موضوع رساله بررسی اثر نقص های هندسی کوچک محلی، بر روی یک صفحه همگن و لایه چینی شده، جهت تعیین رفتار آیروالاستیک، کمانش و ارتعاشی صفحه و تعیین محدوده ی ناپایداری فلاتر و کمانش است. با توجه به امکان ایجاد نقص های کوچک غیرمتقارن و ناهماهنگ با مودهای اصلی و کمانشی صفحه، (که دارای شبیه سازی و حل پیچیده ای نسبت به نقص های متناسب با مودهای سازه هستند)، بررسی اثر این نوع نقص ها از دیدگاه آیروالاستیک و ارتعاشات صفحه بسیار مهم و جالب توجه است. تحلیل صورت گرفته نگاهی جدید به اثر نقص هندسی، در تعیین شرایط پایداری صفحه دارد. شبیه سازی صفحه در چند حالت فرض شده است. مدل اول، پوسته استوانه ای، با انحنای کوچک و فرض خمش استوانه ای و مدل دوم، صفحه تخت، با اثر نقص کوچک محلی و فرض خمش استوانه ای، درنظر گرفته شده است. مدل سوم و چهارم، صفحه تخت لایه چینی شده، با اثر نقص های متنوع محلی، براساس تئوری صفحه نازک کلاسیک و صفحه تقریبا ضخیم با تغییر شکل برشی مرتبه اول، شبیه سازی شده است. تمام مدل های صفحه دارای تغییر شکل بزرگ غیرخطی ون کارمن هستند. شرایط مرزی صفحه تکیه گاه ساده و ثابت است. در شبیه سازی صفحه، خواص مواد وابسته به دما فرض شده و اثر بارهای حرارتی محیطی به صورت نیروی گسترده یکنواخت و متغیر، در طول صفحه و در ضخامت صفحه فرض شده است. اثر بارهای مکانیکی در مرزهای صفحه به صورت فشاری و کششی اعمال شده است. جریان آیرودینامیکی بالای صفحه، براساس تئوری پیستون خطی مرتبه اول و غیرخطی مرتبه سوم تعیین شده است. مدل سازی اثر نقص محلی، براساس بسط تابع تیلور و توابع هایپربولیک انجام شده که قابلیت شبیه سازی انواع اثر نقص های محلی را دارند. معادلات حرکت سیستم با استفاده از اصل جابجایی مجازی، رابطه کار مجازی، انرژی پتانسیل و جنبشی سیستم تعیین شده است. با تشکیل معادلات دیفرانسیلی جزئی غیرخطی و استفاده از روش تقریبی گالرکین، براساس مودهای فرضی و مقدار باقی مانده کمینه، معادلات دیفرانسیلی معمولی حاصل شده، در دو حوزه فرکانسی و زمانی حل شده و مرز فلاتر و رفتار غیرخطی پسا فلاتر، پسا کمانش و ارتعاشی را تعیین نموده ایم. با تبدیل معادلات به فضای حالت و تعیین ماتریس ژاکوبین مربوطه، تحلیل مقدار ویژه در حوزه فرکانس انجام شده است. روش عددی رانج کوتای مرتبه 4 و 5 برای حل عددی معادلات غیرخطی حوزه زمان استفاده شده است. با توجه به ایده ی اصلی رساله مبنی بر اعمال اثر نقص های هندسی محلی غیرمتقارن بر صفحه؛ و عدم وجود نتایجی در این زمینه، در دو حالت راستی آزمایی انجام داده ایم، که در نوع خود برای اولین مرتبه انجام شده است. ابتدا ساختار سازه غیرخطی با اثر نقص را، به روش المان محدود غیرخطی، با استفاده از ماژول دینامیک ضمنی نرم افزار آباکوس، راستی آزمایی نموده و سپس رفتار آیروالاستیک صفحه با و بدون اثر نقص، براساس معادلات کامل ناویراستوکس برای جریان سیال لزج و چرخشی و سازه غیرخطی، به روش حجم محدود، با استفاده از ماژول اندرکنش سازه و سیال نرم افزار cfx، راستی آزمایی نموده ایم. گستره ی فشار روی صفحه با اثر نقص محلی، در اثر گذر سیال مافوق صوت، براساس تئوری پیستون برای سیال غیرلزج و براساس معادلات ناویراستوکس برای سیال لزج، با استفاده از نرم افزار فلوئنت، مقایسه شده است. نتایج حاصل مربوط به اثر نقص محلی بر روی پایداری، کمانش و فلاتر صفحه، بسیار حائز اهمیت است. زیرا، مرز ناپایداری حساسیت بالایی به ارتفاع، مکان و گستردگی نقص دارد. همین طور برای لایه چینی متقارن و پادمتقارن صفحه، در اثر حضور نقص، رفتار پایدار کننده و ناپایدار کننده ویژه ای، مشاهده شده است؛ که تاکنون در تحقیقات این حوزه به آن پرداخته نشده است. در این رساله برخی فرضیاتی که راجع به اثر نقص در رفتار آیروالاستیک و ارتعاشی صفحه، در طی 6 دهه اخیر بوجود آمده؛ تغییر، تکمیل و اصلاح شده است.

چکیده ندارد.

هدف از انجام این پایان نامه تحقیق در زمینه ناپایداری آیروالاستیک روی بدنه یک موشک از نوع بالستیک در جریان مافوق صوت در فاز قدرت و بدون قدرت (شامل حرکت بدون شتاب و حرکت با شتاب منفی) می باشد. روابط تحلیلی پایداری آیروالاستیک موشک در حوزه فرکانس با در نظر گرفتن اثر نیروهای طولی به کمک روابط لاگرانژ بدست آمده است. ناپایداری استاتیکی و دینامیکی یک موشک با امکان ارتعاشات طولی و عرضی با در نظر گرفتن اثر نیروی رانش اعمالی انتهایی موشک مورد بررسی قرار گرفته است. نیرو و ممان آیرودینامیکی موشک با فرض شبه پایا بدست آمده است. کار جدید این تحقیق اضافه کردن اثر ارتعاشات طولی موشک به روابط تحلیلی مربوط به ارتعاشات عرضی مدل الاستیک با درنظر گرفتن اثر نیروی رانش بوده است. یک رابطه تحلیلی برای سرعت واگرایی موشک با در نظر گرفتن اثر نیروی رانش با استفاده از مود ارتعاشی اول سازه بدست آمده است. تغییرات مرکز فشار، اثر میرایی سازه، نرخ سرعت زاویه ای طولی موشک و تغییرات مرکز جرم در اثر تغییرات جرم موشک در پایداری مورد بررسی قرار گرفته است. همین طور تغییر سفتی، اثر شتاب گرانشی، شتاب حرکتی، نیروهای آیرودینامیکی و بالک های پایدار کننده انتهایی، رانش موتور و تعداد مود های سازه ای روی ناپایداری موشک در شرایط تغییر شکل الاستیک خمشی و طولی بررسی شده است. نتایج در دو حوزه فرکانسی و زمانی بدست آمده است. نتایج اثر نیروی رانش در ناپایداری را نشان می دهد. این اثر با افزایش نیروی رانش اهمیت می یابد. نتایج در حوزه زمانی اثر نیروی رانش در تغییر بازه پایداری و زمان ایجاد ناپایداری در موشک را نشان می دهد. همچنین شبیه سازی اولیه در حوزه زمان برای بررسی کامل تر ناپایداری آیروالاستیک انجام شده است.