پایان نامه بررسی تغییر رفتار ارتعاشی در اثر گنجاندن الیاف مواد حافظه دار در ورقهای کامپوزیتی بدنه خودرو مقطع : کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک – گرایش سازه و بدنه خودرو چکیده
در سالهای اخیر، بسیاری از محققان توجه خود را به رده خاصی از مواد یعنی مواد حافظه دار تخصیص داده اند. توانایی جذب و کنترل ارتعاشات به طور فعال و یا غیر فعال، به ترتیب متأثر از ویژگی های حافظه شکلی و اتلاف انرژی هیسترزیس ناشی از مشخصه های شبه الاستیک این موارد می باشد. همچنین استفاده از مواد کامپوزیتی در دهه های اخیر رشد پیوسته ای داشته است. اگرچه مواد کامپوزیتی کاربردهای فراوانی در این زمان دارد ولی همچنان تحقیقات گسترده ای به منظور توسعه این شاخه می شود. مواد و تکنولوژیهای جدیدی که بوجود آمده اند کاربردهای پیشرفته تری را برای مواد کامپوزیتی ارائه نموده اند. یکی از این کاربردهای جدید، تلفیق مواد کامپوزیتی با مواد حافظه دار می باشد.
در این تحقیق، ابتدا به ویژگی ها و کاربردهای آلیاژهای حافظه دار و معرفی موضوع تحقیق پرداخته شده و سپس از یک الگوریتم کامپیوتری برای شبیه سازی نمودار تنش کرنش تجربی مواد SMA استفاده شده است. در این الگوریتم متغییر کنترلی، کرنش می باشد. خروجی این الگوریتم، کسر حجمی مارتنزیت می باشد که برای محاسبه مقدار مدول الاستیک مورد استفاده قرار می گیرد. این الگوریتم، قادر به پیش بینی رفتار شبه الاستیک در حلقه های خارجی و داخلی هیسترزیس انرژی می باشد.
ابتدا، با استفاده از این الگوریتم رفتار خمشی ورق کامپوزیتی تقویت شده توسط فیبر حافظه دار، مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این کار، از روش المان محدود و تئوری برشی مرتبه اول در روابط غیر خطی فون کارمن استفاده شده است. در این بخش، اثر پارامترهای مختلف ورق، از جمله درصد حجمی فیبر حافظه دار، انواع چیدمان لایه های کامپوزیتی، نسبت منظری و انواع شرایط مرزی بر رفتار خمشی و تنشهای وارده به ورق کامپوزیتی تقویت شده توسط فیبرهای حافظه دار مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین رفتار خمشی ورق کامپوزیتی دارای فیبرهای فلزی معمولی با ورق کامپوزیتی دارای فیبرهای حافظه دار مقایسه شده است. در ادامه، برای تحلیل دینامیکی ورق کامپوزیتی تقویت شده توسط فیبرهای حافظه دار از روش مستقیم انتگرال زمانی نیومارک استفاده می شود و اثرات حافظه دار بودن بر تغییر رفتار ارتعاشی ورق در دو بار پله و هارمونیک مورد بررسی قرار می گیرد.
در پایان، نتایج بخش های مختلف تحقیق مرور گردیده و در راستای موضوع تحقیق، پیشنهاداتی برای تحقیقات بعدی ارائه می گردند.
فهرست
11 مقدمه و مروری بر کارهای گذشته 1
1.1 مقدمه 2
1.2 پیشینه تحقیق 3
1.3 معرفی موضوع تحقیق 6
1.4 فرضیه های تحقیق 7
1.5 مراحل انجام تحقیق 8
1.6 اهداف مهم و نوآوریهای تحقیق کنونی 8
1.7 مروری بر فصلهای ارائه شده 9
2 روابط پایه مواد 10
2.1 مقدمه 11
2.2 مواد کامپوزیت 11
2.3 نقش کامپوزیت در صنعت خودروسازی 12
2.4 مقدمه ای بر آلیاژهای حافظه دار 15
2.5 ویژگیها و کاربردهای آلیاژهای حافظه دار 18
2.6 خاصیت حافظه دار بودن 18
2.7 خاصیت سوپرالاستیسیته(فوق‌کشسانی) 21
2.8 قابلیت استهلاک 23
2.9 انواع آلیاژهای حافظه دار 24
2.10 روابط پایه در مواد کامپوزیت 25
2.10.1 روابط حاکم برای تنش صفحه ای 25
2.10.2 انواع تئوریهای موجود برای سازه ها 27
2.10.3 تئوری مرتبه اول برای صفحات کامپوزیتی 28
2.10.4 فاکتور تصحیح برشی 31
2.10.5 میکرومکانیک یک تک لایه تک جهته 32
2.11 روابط پایه مواد حافظه دار 34
2.11.1 مدلهای میکرو 35
2.11.2 مدلهای میکرو – ماکرو 35
2.11.3 مدلهای ماکرو 35
2.11.4 مدل فوق کشسان آریچیو (1997) 35
2.11.5 مدل فوق کشسان آریچیو (2003) 36
2.11.6 مدل شبه‌الاستیک ترمومکانیکی کالت (2001) 36
2.11.7 مدل شبه‌الاستیک سیلک (2002) 37
2.11.8 مدل شبه‌الاستیک رزنر (2002) 37
2.11.9 بارگذاری و باربرداری نسبی 38
3 فرمولبندی روابط حاکم بر ورق کامپوزیتی تقویت شده با الیاف حافظه دار 43
3.1 روابط کرنش – تغییر مکان 44
3.2 تئوریهای تغییر شکل برشی مرتبه بالا 45
3.3 تئوری مرتبه اول برشی (میندلین – رایزنر) 46
3.4 مدلسازی المان محدود 48
3.4.1 المانهای سرندیپیتی 48
3.5 معادلات حرکت 50
3.6 شرایط مرزی 52
4 روشهای حل عددی معادلات حاکم بر رفتار استاتیکی و دینامیکی ورقهای حافظه دار 53
4.1 حل زمانی 54
4.2 روش نیوتن رافسن 56
4.3 روش نیوتن – رافسن تغییر یافته 60
4.4 معیار همگرایی 60
4.5 روش نیومارک 62
4.6 مسائل دینامیکی غیر خطی 66
5 بررسی نتایج حاصل از تحلیل خمش ورق حافظهدار 68
5.1 مقایسه نتایج با تحقیقات پیشین 69
5.2 تعریف مساله 70
5.3 دسته‌بندی موضوعات مورد بررسی در مساله 70
5.3.1 دسته‌بندی از لحاظ ماده پایه 71
5.3.2 دسته‌بندی از لحاظ شرایط مرزی 71
5.4 مشخصات مواد 72
5.5 بررسی رفتار ورق ساخته شده از مواد SMA خالص 73
5.6 بررسی تاثیر درصد حجمی ماده SMA بر رفتار خمشی ورق کامپوزیت حافظهدار 74
5.7 بررسی تاثیر نوع چیدمان الیاف در خمش ورق کامپوزیت حافظه دار 75
5.8 بررسی تاثیر شرایط مرزی بر خمش ورق کامپوزیت حافظه دار 75
5.9 تاثیر نسبت منظری در تنش بی بعد محوری 76
5.10 تاثیر نسبت منظری بر خیز ورق کامپوزیت حافظه دار 77
5.11 بررسی تنش در مقطع عرضی ورق کامپوزیت حافظه دار 78
5.12 نتایج بدست آمده از تحلیل خمشی 80
6 بررسی نتایج حاصل از تحلیل ارتعاشات ورق حافظه دار 82
6.1 بررسی الگوریتم مدل سازی ماده حافظه دار 83
6.1.1 کامپوزیت تقویت شده توسط مواد حافظه دار در بارگذاری درون صفحه ای 83
6.1.2 بررسی اثر دما 87
6.1.3 بررسی رفتار دینامیک الگوریتم مدلسازی 88
6.2 ورق کامپوزیت حافظه دار تحت بار پله 93
6.2.1 تاثیر نسبت حجمی فیبر حافظه دار در میرایی 95
6.2.2 تاثیر چیدمان بر میرایی ورق کامپوزیت حافظه دار 97
6.2.3 تاثیر دما بر پاسخ به تحریک پله 98
6.3 ورق کامپوزیت حافظه دار تحت بار هارمونیک 99
7 نتیجه گیری و پیشنهادات 101
7.1 نتیجه گیری 102
7.2 ارائه پیشنهاد برای تحقیقات جدید 103
منابع و مراجع 104
– تعداد صفحه :124
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
دانلود + توضیحات
[purchase_link id=”33532″ text=”اضافه‌کردن به سبدخرید” style=”button” color=”green”]
