امروزه مصنوعات چوبی، جایگاه ویژه ای در مصارف صنعتی و ساختمان دارند. از جمله این مصنوعات، تخته نئوپان می باشدکه یکی از پارامترهای مهم آن ضخامت یکنواخت می باشد. در این تحقیق ابتدا خلاصه ای بر فرآیند تولید تخته نئوپان و ماشین آلات مربوطه خواهیم داشت و سپس ضمن بر رسی روند تکامل ماشین پرس در این صنعت، پرسی 4000 تنی که بتواند تخته با ضخامت یکنواخت تولید کند طراحی نمودیم. (مواد اولیه تشکیل دهنده تخته نئوپان، عمدتا خرده های چوبی می باشند که با نظم خاصی در غالب کیک به قالب پرس هدایت می شوند). در ادامه این تحقیق، یک مدل ریاضی از سیکل نیرو-جابجایی پرس را تعریف نمودیم. در مسائل مهندسی، اینگونه مسائل، به صورت تیر بر روی بستر الاستیک مورد بررسی قرار می گیرد. و ما هم با استفاده از همین تکنیک، معادله جابجائی پرس را به ازای نیروهای یکنواخت و سفتی های ثابت و متغیر کیک(خطی و غیر خطی) بدست آورده ایم. نتایج بدست آمده از روش خطی و غیر خطی نشان میدهد که سفتی کیک به ازای جابجایی تغییر می کند و لذا حل غیر خطی راه حل دقیق تری می باشد، و به نتایج آزمایشگاهی نزدیک تر است. سپس نتایج تئوری را با نتایج آزمایشگاهی مقایسه نمودیم. نتایج تئوری نشان میدهد که اعمال نیروهای یکسان، بر کیک با سفتی یکسان، تخته با ضخامت یکنواخت ایجاد می کند. ولی آزمایشات تجربی، نشان میدهد که در عمل امکان ایجاد کیک با سفتی یکسان، وجود نداشته و همچنین نیروی اصطکاک نیز، عامل عدم توزیع نیروهای یکسان بر سطح کیک می باشد. در نتیجه برای ایجاد جابجائی یکنواخت پرس، بایستی نیروهای متغیر و متناسب با سفتی هر سطح از کیک و اصطکاک مربوطه، اعمال گردد تا ضخامت تخته یکنواخت گردد. در پایان تحقیق، نقشه های ساخت اجزاء اصلی یک پرس یک طبقه را رسم کرده ایم.

در این تحقیق ، با استفاده از تئوری لایه گون ، میدان تنش سه بعدی برای صفحات متعامد و متوازن متقارن تحت کرنش محوری یکنواخت و بار حرارتی – رطوبتی بدست آورده می شود . برای این منظور ، ابتدا در فصل دوم با استفاده از روابط کرنش – جابجایی الاستیسیته ، میدان جابجایی برای صفحات متعامد متقارن و متوازن متقارن با طول بلند استخراج خواهد شد . در فصل سوم با استفاده از میدان جابجایی استخراج شده از روابط کرنش – جابجایی الاستیسیته و با استفاده از تئوری لایه گون ، میدان جابجایی تئوری لایه گون برای صفحات متعامد بدست می آید . سپس با استفاده از اصل مینیموم مجموع انرژی پتانسیل ، معادلات تعادل برای این صفحات حاصل خواهد شد . در ادامه با استفاده از رویکرد فضای حالت ، این معادلات حل شده و میدان تنش سه بعدی برای این صفحات بدست می آید . همچنین در فصل سوم ، از مثال های عددی متعددی برای تعیین توزیع تنش در لبه های آزاد صفحات متعامد متقارن و نامتقارن و نیز در راستای سطح مشترک لایه های مختلف استفاده می شود و از یک حل اجزاء محدود توسط نرم افزار abaqus نیز ، به منظور مقایسه نتایج بدست آمده از حل تحلیلی با نتایج سایر مقالات استفاده خواهد شد . مشاهده خواهد شد که ، توزیع تنش در نقاط دور از لبه های آزاد ناچیز و تقریبا صفر بوده و هر چه به لبه های آزاد نزدیک می شویم ، مقدار تنش های برون صفحه ای ( که سهم مهمی در جدایش بین لایه ای صفحات کامپوزیتی دارند ) ، با شیب تندی شروع به افزایش می کند تا اینکه به ماکزیمم مقدار خود در لبه های آزاد می رسد . همانطور که مشاهده می شود تطابق بسیار خوبی میان نتایج حل تحلیلی و نتایج موجود در سایر مقالات و نتایج حل اجزائ محدود abaqus برقرار است . در فصل سوم ، همچنین از یک آزمون همگرایی برای تعیین تعداد لایه های عددی مناسب در هر لایه فیزیکی استفاده خواهد شد . مشاهده می شود که به ازای شش لایه عددی ، نتایج با دقت قابل قبولی بدست می آیند . اگرچه با افزایش تعداد لایه های عددی دقت نتایج نیز افزایش خواهد یافت . به طور کلی می توان بیان کرد که ، مقدار تنش های برون صفحه ای در حالت صفحات تحت بارگذاری کرنش محوری یکنواخت بسیار بیشتر و قابل توجه تر از مقادیر تنش تحت بارگذاری حرارتی است . در صورتیکه ترکیبی از بارگذاری کرنش محوری و حرارتی به صفحات کامپوزیتی اعمال شود ، اثرات بارگذاری حرارتی در مقایسه با اثر بارگذاری کرنش محوری ، تقریبا ناچیز بوده و مقادیر بدست آمده در حالت بارگذاری ترکیبی ، به مقادیر تنش تحت بارگذاری کرنش محوری نزدیک تر خواهد بود . در فصل چهارم نیز مشابه فصل سوم ، با استفاده از تئوری لایه گون ، میدان تنش سه بعدی برای صفحات متورازن متقارن تحت کرنش محوری یکنواخت و بار حرارتی – رطوبتی به صورت مجزا ، استخراج می شود . در فصل چهارم نیز ، نتایج بدست آمده از حل تحلیلی با نتایج اجزاء محدود نرم افزار abaqus و نتایج سایر مقالات مقایسه می گردد و مشاهده می شود که تطابق خوبی میان نتایج برقرار است . آنچه از نتایج بدست خواهد آمد اینطور می توان نتیجه گرفت که ، استفاده از تئوری لایه گون نسبت به روش های سه بعدی دیگر از جمله حل معادلات الاستیسیته و . . . مزایایی دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد : 1. در تئوری لایه گون ، توابع درونیاب درون سطحی ( محلی ) و توابع درونیاب در کل ضخامت ( کلی ) بصورت مستقل تعریف می شوند که باعث می شود مولفه های ماتریس سفتی نسبت به دیگر روش ها سریع تر محاسبه شوند . 2. اگر حجم اطلاعات ورودی کاهش یابد تئوری لایه گون در بدست آوردن سطح یکسانی از دقت جواب نسبت به دیگر روش های سه بعدی ، به عنوان یک مدل سه بعدی مناسب ، قابل استفاده است . 3. از آنجاییکه حل دقیق معادلات الاستیسیته برای بسیاری از مسائل مهندسی در حوزه مواد مرکب موجود نیست ، تئوری لایه گون برای تعیین میدان تنش سه بعدی در این حوزه بسیار تواناست .

به طور کلی مبحث گسترش ترک در مکانیک شکست یکی از موضوعاتی است که از سالیان گذشته مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است. علی رغم تمامی ویژگی های روش اجزاء محدود استاندارد، این روش دارای معایبی است که استفاده از آن را در بعضی مسایل به خصوص بحث گسترش ترک محدود می سازد. یکی از معایب عمده این روش وابستگی المانها به یکدیگر است لذا اعمال شرایط ناپیوستگی امکان پذیر نمی باشد، بنابراین مش بندی مجدد دامنه مورد مطالعه از چالش های مهم روش اجزاء محدود استاندارد محسوب می گردد. درحالیکه در روش اجزاء محدود توسعه یافته نیازی به مش بندی مجدد دامنه برای گسترش ترک نمی باشد.از طرفی وجود تکینگی تنش در نوک ترک مشکل دیگر این روش است که برای حل این مشکل باید از المانی که دارای تابع شکل غیر تکین است استفاده نمود. در روش اجزاء محدود توسعه یافته برای شبیه سازی رشد ترک و نیز رفع تکینگی تابع تنش از غنی سازی نقاط اطراف ترک استفاده می شود. همچنین برای بررسی گسترش ترک روش مجموعه تراز به کار می رود، با استفاده از مجموعه تراز می توان موقعیت نوک ترک و نیز بدنه ترک را در هر مرحله از رشد ترک یافت و در نتیجه المان هایی که باید غنی سازی گردند انتخاب نمود. علاوه بر این در این پژوهش از روش فرا معین برای محاسبه ضرایب شدت تنش و همچنین محاسبه ضرایب مراتب بالاتر بسط ویلیامز سازه های شامل ترک در مودهای مختلف بارگذاری استفاده می شود.کارایی روش ارائه شده از طریق تجزیه وتحلیل چند نمونه ایزوتروپیک ترک دار تحت بارگذاری خالص مود اول،خالص مود دوم و مود مرکب مورد بررسی قرار می-گیرد.دقت محاسبه و همگرایی ضرایب شدت تنش ترک و ترم های مراتب بالاتر بسط ویلیامز از مقایسه آن ها با نتایج موجود در مقالات ارزیابی می شود. همچنین رشد ترک خستگی در نرم افزارهای متلب و آباکوس مدل و نتایج حاصل از آن با هم مقایسه می شوند .