در این تحقیق برخورد محوری و توانایی جذب انرژی لوله هیبریدی تحت نیروی محوری فشاری با دو روش تحلیلی و روش اجزائ محدود با نرم افزار آباکوس ، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، یک لوله آلومینیومی با مقطع دایره که قسمت خارجی آن با کامپوزیت شیشه/اپوکسی در زاویه های متفاوت تابیده شده در نظر گرفته شده است. مطالعه برخورد محوری لوله های فلزی و کامپوزیتی پایه و اساس طراحی سازه های مقاوم به برخورد در اتومبیل ها و هواپیماهاست. تحقیقات نشان داده اند که لوله های هیبریدی انرژی بیشتری نسبت به لوله های آلومینیومی و کامپوزیتی خالص جذب می کنند. بنابراین وجود ابزار طراحی پیشگویانه برای بررسی پاسخ سازه های هیبریدی تحت نیروی محوری فشاری یا ضربه اهمیت بسزایی دارد. در فصل سوم فرمول تحلیلی برای جذب انرژی بر واحد طول لوله هیبریدی و نیروی متوسط لهیدگی استخراج گشته و با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج بدست آمده برای لوله های هیبریدی با زاویه الیاف متفاوت، مقایسه شده است. در فصل چهارم شبیه سازی عددی با نرم افزار آباکوس ، برای بررسی تاثیر زاویه الیاف مطرح شده است. نتایج نشان می دهد که نیروی متوسط لهیدگی و میزان جذب انرژی برای لوله هیبریدی بیشتر از لوله آلومینیومی خالص است.

طراحی و ساخت این دستگاه در دو مرحله به شرح زیر می باشد: الف) تحقیق، طراحی و ساخت ضربه زن پنوماتیکی ( سیستم ایجاد کننده تنش). ب) بخش آزمایشگاهی و آزمایش دستگاه برای رسیدن به داده های مورد نظر. در ابتدا به معرفی انواع ضربه زن ها و سیستم های بارگذاری پرداخته و مزیت و کاربرد ضربه زن های پنوماتیکی شرح داده شده است و با مقایسه روشهای موجود، مناسبترین روش یعنی ضربه زن پنوماتیکی انتخاب گردید. سپس اقدام به طراحی ضربه زن پنوماتیکی نمودیم. نه تنها توضیح فرآیند طراحی بطور کامل توصیف شده است بلکه همچنین جزئیات نهایی شامل: اجزاء ، ساختمان و نحوه عملکرد قطعات دستگاه ارائه شده است. پس از ساخت و مونتاژ قطعات دستگاه ضربه زن پنوماتیکی، در ادامه آزمایشات نهایی برای بدست آوردن منحنی کالیبراسیون سرعت – فشار انجام شده است. بعد از نتیجه گیری در نهایت، پیشنهاداتی برای ادامه کار آینده برای ساختن بهتر دستگاه ضربه زن ارائه شده است.

چکیده به دنبال گسترش روز افزون صنعت فضایی و صنایعی که سبکی وزن و استحکام بالا مورد توجه بوده است. ایده ساخت سازه های ساندویچی با وزن سبک و استحکام بالا به وجود آمده است.در این پایان نامه به بررسی ستونهای چند لایه هدفمند به جای ستونهای همگن که می تواند از نسبت استحکام به وزن بیشتری برخوردار باشند پرداخته شده است. بررسی کمانش به دو روش تحلیلی و شبیه سازی (به کمک نرم افزار اباکوس) تحقیق شده است. روابط تحلیلی استاتیکی برای ستون های همگن و چند لایه موجود می باشد و از پیچیدگی بالایی برخوردار نمی باشند، ولی روابط کمانش دینامیکی به ویژه برای ستون چند لایه دارای پیچیدگی زیادی می باشد. به همین خاطر شبیه سازی کمانش دینامیکی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. برای شبیه سازی ستون به کمک نرم افزار از دو روش ، مقدار ویژه و اعمال جابه جایی به یک سر ستون کمک گرفته شده است. بررسی پارامترهای موثر بر کمانش دینامیکی به علت پیچیدگی حل تحلیلی به کمک شبیه سازی انجام شده است نتایج بدست آمده نشان می دهد، می توان به کمک ستونهای ساندویچی هدفمند به کاهش قابل ملاحظه وزن در مقابل کمترین تغییر در نیروی بحرانی کمانش نسبت به ستون همگن دست پیدا نمود.

بررسی رفتار مواد و ساختارهای مهندسی در شرایط ضربه سرعت بالا، در کنار دیگر خواص مکانیکی آن ها، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. از میان مواد مختلف، پلیمرها به دلیل سبکی و دیگرخواص ویژه ی آن ها، جایگاه خاصی را درکاربردهای مختلف مهندسی مکانیک یافته اند. جهت برطرف کردن برخی عیوب پلیمرها، آن ها را در قالب کامپوزیت و یا نانوکامپوزیت ساخته و مورد استفاده قرار می دهند. هدف از این پژوهش، بررسی رفتار نانوکامپوزیت های پلیمری حاوی تقویت کننده ثانویه در ابعاد نانو در مقابل ضربه سرعت بالا می باشد. برای این منظور ابتدا نمونه های کامپوزیتی پلی پروپیلن/ الیاف شیشه کوتاه در 10و20و30% وزنی تقویت کننده ساخته شده و توسط یک پیشرانه ی گازی با ظرفیت 20 الی 260 متر برثانیه و با استفاده از یک گلوله با دماغه نیم کروی تحت آزمون ضربه سرعت بالا قرارگرفتند. جذب انرژی بیشینه و سرعت حد بالستیک در هر کدام از نمونه ها تعیین شده و نمونه ی حاوی 20% وزنی الیاف شیشه به عنوان نمونه بهینه کامپوزیتی معرفی شده است. سپس به منظور بررسی اثر تقویت کنندگی ذرات نانو در کامپوزیت بهینه شده ی مذکور، نانولوله های کربنی چند دیواره با درصدهای مختلف 75/0، 1 و 5/1% وزنی به کامپوزیت بهینه اضافه شدند و هرکدام از ترکیبات هیبریدی حاصل به صورت مشابه تحت آزمون های ضربه سرعت بالا قرار گرفتند. همچنین به منظور مقایسه نتایج نانوکامپوزیت های هیبریدی ساخته شده با مرجع نانوکامپوزیتی خود، نمونه های پلی پروپیلن/ نانولوله های کربنی نیز در درصدهای مشابه تقویت کننده نانو ساخته شده و تحت آزمون قرار گرفتند. علاوه بر آزمون های ضربه سرعت بالا، آزمون های مکانیکی دیگر همچون آزمون های کشش، خمش، ضربه سرعت بالا و همچنین آزمون هایی جهت تعیین خواص ساختاری نانوکامپوزیت ها، توسط میکروسکوپ های الکترونی عبوری و روبشی انجام گرفتند. نتایج به دست آمده در نانوکامپوزیت های هیبریدی نشان دهنده ی یک تأثیر مثبت در ظرفیت حد بالستیکی سیستم موجود، با اضافه کردن نانولوله های کربنی چند دیواره می باشد. به طوری که نمونه های حاوی 1% وزنی نانولوله کربنی بهترین استحکام ضربه را ازخود نشان دادند. علاوه براین، براساس نتایج آزمون ها، غالب ترین مکانیزم های جذب انرژی، به صورت شکست خمشی نمونه ها و جذب انرژی ناشی از جدا شدن و حرکت تکه های جداشده از نمونه ها می باشد.

کاربرد سیستمهای جاذب انرژی ضربه در صنایع مختلف به ویژه در صنایع خودروسازی به عنوان راه حلی برای حداقل کردن اثر ضربه وارده به سرنشینان و بالا بردن ایمنی خودرو از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای بالا بردن ایمنی خودروها در سوانح رانندگی و برخورد خودروها با موانع، اقدامات زیادی از سوی شرکت های سازنده صورت گرفته است. به این منظور سیستم های گوناگون جذب انرژی به کار گرفته شدهاند که از این میان لولههای جدار نازک به خاطر سبکی، ظرفیت جذب انرژی بالا، طول لهیدگی زیاد و نسبت جذب انرژی به وزن بالا به عنوان یکی از کارآمدترین سیستم های جذب انرژی، کاربرد روز افزونی پیدا کردهاند. در این پژوهش، هدف ارائه یک مدل ریاضی برای لوله مخروطی پرشده با فوم به منظور محاسبه جذب انرژی و نیروی متوسط لهیدگی برای مدل ساده شده (بدون اعمال کار سختی) می باشد. این رابطه تحلیلی با محاسبه انرژی تلف شده در لولای پلاستیک و لحاظ کردن انرژی مربوط به کشیدگی دیواره بین لولاها (تغییرات کرنش محیطی در جداره لوله) و میزان جذب انرژی توسط فوم، بدست آمده است. همچنین نتایج تحلیلی بدست آمده برای جذب انرژی و نیروی متوسط فروریزش برای مخروط با نتایج تجربی مقایسه و صحت روابط تحلیلی بیان گردید. نتایج نشان می دهند که ضخامت مخروط ، زاویه مخروط و خواص فوم در کنترل فروریزش و جذب انرژی ضربه گیرهای مخروطی تأثیر بسزایی دارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پایان نامه، یک مدل هندسی جدید و کارآمد به منظور تسهیل در شکل فروریزش متقارن لوله های مخروط ناقص جدار نازک ارائه شده است. در این طراحی، مشخصات ضربه پذیری لوله های مخروط ناقص شیاردار داخلی و خارجی و لوله های شیاردار خارجی بررسی می شود. بدین منظور در مدل اول شیارهای محیطی با فاصله?های مساوی به صورت داخلی و خارجی در مخروط ایجاد می شوند. بنابراین وقتی این سازه تحت فشار محوری قرار می گیرد، نیروی تغییرشکل پلاستیک در محل شیارها رخ داده و چین ها در فاصله های تعیین شده از قبل بوجود می آیند. در مدل دوم فقط شیارهای خارجی با فاصله های مساوی در سطح خارجی مخروط ایجاد می شوند. وقتی سازه تحت فشار محوری قرار می گیرد، لولاهای پلاستیک در فاصله بین شیارهای خارجی ایجاد شده که منجر به فروریزشی پایدار می گردد. اگر چه در زمینه لوله های جدار نازک از جمله لوله های مخروط ناقص مطالعات زیادی انجام شده است، اما تاکنون هیچ مدلی که بتواند باعث پایداری و کنترل جذب انرژی این سازه مخروطی بشود ارائه نشده است. در این پایان نامه، چندین شبیه سازی عددی با استفاده از نرم?افزار المان محدود آباکوس بر روی لوله های مخروط جدار نازک شیاردار انجام می گیرد. برای تایید نتایج شبیه سازی عددی، تعدادی آزمایش تجربی انجام شده و میزان جذب انرژی، نیروی متوسط لهیدگی، ماکزیمم نیروی لهیدگی و مکانیزم تغییر شکل لولههای مخروط شیاردار داخلی و خارجی و لوله های مخروط با شیارهای فقط خارجی با هم مقایسه می شوند. به منظور بررسی عملکرد این ضربه گیر جدید، تاثیر پارامترهای مختلفی از جمله تعداد شیارها، عمق شیارها، زاویه مخروط و وجود فوم پلی اورتان در مشخصات ضربه پذیری و شکل فروریزش این سازه مورد مطالعه قرار می گیرد. علاوه بر این، دو مدل تحلیلی با در نظر گرفتن اثر کار سختی و صرفنظر کردن آن، برای پیش بینی جذب انرژی و نیروی متوسط لهیدگی در لوله های مخروط ناقص شیاردار داخلی و خارجی ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که شکل فروریزش، انرژی جذب شده و منحنی نیرو-جابجایی با ایجاد شیارها و وجود فوم پلی اورتان کنترل می شود. بنابراین، این مدل طراحی می تواند یک کاندیدای خوبی برای سیستم های جذب انرژی قابل کنترل در لوله های مخروطی به شمار آید.

با توجه به گسترش کاربرد ساندویچ پنلها در صنایع مختلفی همچون صنایح هوافضا،خودرو،دریایی،نظامی و غیرنظامی و افزایش روز افزون استفاده از این نوع سازه ها بصورت اشکال پیچیده و مدلهای دارای انحن،و اهمیت پاسخ آنها نسبت به بارگذاری دینامیکی،ضربه ای و انفجاری،در این پروژه ساندویچ پنلهای آلومینیومی با هسته هیبرید در نرم افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی و خیز مرکز سطح پشتی آنها در مقابل بارگذاری انفجاری مورد بررسی قرار گرفته است.پانل های جدید دارای انحنا بر مبنای هسته هیبریدی محتوی میلی تیوب های فلزی و ماتریس فوم فلزی طراحی و اثرتغییر راستای میلی تیوبها بر روی رفتار پانل درمقابل بارگذاری انفجاری مورد بررسی گردیده است.

امروزه به منظور کاهش خسارات ناشی از برخورد از جاذب های انرژی استفاده می کنند. سازه های جدار نازک محبوب ترین سازه هایی هستند که به عنوان جاذب انرژی در اشکال مختلف استفاده می شوند. در این تحقیق به بررسی تجربی و عددی جاذب های استوانه ای ساخته شده از ورق های مشبک تحت بارگذاری ضربه ای پرداخته شده است. ورق های مشبک به دلیل دارا بودن وزن کم و مکانیزم فروریزش کارآمد دارای ظرفیت جذب انرژی بالایی هستند. دو نوع جاذب با زاویه سلول های متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. ابتدا به جاذب با زاویه سلول 0=? و سپس به جاذب با زاویه سلول 90=? پرداخته شده است. بررسی تجربی به وسیله دستگاه سقوط وزنه و بررسی عددی به وسیله ی نرم افزار المان محدود آباکوس صورت گرفته است. خروجی دستگاه سقوط وزنه به صورت نمودار شتاب-زمان می باشد که به وسیله شتاب سنجی که روی وزنه ضربه زننده قرارگرفته نمایش داده می شود. همچنین خروجی نرم افزار آباکوس به صورت نمودار نیرو-جابه جایی نمایش داده می شود. در این پژوهش به بررسی تجربی و عددی نوع فروریزش، نمودارهای نیرو-جابه جایی و پارامترهای موثر پرداخته شده است. همین طور در نهایت به مقایسه نتایج تجربی و عددی با یکدیگر پرداخته شده است و مشاهده شد که این دو نتایج انطباق خوبی با یکدیگر دارند. از نتایج بدست آمده مشاهده شد که جاذب های با زاویه سلول 0=? دارای فروریزش متقارن بوده و ظرفیت جذب انرژی بالایی داشتند و جاذب های با زاویه سلول 90=? دچار کمانش کلی شده و مقدار جذب انرژی مناسبی نداشتند.

تعیین ضریب شدت تنش دینامیکی به عنوان یکی از معیارهای پیش بینی شکست، زمانی که ترک تحت بار موج تنشی حاصل از بارگذاری ضربه ای قرار می گیرد، اهمیت دارد. در این پایان نامه، یک حل تحلیلی برای محاسبه ضریب شدت تنش دینامیکی در نوک ترک منشعب از گشودگی در زمان اعمال بارهای ضربه ای به دست آمده است. این حل بر پایه میدان های جابجایی و پتانسیل و با استفاده از شرایط مرزی موجود با روش حل معادلات دیفرانسیل جزیی از طریق تبدیل توابع لاپلاس و فوریه و استفاده از روش عددی برای وارون این معادلات انجام شده است. نتایج به دست آمده از حل تحلیل با حالتهای خاص مطالعات قبل مقایسه شده است که مطابقت خوبی بین نتایج وجود دارد. همچنین اثرات بر هم کنش تنش ناشی از انعکاس امواج تنشی از لبه های آزاد، بر روی ترکی که بر روی جسم با ابعاد محدود قرار دارد و از یک گشودگی دایره ای منشعب شده است، به صورت تحلیلی انجام شده و نتایج با تستهای آزمایشی مقایسه شده است.در نهایت برای صحه گذاری بر روی روابط تحلیل به دست آمده، تست های آزمایشی با استفاده از دستگاه تست هاپکینسون انجام و نتایج مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان می دهد که مقاومت ترک ساده و ترک منشعب شده از گشودگی تحت بار موج تنشی ناشی از ضربه متفاوت از حالت بار استاتیکی هستند. به طوری که برای بار یکسان احتمال شکست دینامیکی بیشتر از شکست استاتیکی می باشد. این تاثیرات ناشی از اثرات انعکاس امواج حجمی و برشی و همچنین تاثیرات اینرسی بر روی جسم دارای ترک می باشد.

روشهای تئوری های نفوذ بکار گرفته شده از طرف محققین بسیار متفاوت و متنوع می باشد که این روشها، بستگی به شرایط و موقعیت مربوطه دارد. این روشها را می توان به همان صورتیکه .a.zukas]16 ] تقسیم بندی نموده است ارائه داد.

تحقیقات صورت گرفته در این رساله مربوط به فرآیند جوشکاری انفجاری استوانه های هم محور که یکی از استوانه ها به عنوان لوله پرنده و دیگری بعنوان سندان عمل می کند پرداخته شده است.در این نوع فرآیند بارگذاری انفجاری روی جداره خارجی لوله پرنده قرار می گیرد و با کاهش قطر لوله و ایجاد لولای پلاستیک ، سرعت برخورد لازم جهت ایجاد اتصال را فراهم می آورد.در این تحقیق سعی شده است شرایط جوش پذیری دو استوانه از جنس های مختلف را بدست آورده و سپس در خصوص ابعاد هندسی امواج فصل مشترک اتصال دو لوله بر حسب پارامترهای مهم دخیل در فرآیند جوشکاری استوانه ها، پیش بینی هایی انجام داده و به کمک آن شرایط داشتن اتصال خوب را برای ابعاد هندسی مختلف دو استوانه پیدا نمود. در فصل دوم به مباحث تئوریک فرایند جوشکاری انفجاری استوانه ها پرداخته شده است. فصل سوم به بررسی رفتار دینامیکی لوله پرنده تحت بارگذاری انفجاری پرداخته شده است. در فصل چهارم به معرفی نرم افزاری آباکوس پرداخته شده است و سپس با معرفی مشخصات مدل مورد استفاده در این شبیه سازی به بررسی روابط تحلیلی بکار گرفته شده در مدلسازی مبادرت گردیده است.