تعداد صفحات:63
نوع فايل:word
فهرست مطالب:
چكيده
مقدمه
فصل اول – آشنايي با مواد FGM
تاريخچه مواد تابعي مدرج (FGM)
معرفي مواد تابعي مدرج FGM
فصل دوم – تحليل تيرهاي خميده
معادلات انحنا – جابجايي در دستگاه مختصات قطبي
انتخاب تابع شكل
استخراج رابطه انحناء بر حسب انحناهاي گرهي
ماتريس انتقال بين انحناهاي گرهي و جابجايي هاي گرهي
معادله تعادل المان
مطالعات عددي
فصل سوم – تحليل تيرهاي خميده FGM
فرضيه ها و تعاريف
معادلات سينماتيك، تنش و كرنش
نيروي محوري و خمشي لحظه اي در محور خنثي
ضريب برشي
معادلات حركت
تحليل عددي و مقايسه
مدل سازي تير FGM در جهت ضخامت
نتيجه گيري
پيوست 1
پيوست 2
منابع و مراجع
فهرست جداول:
نتايج بررسي مثال 1
خواص مواد فلزي و سراميكي
مقايسه فركانس مدل هاي مختلف و روش هاي عددي
فركانس انواع مختلف شرايط مرزي با تكيه گاه ساده
فهرست اشكال:
تصوير شماتيك ريزساختاري يك ماده تابعي مدرج متشكل از سراميك – فلز
عكسبرداري از مقطع يك ماده تابعي مدرج از جنس Al/si توسط ميكروسكوپ نوري
تغيير خواص در برش عرضي پوسته يك صدف
ماده تابعي مدرج با تغيير خواص تدريجي
ماده تابعي مدرج با تغيير خواص پله اي
توزيع آهن و تنگستن در اثر حرارت
حرارت دادن آهن و فولاد در ماكروويو به اندازه 950 درجه در زمان 3 دقيقه
مولفه جابجائي گره اي در ابتدا و انتها
مولفه هاي انحناي گره اي و بارهاي خارجي المان
المان تير خميده با در نظر گرفتن جهات قراردادي
نتايج بررسي مثال (2) با α=〖60〗^°
طرحواره يك تير خميده
طرحي از قوس كم عمق
تغييرات فركانس با پارامتر c/a با كمان قيد شده در r=R_G
تغييرات فركانسي با پارامتر c/a با كمان قيد شده در r=r_i
تفاوت درصدي در دو شكل قبل
چكيده:
در فصل اول اين پروژه به آشنايي با مواد FGM پرداخته ايم سپس در فصل دوم با استفاده از روش اجزاء محدود، فرمول بندي جهت تحليل غيرخطي هندسي تيرهاي خميده ارائه شده است. در فرمول بندي اجزاء محدود تابع شكل براي انحناء بجاي تغيير مكان ها معرفي شده است. المان تير خميده با قوسي از دايره معادل سازي شده و روابط كرنش – تغيير مكان غيرخطي در دستگاه مختصات قطبي نوشته شده است. با در دست داشتن روابط تنش – كرنش و معادلات تعادل، روابط كرنش – انحناء حاصل گرديده كه با جانشيني روابط فوق در روابط كرنش – تغيير مكان معادلات ديفرانسيلي كه مقادير تغيير مكان را برحسب انحناء بيان ميدارد بدست آمده است. با در دست داشتن سه انحناء گرهي تابع شكلي از درجه دوم براي انحناء تعريف شده و با استفاده از آن مقادير تغيير شكل ها بر حسب انحناهاي گرهي بيان گرديده است، به دنبال آن ماتريس انتقالي ارائه شده، كه انحناء گرهي را با تغيير شكل هاي گرهي مرتبط ميسازد. سپس انرژي كل المان خميده به صورت تابعي از انحناء بيان و با كمينه سازي آن رابطه نيرو – تغيير شكل حاصل شده است. از آن جا كه روش فوق قادر به منظور نمودن تغيير شكل هاي بزرگ، و همچنين تاثيرات نيروهاي غشائي و شعاعي در سختي عضو ميباشد، ديگر رابطه نيرو – تغيير شكل خطي نميباشد، بدين سبب روش تكرار نيوتن – رافسون جهت همگرايي جواب اختيار شده و الگوريتمي براين اساس ارائه گرديده است. با مطالعه چند مثال عددي و مقايسه نتايج بدست آمده با ساير مراجع نشان داده شده است كه روش مذكور از دقت، سرعت و كارائي كافي برخوردار است. در فصل سوم تئوري كلاسيك مقاومت مصالح براي تحليل ديناميكي تيرهاي خميده ضخيم در زمينه مواد تابعي مدرج (FGM) استنباط شده است. فرآيند استخراج شامل ساده سازي دستكاري جبري با استفاده از مفهوم تغيير مكان محور خنثي مواد است. همچنين مطالعات پارامتري بر روي فركانس هاي طبيعي براي نشان دادن تطبيق پذيري از فرمول هاي اتخاذ شده با استفاده از راه حل دستي سري تواني ارائه شده است.
مقدمه:
در سال هاي اخير با توسعه موتورهاي پر قدرت صنايع هوافضا، اوربين ها و راكتورها و ديگر ماشين ها نياز به موادي با مقاومت حرارتي بالا و مقاوم تر از لحاظ مكانيكي احساس شده است. در سال هاي قبل در صنايع هوافضا از مواد سراميكي خالص جهت پوشش و روكش قطعات با درجه كاركرد بالا استفاده ميشد. اين مواد عايق هاي بسيار خوبي بودند ولي مقاومت زيادي در برابر تنش هاي پسماند نداشتند. تنش هاي پسماند در اين مواد مشكلات زيادي از جمله ايجاد حفره و ترك مينمود. بعدها براي رفع اين مشكل از مواد كامپوزيت لايه اي استفاده شد. تنش هاي حرارتي در اين مواد نيز موجب پديده لايه لايه شدن ميگرديد. باتوجه به اين مشكلات طرح ماده اي مركب كه هم مقاومت حرارتي و مكانيكي بالا داشته و هم مشكل لايه لايه شدن نداشته باشد، ضرورت پيدا كرد. بنابر مشكلاتي كه در صنايع مختلف براي مواد تحت تنش هاي حرارتي بالا وجود داشت، دانشمندان علم مواد در سال 1984 در منطقه سندايي ژاپن براي اولين بار مواد FGM را بعنوان مواد با تحمل حرارتي بالا پيشنهاد نمودند.
بسياري از سازه ها نظير قوس ها، پل ها و لوله ها حاوي المان هاي منحني گون هستند، از برتري اين اعضاء صلبيت و زيبايي ميباشد. همچنين يكي از توانايي هاي اين نوع المان ها در مقايسه با تيرهاي مستقيم امكان كاهش تنش هاي فشاري يا كششي ميباشد. اين مزايا بسياري از طراحان را ترغيب به استفاده از تيرهاي خميده نموده است. ليكن تحليل اين نوع المان ها معمولا با پيچيدگي مواجه است.
در اين پروژه سعي شده است تا با توجه به مزيت هاي مواد FGM، تيرهاي خميده ساخته شده از اين مواد را تحليل كرده و به رابطه هاي كاربردي در اين زمينه دست يافته و براي نيل به اين هدف در ابتدا به تحليل تيرهاي خميده پرداخته و پس از آشنايي و تحليل اين تيرها به تحليل تيرهاي خميده ساخته شده از مواد تابعي مدرج پرداخته ايم.
دانلود پروژه سكته