در بیشتر موارد تنش های موضعی در محدوده کمی از جسم ایجاد می شوند در نتیجه این تنش ها را تنش های موضعی، نامیده و یا به طور ساده اصطلاح «تمرکز تنش» را در آن به کار می برند. در مواردی که تنش در محدوده بسیار کوچکی عمل می کند، به دست آوردن روابط تئوری برای آن بسیار مشکل است. به هر حال، تئوری الاستیسیته، برای برخی موارد نتایج مفیدی به دست می دهد. در سایر موارد روش های آزمایشی برای برآورد تمرکز تنش کاربرددارند. از جمله روش های آزمایشی می توان؛ فوتوالاستیسیته، استفاده از کرنش سنج ها، تشابه غشائی، تشابه جریان مایع، پوشش تردو غیره را نام برد.

    (1-1)ضریب تمرکز تنش:

    در یک آزمایش ساده کشش برای یک میله ایزوتروپ و همگن با سطح مقطع ثابت A، اگر بار وارده بدو انتها موضعی باشد، شکل (a1)، در مقطعی دور از محل اعمال بار توزیع تنش یکنواخت خواهد بود. ولی این توزیع در مقاطع نزدیک محل های اعمال بار غیریکنواخت می باشد. غیریکنواختی تنش ممکن است در اثر تغییر شکل هندسی جسم (سوراخ یا فرو رفتگی در مقطع) نیز اتفاق افتد، شکل (b1). در هر یک از این موارد، تنش در قسمتی از مقطع، می تواند به مراتب بزرگتر از تنش متوسط، مثل  در کشش ساده، باشد. نسبت این دو تنش را با  نمایش داده و آن را ضریب تمرکز تنش، نامند. در نتیجه:

    منابع و ماخذ :

    1

    - تئوری و کاربرد تحلیل اجزای محدود / تالیف M.G.fegan / ترجمه دکتر محمد حسن حجتی .

    2- مقاومت مصالح پیشرفته و تئوری الاستیسیته / تالیف دکتر محمود شاکری / دانشگاه صنعتی امیر کبیر .

    3- مقاومت مصالح پیشرفته و تحلیل تجربی تنش / تالیف دکتر محمود شاکری .

    4- رفتار مکانیکی مواد / تدوین دکتر عبد الکربم سجادی / استادیار دانشگاه فردوسی       

    5- مقدمه ای بر روش اجزای محدود / تالیف دکتر سید امیر الدین صدر نژاد / دانشیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی .

    6- تحلیل المان محدود در نرم افزار CATIA

    7- کاربرد و تئوری الاستیسیته / دکتر انوشیروان خرشیدیان فر

    8- مقاومت مصالح / بیر جانستون

    9- طراحی اجزا ماشین / شیگلی .

  • مقدمه : ...................................................................................................................................  1

    فصل اول : تمرکز تنش

    1- تمرکز تنش  ...................................................................................................................  4

    1-1- ضریب تمرکز تنش  ................................................................................................  5

    (1-1-1) – تئوری الاستیسته .........................................................................................  7

    (2-1-1) - روش فتو الاستیسته ...................................................................................  11

    (3-1-1) – روش کرنش نسبح ......................................................................................  14

    (4-1-1) – روش تشابه الکتریکی .................................................................................  16

    (5-1-1) – روش غشاء الاستیک  ................................................................................  17

    2-1- روشهای کاهش ضریب تمرکز تنش ..................................................................  17

     فصل دوم : معرفی روش اجزای محدود 

    1-2- مقدمه ........................................................................................................................  23

    2-2- تاریخچه .....................................................................................................................  23

    3-2- ساختار روشهای عددی .........................................................................................  25

    1-4- 2- ارکان روش اجزای محدود ............................................................................  28

    2-4-2- روش تحلیل ........................................................................................................  29

     

    فصل سوم : گسسته سازی مسئله 

    3-1 – مقدمه  ....................................................................................................................  34

    3-2 – تقریبات هندسی  .................................................................................................  34

    3-3 – ساده سازی از طریق تقارن ...............................................................................  36

    3-4 – شکل و رفتار اجزای اساسی .............................................................................  38

    3- 5 – انتخاب نوع جزء .................................................................................................  40

    3- 6- اندازه و تعداد اجزا ................................................................................................  44

    3-7– شکل و اعوجاج اجزا .............................................................................................  47

    3-8– محل گره ها ............................................................................................................  49

    3-9- شماره گزاری گره ها و اجزا  ...............................................................................  50

    3-10- جمع بندی ............................................................................................................  55

    فصل چهارم : توابع میانیابی و اجزای ساده

    4-1- مقدمه  .......................................................................................................................  56

    4-2- اجزای ساده مرکب و چند تایی  ........................................................................  59

    4-3- چند جمله ای ها  ..................................................................................................  61

    4-4- مختصات طبیعی .....................................................................................................  66

    4-5- کمیات برداری .........................................................................................................  69

    4-6- جز متقارن محوری .................................................................................................  69

    4-7- جمع بندی ...............................................................................................................  70

     

    فصل پنجم : فرآیند مدل سازی و پردازش نتایج

    5-1- اعتبار و دقت مدل  ................................................................................................  71

    5-2- خواص مدل ..............................................................................................................  71

    5-3- اعمال فشار ثابت روی سه جزء خطی ..............................................................  76

    5-4- اعمال فشار ثابت روی سه جزء درجه دوم ......................................................  77

    5-5- مسئله اتصال انگشتی ............................................................................................  79

    5-6- شرایط قیدی ............................................................................................................  79

    5-7- مدلهای مشابه اجزای محدود با شرایط مرزی مختلف .................................  81

    5-8- روش تغییر چگالی شبکه .....................................................................................  83

    5-9- ریز کردن شبکه ......................................................................................................  85

    5-10- شبکه های کوچک شدنی در بررسی همگرایی ...........................................  86

    5-11- روش اعو جاج اجزاء ...........................................................................................  90

    5-12- شاخص های اعو جاج اجزا  ..............................................................................  91

    5-13- پردازش نتایج ........................................................................................................  94

    5-14- کنترل کردن مدل ...............................................................................................  97

    فصل ششم : تقارن زیر مدل کردن و بررسی اعتبار 

    6-1- مقدمه  .....................................................................................................................  102

    6-2- مدل متقارن و بار گذاری نامتقارن  ..................................................................  102

    6-3- تقارن محوری .........................................................................................................  104

    6-4- انواع تقارن ...............................................................................................................  108

    6-5- زیر مدل سازی و زیر سازه سازی .....................................................................  108

    فصل هفتم : تحلیل المان محدود : CATIA

    7-1- مقدمه .......................................................................................................................  115

    7-2- تعریف پارا متر المان بندی  ...............................................................................  122

    7-3- المان بندی کلی ....................................................................................................  124

    7-4- خواص فیزیکی مدل ............................................................................................  125

    7-5- تعریف جرم ............................................................................................................  130

    7-6- قید گزاری  .............................................................................................................  131

    7-7- اعمال بار گزاری ....................................................................................................  132

    7-8- انجام آنالیز ..............................................................................................................  133

    7-9- مشاهده نتایج .........................................................................................................  133

    فصل هشتم : تحلیل و نتایج تحلیل

    پیوست و ضمائم ................................................................................................................  160

    منابع و مآخذ  ....................................................................................................................  167


تحقیق در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , مقاله در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , پروپوزال در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , تز دکترا در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , مقالات دانشجویی درباره پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , پروژه درباره پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , گزارش سمینار در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA , رساله دکترا در مورد پایان نامه تحلیل روش های کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA

پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی) چکیده بررسی تنش‌های سه بعدی بین‌لایه‌ای در اتصالات مکانیکی در مواد مرکب لایه‌ای هدف از انجام این پایان‌نامه بررسی تنش‌های بین لایه‌ای به صورت سه‌بعدی در اتصالات مکانیکی در مواد مرکب لایه‌ای می‌باشد. برای این کار از روش المان محدود و نرم‌افزار ABAQUS استفاده شده است. میدان تنش در هر لایه از ورق کامپوزیت بد‌ست آمده و ...

پایان‌نامه دکتری گرایش مکانیک خاک و پی چکیده در این پژوهش از روش المان مجزا برای آنالیز انتشار موج و بررسی عوامل موثر بر سرعت موج در خاکهای دانه­ای استفاده شده است. روش المان­های مجزا به سبب امکان تهیه نمونه­های کاملاً مشابه و بررسی اثر تغییرات یک پارامتر معین بر روی رفتار نمونه­ها حائز اهمیت است. همچنین این روش درکی از تغییرات رخ داده در مقیاس میکرو از مصالح دانه­ای بدست می­دهد ...

پایان نامه جهت اخذ مدرک کارشناسی ارشد رشته عمران- سازه چکیده در کشور ما اغلب سازه ها و شاید تمامی ساختمان های متعارف به طور مستقل تحلیل و طراحی می شوند، بدین معنی که این سازه ها عمدتا" توسط نرم افزارهای متعارف و با در نظر گرفتن یک تکیه گاه صلب و یا مفصلی، تحلیل و طراحی شده و سپس نیروهای بدست آمده در پای ستون ها برای تحلیل و طراحی پی سازه مورد استفاده قرار می گیرند. دراین روند ...

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران گرایش سازه چکیده در این مطالعه به ارزیابی و مقایسه تحلیل غیرخطی و عددی تیر های عمیق بتن مسلح دارای بازشو بدون مقاوم سازی با تیرهای عمیق بتنی دارای بازشو مقاوم شده با ورق هایFRP و تیرهای عمیق بتن مسلح بدون بازشو توسط نرم افزار اجزاء محدود Abaqus پرداخته شده است. با استفاده از روش اجزاء محدود غیر خطی، 9 نمونه تیر عمیق با تکیه گاه های ساده تحت ...

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد چکیده : مقابله با نیرو های جانبی ازجمله زلزله یکی از مهمترین رسالت های مهندسین عمران می باشد. که برای رسیدن به این مهم می توان سیستم قاب سبک فلزی که دارای مزایایی مانند امکان تولید صنعتی،پیش ساختگی وسبکی،فرم پذیری درساخت است را میتواند جایگزینی مناسب برای سیستم های سنتی دانست. پانلهای دیوار برشی متشکل از قاب فولادی سرد نورد شده و پوشش پیچ ...

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی): چکیده تحلیل آسیب پیشرو در اتصالات پینی مواد کامپوزیتی هدف از انجام این تحقیق، تحلیل آسیب پیشرو در اتصال پینی مواد کامپوزیتی می باشد. برای انجام این کار از نرم افزارهای المان محدود ABAQUS و برنامه نویسی FORTRAN استفاده شده است. تماس بین صفحه کامپوزیتی با لایه چینی متقارن و پین الاستیک در نظر گرفته شده است. در ابتدا ...

پایان­نامه برای دریافت کارشناسی­ ارشد رشته مهندسی عمران گرایش سازه چکیده امروزه در کشورهای لرزه­خیز جهت اتلاف انرژی لرز ه­ای وارد بر سازه به استفاده از انواع ابزار مستهلک کننده انرژی توصیه شده است. یکی از این ابزارها، میراگرهای اصطکاکی دورانی می باشد. به دلیل اینکه در آیین نامه­های کنونی مقداری برای ضریب رفتار قاب­های مجهز به این میراگر­ها ارائه نشده، در این پایان­نامه سعی شده ...

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی چکیده در سالهای اخیر اکثر تحقیقات بر روی بارگذاری فشاری و ترکیبی به منظور بررسی کمانش ساختارهای نانولوله­ها متمرکز شده­اند و بدین منظور کارهای انجام گرفته بر روی بارگذاری کششی بسیار محدود می­باشد. از آنجا که نتایج بارگذاریهای فشاری و کششی در نانولوله­های کربن کاملاً متفاوتند (به دلیل اثر بر هم کنشهای دافعه و جاذبه در این ...

پايان نامه براي دريافت درجه ي کارشناسي ارشد در رشته ي مهندسي عمران – سازه هاي دريايي شهريور ماه 92 چکيده: سيستم هاي لوله در لوله به طور بسيار گسترده اي در کاربرد هاي خطوط انتقال

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد عمران – سازه چکیده در سازه های فلزی یکی از مهمترین مکان های تمرکز تنش ، محل اتصال می باشد . در برش قالبی ، نیروی برشی در محل اتصال به حدی زیاد است که قسمتی از تیر یا تقویت کننده آن بطور تکه ای گسیخته و جدا می شود و این امر ناشی از بی توجهی در طراحی اتصال یا عدم پیش بینی صحیح بارگذاری است . در این تحقیق با کمک نرم افزار و با استفاده از روش های تئوری ...

ثبت سفارش