پایان نامه ارشد مدل سازی تیر انعطاف پذیر تحریک شده توسط سیم آلیاژ حافظه دار

پایان نامه

پایان نامه ارشد مدل سازی تیر انعطاف پذیر تحریک شده توسط سیم آلیاژ حافظه دار
مقطع : کارشناسی ارشد مکانیک – طراحی کاربردی
چکیده
آلیاژهای حافظه¬دار دسته¬ای از مواد هوشمند با دو ویژگی منحصربه¬فرد حافظه¬داری و سوپرالاستیسیته می¬باشند. این دو ویژگی ناشی از استحاله¬های فازی تحت بارگذاری¬های ترمودینامیکی مختلف است. بسته به این دو ویژگی ذکر شده، آلیاژهای حافظه¬دار می¬توانند در فرم¬های مختلفی به عنوان عملگر مورد استفاده قرار می¬گیرند. این ساختارها را می-توان در زمینه¬های مختلف مانند پزشکی، هوافضا¬، دانش هوانوردی، وسایل نقلیه خودرو، سازه¬های عمرانی، ربات¬ها، بیوتکنولوژی و کنترل هوشمند سازه استفاده کرد. استفاده از این مواد و آلیاژها باعث کوچک شدن حجم قطعه، مقرون به صرفه بودن اقتصادی و کنترل بهتر و دقیق¬تر و اطمینان در بهبود عملکرد قطعه خواهند شد.
در این پایان نامه کنترل فعال انحراف تیر از طریق گرم و سرد کردن سیم های آلیاژ حافظه ار مورد بررسی قرار گرفته است. قوانین ساختاری حاکم بر سیم¬های آلیاژحافظه¬دار بررسی گردیده و از بین آن¬ها معادلات اصلاح شده¬ی برینسون جهت استفاده انتخاب گردیده است. اثرات حافظه شکل و سوپرالاستیسیته برای یک نمونه ساخته شده از آلیاژ نیتینول در محدوده¬های دمایی مختلف بررسی شده است. در ادامه انحراف تیر تحت نیروی خارجی برای دو حالت تئوری خطی و غیرخطی مورد بررسی قرار گرفته و تعدادی مثال حل و با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است. همچنین ارزیابی از جواب¬های تیر در دو حالت خطی و غیرخطی ارائه شده است. در نهایت معادلات تیر در حالت خطی با معادلات آلیاژهای حافظه¬دار نیتینول به صورت توام حل شده و مقدار انحراف تیر با وجود سیم آلیاژحافظه¬دار در دماهای مختلف مورد مطالعه واقع گردیده و نتایج حاصل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در پایان نتیجه گیری و پیشنهادات جهت انجام کارهای بعدی آورده شده است.

فهرست
فهرست مطالب …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………ت
فهرست اشکال……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………ح
فهرست جداول……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………ر
چکیده………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….ز
فصل اول: مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..1
1-1 پیش¬گفتار آلیاژ حافظه دار…………………………………………………………………………………………………………………………………………………1
1-2 ساخت آلیاژهای حافظه دار………………………………………………………………………………………………………………………………………………..4
1-3 کاربردهای آلیاژ حافظه دار………………………………………………………………………………………………………………………………………………..4
1-3-1 کاربردهای آلیاژ حافظه دار در مهندسی پزشکی…………………………………………………………………………………………………5
1-3-2 کاربرد در صنایع هوا فضا: …………………………………………………………………………………………………………………………………13
1-3-3 کاربرد فنرهای حافظه دار در صنایع خودروسازی……………………………………………………………………………………………..14
1-3-4 کاربرد در صنایعی مانند پتروشیمی ، گاز و ……………………………………………………………………………………………………..22
1-3-5 کاربرد آلیاژ حافظه دار در عمران و ساختمان سازی…………………………………………………………………………………………22
1-3-6 دیگر کاربردها …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….27
1-4 مروری بر کارهای انجام شده در زمینه ی آلیاژ حافظه دار…………………………………………………………………………………………….28
1-5 پیش¬گفتار آلیاژ حافظه دار و تیر……………………………………………………………………………………………………………………………………..29
1-6 مروری بر کارهای انجام شده در زمینه ی آلیاژ حافظه دار و تیر…………………………………………………………………………………..30
فصل دوم: آلیاژحافظه¬دار و مدل ساختاری آن………………………………………………………………………………………………………………32
2-1- معرفی آلیاژهای حافظه دار………………………………………………………………………………………………………………………………………….32
2-2- مروری بر مدل های ساختاری آلیاژهای حافظه دار…………………………………………………………………………………………………….38
2-2-1- مدل های ماکروسکوپیک…………………………………………………………………………………………………………………………38
2-2-2 مدل تاناکا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………42
2-2-3 مدل لیانگ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….43
2-2-4 مدل برینسون……………………………………………………………………………………………………………………………………………..45
2-2-5 مدل اصلاح شده ی برینسون……………………………………………………………………………………………………………………..49
فصل سوم:مدل تیر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..55
3-1 آنالیز خطی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………58
3-2 آنالیز غیرخطی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………60
3-3 روش حل ادغام تیر و آلیاژحافظه-دار……………………………………………………………………………………………………………………………….60
فصل چهارم: نتایج عددی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..63
4-1 تحلیل خطی تیر………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………64
4-2 تحلیل غیرخطی تیر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………69
4-2-1 مقایسه¬ی تحلیل خطی تیر و غیرخطی تیر……………………………………………………………………………………………….72
4-3 تحلیل آلیاژ حافظه-دار………………………………………………………………………………………………………………………………………………………73
4-3-1 نمودار تنش-کرنش در دمای 60 درجه سانتی گراد………………………………………………………………………………….75
4-3-2 نمودار تنش-کرنش در دمای 40 درجه سانتی گراد………………………………………………………………………………….76
4-3-3 نمودار تنش-کرنش در دماهای 5 و 20 درجه سانتی گراد……………………………………………………………………….77
4-3-4 نمودارهای تکمیلی……………………………………………………………………………………………………………………………………..78
4-4 ادغام معادلات تیر و آلیاژ حافظه-دار………………………………………………………………………………………………………………………………..81
4-4-1 تحلیل خطی تیر………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….81
4-4-2 ادغام محرک آلیاژحافظه¬دار و تیر……………………………………………………………………………………………………………………………….85
فصل پنجم: نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..89
پیشنهاد برای ادامه کار…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….90
مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….91

–
تعداد صفحه :106

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند