تلاش این تحقیق بر این است که یک روش غیر مستقیم و در عین حال غیر مخرّب برای تعیین ضرایب الاستیسیته ی مواد کامپوزیتی ارائه دهد. روش محاسبه برپایه ی بهبودسازی ضرایب، طی یک روند بهینه سازی می باشد. تابع هدفی که برای این منظور انتخاب شده است، اختلاف بین فرکانسهای طبیعی تحلیلی و فرکانسهای تجربی متناظر می باشد، که در آن فرکانس های تحلیلی به کمک روش ریلی- ریتز با استفاده از توابع شکل تیرها و مقادیر تجربی از طریق تستهای مودال به دست می آیند. در روش پیشنهادی از الگوریتم ژنتیک (ga) برای حلّ مسأله ی بهینه سازی استفاده شده است. به منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی صفحات کامپوزیتی مستطیل شکل ارتوتروپیک ویژه با الیاف یک جهته و با شرایط مرزی کاملاً آزاد(ff-ff) انتخاب شده است. نتایج به دست آمده به وسیله ی روش ارائه شده با نتایج تحقیقهای مشابه برای دو نوع خاص گرافیت-اپوکسی و کربن-اپوکسی مقایسه شده است. لازم به ذکر است که از دو کد متفاوت برای اجرای روش ریلی-ریتز و متّصل کردن این مدل با الگوریتم ژنتیک در نرم افزار matlab استفاده شده است. به منظور بررسی حساسیت ضرایب الاستیسیته نسبت به تغییر فرکانسهای طبیعی به تحلیل حساسیت این دو سری متغیّر نسبت به هم پرداخته شده است و نهایتاً با مشخّص کردن منابع خطا، پیشنهاداتی برای بهبود روش ارائه شده است.

ترانسفورماتورهای قدرت یکی از گرانترین بخش های مجموعه انتقال نیروی برق می باشند. ایجاد عیب در ترانسفورماتورها نه تنها از نقطه نظر آسیبی که به ترانسفورماتور می رسد حائز اهمیت است بلکه از نظر خسارت اقتصادی ناشی از قطع جریان برق نیز اهمیت دارد. رشد سیستم های انرژی باعث کاهش آسیب های ایجاد شده در ترانسفورماتورها و افزایش قابلیت اطمینان در این مجموعه ها گردیده است. گسترش شبکه های انرژی الکتریکی باعث افزایش میزان ایجاد اتصال کوتاه شبکه های قدرت گردیده است. در 15-20 سال گذشته دانش بشری در زمینه مواد رشد بسیاری داشته است. با بکارگیری این دانش در صنعت ترانس، امکان تولید ترانسفورماتورهایی کوچکتر با صرفه جویی در مواد و هزینه های انتقال فراهم گردیده است. این کاهش در اندازه ها باعث گردیده است که طراحی رساناها و عایق ها در ترانسفورماتورها در محدوده های بحرانی انجام گیرد و به این ترتیب خطر ایجاد عیوب در سال های ابتدایی کارکرد ترانسفورماتور افزایش یابد. در این پایان نامه، نیروهای اتصال کوتاه در ترانسفورماتورهای قدرت که مهمترین عامل آسیب های مکانیکی در زمان اتصال کوتاه هستند مورد مطالعه قرار گرفته و انواع آسیب هایی که در اثر این نیروها بوجود می آیند مطالعه شده است. سپس با بررسی های میدانی، اطلاعات مورد نیاز در زمینه مشخصات ترانسفورماتورها، جزئیات مربوط به یک حادثه اتصال کوتاه ترانسفورماتور از برق منطقه ای باختر و شرکت تعمیرات نیروگاهی اخذ گردید و در مواردی که نیاز به داده های تجربی بود، تست های مربوطه در آزمایشگاه های پژوهشگاه نیرو و یا آزمایشگاه های مجهز خارج از پژوهشگاه انجام گردید. سپس نیروهای الکترومغناطیسی در شرایط اتصال کوتاه با استفاده از نرم افزار المان محدود magnet مدل گردیده و رفتار اجزای مختلف سیم پیچ در برابر این نیروها با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus مورد بررسی قرار گرفته است. مودهای خرابی سیم پیچ بدست آمده و روش هایی برای بهسازی و جلوگیری از این آسیب ها ارائه گردیده است.

در این پایان نامه روش های آنالیز خستگی برای تخمین عمر ضربه گیر ارابه فرود بالگرد mi-171 مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق، تعیین قابلیت و توانایی نگرش های تخمین عمر خستگی فعلی در تخمین عمر اجزای بالگرد مخصوصاً ضربه-گیر ارابه فرود بالگرد mi-171 می باشد. نرم افزارهای تجاری موجود، ansys و workbench به عنوان حل کننده اجزای محدود و تخمین عمر خستگی مورد بهره برداری قرار گرفته اند. با انجام این تحقیق روشن شد که تخمین عمر خستگی ضربه گیر ارابه فرود بالگرد mi-171از طریق بهره گیری از نرم افزارهای تجاری موجود با بازدهی و دقت منطقی، قابل انجام شدن است. روش های به کار رفته جهت تخمین عمر خستگی در این پایان نامه شامل نگرش تنش- عمر، کرنش- عمر و مکانیک شکست می باشد. این روش ها ابتدا با بررسی کردن عمر خستگی تخمین زده شده چند مثال واضح، تشریح شد. با مقایسه بین عمری که از طریق نرم افزارهای تخمین عمر خستگی برای این مثال ها با استفاده از الگوریتم های مذکور بدست می آید با عمر بدست آمده از داده های آزمایشگاهی منتشر شده یا روابط تئوری موجود، این نگرش ها مورد تأیید قرار گرفت. بعد از اطمینان از صحت جواب های بدست آمده برای تخمین عمر خستگی با نرم افزار اجزای محدود ansys، ضـــربه گیر ارابه فرود بالگرد mi-171 با هدف تخمین عمر آن، مورد تحلیل خستگی واقع شده و عمر خستگی آن برای روش های تنش- عمر، کرنش- عمر و مکانیک شکست این بالگرد مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. عمر خستگی به دست آمده از این روش برای ضربه گیر ارابه فرود، در جداول تعمیر و نگهداری مورد استفاده قرار می گیرد. این تحقیق نشان داد که متدولوژی عمر خستگی جهت تخمین عمر سرویس دهی اجزای بالگرد در یک روش کاربردی می تواند مورد استفاده قرار گیرد و جهت تعیین مناسب بودن یا نبودن ادامه سرویس دهی اجزای کارکرده به کار رود.

در درجه حرارت های بالا و یا در شرایط بارگذاری زیاد و یا در نقاط تمرکز تنش، رفتار ماده از حالت الاستیک خطی خارج شده و رفتار های غیر خطی نظیر خزش و پلاستیسیته به وجود می آید که در تحلیل اجزای محدود باعث ایجاد مشکلات محاسباتی، زمان اجرای بالا و یا عدم همگرایی به یک جواب مناسب می شود و ارزیابی و طراحی این قطعات را با پیچیدگی روبرو می کند. لذا بررسی امکان کاربرد روش های مبتنی بر آنالیز خطی ضرورت می یابد که در عمل برای تخمین عمر و وضعیت قطعات پیچیده بسیار مفید خواهد بود. اخیراً آنالیز حدی بر پایه روش های تکراری الاستیک به صورت گسترده ای در مهندسی پذیرفته شده است. در این روش ها اثر تنش موضعی زیاد که توسط مواد غیر خطی ایجاد می شود، از طریق آنالیز الاستیک و با کاهش سیستماتیک مدول الاستیسیته موضعی شبیه سازی می شود. در این رساله روش های مختلف مبتنی بر اصلاح مدول الاستیسیته در آنالیز اجزای محدود قطعات با رفتار غیر خطی مواد مورد بررسی قرارگرفته است. روش های مورد بررسی عبارتند از روش جبران الاستیک، روش اصلاح شده جبران الاستیک، روش gloss و روشی جدید که مبتنی بر اصلاح مدول الاستیسیته بوده اما با ارائه یک معیار همگرایی، تغییراتی در آن داده شده است. از پارامترهای مهم در طراحی اجزای مختلف مکانیکی بار حدی و تنش مرجع است. در این رساله تعیین این دو پارامتر بر اساس این روش ها مد نظر قرار گرفته است. جواب های به دست آمده از این روش ها برای بار حدی و تنش مرجع با جواب های به دست آمده از آنالیز الاستوپلاستیک و یا جواب های تحلیلی(در دسترس) مقایسه شده است. با توجه به جواب های مناسب به دست آمده از این روش ها برای قطعات ترک دار می توان به جای آنالیز پرهزینه و زمان بر غیر خطی الاستوپلاستیک، از این روش ها با دقت خوبی برای تعیین این دو پارامتر استفاده کرد. مزیت دیگر این روش ها ماهیت تکراری بودن آن هاست که می توان در قالب زبان های برنامه نویسی تمام فرایند را به صورت اتوماتیک انجام داد. به عنوان یک نتیجه گیری کلی می توان گفت برای قطعات با هندسه ساده و بدون تمرکز تنش شدید، ecm با دقت بسیار خوبی بار حدی و تنش مرجع را تخمین می زند. برای مخازن تحت فشار که ممکن است دارای پیچیدگی های هندسی باشند و همچنین زمان محاسبات حتی با ecm هم زیاد باشد، روش gloss پیشنهاد می شود. برای قطعات ترک دار یا دارای تمرکز تنش شدید مثل مخازن تحت فشار ترک دار یا قطعات ترک دار تحت تنش دومحوره، روش کاهش مدول الاستیسیته با در نظرگرفتن ضریب تمرکز تنش پیشنهاد می شود چرا که به صورت مناسب و تعادلی و به آرامی تعداد المان هایی که باید مدول الاستیسیته آن ها اصلاح شود محاسبه می شوند و ضریب تمرکز تنش در نقاط تمرکز تنش به صورت تدریجی کاهش می یابد. روش ضرایب حدی با معیار همگرایی مطرح شده توسط پارامترهای q وg هم برای انواع هندسه ها و شرایط بارگذاری در صورتی که شرایط پارامتر g ارضا شود بسیار مناسب است

چکیده در این پژوهش مشخصه‏های ارتعاشی پوسته‏های استوانه‏ای اورتوتروپیک لایه‏ای دوران کننده در سرعت بالا به عنوان یکی از الزامات طراحی چنین پوسته‏هایی بررسی شده‏است. تئوری‏های پوسته جدار ضخیم مرتبه اول برشی مورد بررسی قرار گرفته و بر مبنای آن و با اعمال فرضیات ساده کننده تئوری‏های پوسته جدار نازک لایه‏ای کلاسیک معرفی شده‏است. سپس معادلات حرکت پوسته دوار بر مبنای تئوری پوسته نازک لاو به صورت دستگاه معادلات با مشتقات جزیی سه گانه بدست آمده‏است. معادلات حرکت با در نظر گرفتن هندسه استوانه‏ای برای پوسته به روش انتشار امواج برای رسیدن به معادله مشخصه ارتعاشی حل شده‏اند. با توجه به قابلیت‏های روش ارایه شده اثر پارامترهای مختلف شامل شرایط مرزی مختلف، اعداد موج، سرعت دوران و نسبت‏های هندسی طول به شعاع و ضخامت به شعاع برای پوسته با جنس و لایه‏چینی دلخواه بر فرکانس‏های طبیعی پوسته بدست آمده‏است. سرعت بحرانی دوران پوسته برای یک مورد مطالعاتی محاسبه شده‏است. همچنین بر مبنای میدان جابجایی آزمایشی معرفی شده در مراحل حل شکل مودهای رونده پوسته در مودهای مختلف رسم شده‏است. برای عبور از محدودیت‏های روش تحلیلی از جمله امکان اعمال دقیق شرایط مرزی و هندسه دلخواه برای پوسته، روش المان محدود برای مدلسازی پوسته استوانه‏ای دوار به کار گرفته شده‏است. بر اساس بررسی‏های انجام شده و برای حفظ کارآیی المان برای پوسته‏ها جدار نازک، المان ترکیبی mitc9 انتخاب شده‏است. علاوه بر پیاده سازی و اعتبارسنجی ماتریس سختی این المان، ماتریس‏های جرم (متمرکز و سازگار)، میرایی ناشی از شتاب کوریولیس و نرمی ناشی شتاب‏های گریز از مرکز مورد نیاز برای مدلسازی پوسته دوار استخراج شده‏اند. برای رسیدن به فرکانس‏های طبیعی پسرو و پیشرو، پس از تهیه سایر قسمت‏های مورد نیاز کد المان محدود شامل مش‏بندی، سرهم کردن ماتریس‏ها برای رسیدن به ماتریس‏های عمومی و نیز اعمال شرایط مرزی، معادله مقادیر ویژه بدست‏آمده بر مبنای معادلات حرکت باید حل شود. پیاده‏سازی روش‏های حل معادله مقادیر ویژه ماتریس‏های بزرگ به دلیل محدودیت‏هایی که از نظر حجم مطالعات و زمان مورد نیاز داشته‏است و نیز خارج بودن موضوع از محدوده این تحقیق، به آینده موکول شده‏است.

در این پروژه ابتدا به بررسی ساختار توربین بخار و ژنراتور نیروگاه شهید رجایی قزوین با استفاده از اطلاعات و نقشه های موجود و تعیین مشخصات جرمی، جنس و ابعاد هندسی روتور به منظور مدل سازی هندسی پرداخته و با استفاده از نرم افزار solidworks ، توربین مدل سازی شده است. در مرحله ی بعد برای بدست آوردن فرکانس های طبیعی (دورهای بحرانی) سیستم، مدل سازی اجزای محدود دینامیکی روتور(بدون یاتاقان ها و بدون ژنراتور) در نرم افزار ansys انجام شده است. سپس ژنراتور مدل شده و به مدل اصلی اضافه گردیده است. در قسمت بعد برای تکمیل مدل سازی با بدست آوردن ضرایب سختی و میرایی یاتاقان ها، و اضافه کردن آنها به مدل، فرکانس های طبیعی سیستم بدست آمده است. با مقایسه فرکانس های طبیعی بدست آمده با مقادیر دورهای بحرانی بهره برداری و یکسان بودن این مقادیر، مناسب بودن مدل به اثبات رسیده است. با نهایی شدن مدل، تحلیل رفتار ارتعاشی آن با نیروی نابالانسی در مکان های مختلف به منظور مشاهده رفتار ارتعاشی توربوژنراتور انجام شده است. در انتها با مطالعه و جستجو در منابع برای تعیین تقریبی یک نمونه از نیروهای ارتعاشی ناشی از جریان بخار که به نیروهای آلفورد/توماس معروف می باشند و اضافه نمودن آنها به مدل، تاثیرات این نیروها بر رفتار ارتعاشی مدل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

به منظور مدل سازی روتور بر یاتاقان مغناطیسی فعال، ابتدا نیاز به مدل کردن نیروهای تولید شده توسط الکترومگنت های یاتاقان می باشد، تا پس از آن بتوان با طراحی کنترل کننده، پایداری سیستم ارتعاشی را بررسی کرد. هدف از انجام این پایان نامه، مدل کردن یاتاقان مغناطیسی فعال به کمک مفهوم فنر و دمپر مکانیکی به منظور شبیه سازی رفتار دینامیکی روتور، بررسی پایداری آن، کنترل آن در عبور از سرعت های دورانی متفاوت تا رسیدن به سرعت کاری مطلوب و بررسی دینامیک روتور در حضور نیروی تحریک ناشی از نابالانسی می باشد. ابتدا به طور مختصر با ساختار یاتاقان مغناطیسی فعال آشنا شده، نیروی یاتاقان با تعریف ضرایب سختی جریان و جابجایی، بر اساس جابجایی روتور و جریان سیم پیچ، به شکل خطی مدل می شود. در ادامه نشان داده می شود سیستم حلقه باز تعلیق مغناطیسی (غیر فعال)، بدون کنترل نیروی الکترومغناطیسی در یاتاقان ها ناپایدار است. سپس کنترل حلقه بسته مناسب را با کمک مدل خطی نیروی یاتاقان معرفی کرده و پایداری در یک بعد مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور کنترل روتور صلب بر روی یاتاقان مغناطیسی فعال، بایستی معادلات حرکت روتور صلب را با مدل سازی دینامیکی آن بدست آورده (روتور مورد نظر چهار درجه آزادی (? و? x?_c و ? و? y?_c )[مختصات تعمیم یافته مربوط به مرکز جرم می باشند] دارد). تمرکز پایان نامه بر کنترل خطی روتور صلب 4 درجه آزادی بر روی یاتاقان مغناطیسی فعال توسط کنترل کننده pid می باشد. در ابتدا بجای کنترل کننده pid از کنترل pd استفاده کرده و در ادامه با اضافه کردن بخش انتگرالی به کنترل کننده، کامل خواهد شد. برای کنترل روتور ابتدا، از مختصات x و y (مختصات ابتدا و انتهای روتور در محل سنسور) استفاده کرده، و رفتار روتور در این شرایط بررسی خواهد شد و مزایا و معایب آن نشان داده می شود. در روش دیگر با کمک ماتریس های تبدیل، مختصات محل سنسورها را، به مختصات تعمیم یافته مرکز جرم، تبدیل کرده و برتری آن نسبت به روش قبل با حذف معایب ذکر شده نشان داده خواهد شد. حال عامل انتگرال گیر را به کنترل کننده اضافه کرده، بدین ترتیب خطای حالت ماندگار کاهش می یابد. در نهایت با استفاده از نرم افزار متلب و جعبه ابزار سیمولینک و به کمک نتایج عددی پایداری سیستم را در ارتعاشات آزاد و اجباری بررسی می شود. یکی از معایب در استفاده از کنترل کننده pd، تنظیم دقیق ضرایب کنترل کننده می باشد. وجود عدم قطعیت در مشخصات ساختاری سیستم تعلیق، خطا در تنظیم ضرایب کنترل کننده و وجود نیروی تحریک ناشی از نابالانسی، نیاز به طراحی کنترل مقاوم را پدید می آورد. با طراحی کنترل کننده h_?، پایداری و کارایی مقاوم سیستم تعلیق مغناطیسی را بررسی می کنیم.

افزایش برد پرتابه های آزاد، با کاهش نیروی پسا وارد بر آن ها امکان پذیر است. از این رو شناسایی انواع نیروهای پسا دارای اهمیت به سزایی است. در این پایان نامه با معرفی مولفه های پسا، راهکارهایی برای کاهش این مولفه ها و در نتیجه افزایش برد پرتابه ها ارائه شده است. جریان پشت پرتابه ها در پرواز، از چند دهه گذشته مورد بررسی قرار گرفته است. افت شدید فشار در ناحیه قاعده سبب ایجاد پسای قاعده-ای شده، که بخش عمده پسا در پرتابه های بدون نیروی پیشران را تشکیل میدهد. با توجه به غالب بودن پسای قاعده نسبت به سایر مولفه های پسا، بسیاری از راهکارهای عملی از میان روشهای کاهش پسا، به کاهش پسای قاعده اختصاص یافته اند. در این پایان نامه، روش پاشش از قاعده به عنوان یک روش عملی بسیار رایج، به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته، و اثرات عوامل موثر بر کاهش پسا در این روش بررسی شده و در نهایت میزان تأثیرگذاری این روش در کاهش پسا مشخص شده است. در این روش مقدار اندکی گاز کم سرعت به ناحیه پشت پرتابه تزریق می شود، که باعث افزایش فشار قاعده و در نتیجه کاهش پسای قاعده می گردد. مدلسازی و شناسایی جریان قاعده و اثر پاشش در تغییر ساختار این جریان مورد بررسی قرار گرفته است. در این پایان نامه سعی شده است بهینه سازی بر مبنای آنالیز حساسیت صورت بپزیرد. در واقع تاثیر پارامترهای دبی جرمی گاز خروجی و سطح مقطع جت خروجی از قاعده، که بر فشار قاعده و در نتیجه ضریب پسا موثر می باشند، مورد بررسی قرار می گیرند. بیشترین برد پرتابه یعنی 12820 متر در پارامتر پاشش 002/0i= و قطر خروجی140 میلیمتر حاصل می شود.

در صنعت برخی سیستم های روتوری وجود دارند که دارای ناهمسانگردی می باشند (اگرچه در عمل تقریبا همه سیستم های دوار نوعی از ناهمسانگردی را در خود دارند اما در برخی موارد از آن صرفنظر می شود).این پایان نامه با هدف بدست آوردن منطقه ی پایداری در سیستم های روتور-یاتاقان ناهمسانگرد انجام گرفته است. این روتور ها (که می توانند مقطع دایروی یا غیر دایروی داشته باشند) در دو دستگاه ثابت و چرخان در نظر گرفته شده و مزایا و معایب هر یک ذکر شده است. پس از بدست آوردن معادلات، روش هیل بیان شده است که روشی در حل معادلات دیفرانسیل با ضرائب وابسته به زمان می باشد. مطالعات عددی یک روتور لاوال با شفت غیردایروی و انواع مختلف یاتاقان ها بررسی شده و مقادیر ویژه در دو دستگاه ثابت و چرخان بدست آمده اند و در مورد پایداری آن بحث شده است. با استفاده از تئوری های اولر-برنولی، ریلی و تیموشنکو، المان های مختلف یک روتور اعم از شفت، دیسک و یاتاقان در دو دستگاه بدست آمده و روش اعمال متد هیل بر ترکیب این المان ها بیان شده است و پاسخ نامیزانی آن ارائه شده است.

در این تحقیق شبیه سازی عددی محفظه احتراق استوانه ای و بررسی عوامل کاهش no بررسی شده است ، نتایج عددی یک مدل مشابه از محفظه احتراق استوانه ای توربین گاز با نتایج شبیه سازی عددی ای که در این پایان نامه با نرم افزار ansys cfx بدست آمده ، مقایسه شده است . با مقایسه سرعت های بدست آمده در راستای طولی بین این دو مدل ، این نتیجه گرفته می شود که روند تغییر سرعت ها طی مسیر روند یکسانی است و مدل و شبکه بندی انجام شده به سمت جوابهای درست پیش می رود . در ادامه مدلهای توربولانسی و تابشی مختلفی برای بدست آوردن بهترین مدل بررسی شده است ، مدلهای اصلی بکار رفته برای شبیه سازی این نوع از جریانهای آشفته مدلهای k- ? و k-? rng و k-? می باشد ، و از مدل احتراق اضمحلال گردابه ای و مدل تابشی p 1 و انتقال گسسته استفاده شده است . مدل های آشفتگی و مدل های تابشی تفاوت زیادی در نتایج کلی با هم نکردند و جوابهای نزدیک به همی ارائه دادند. در بخش دیگری از این تحقیق به شبیه سازی اکسید نیتریک خروجی از محفظه و بررسی عوامل موثر در تشکیل این آلاینده از جمله تغییر دمای ورودی ، ایجاد احتراق استوکیومتریک ، افزایش نسبت هوا به سوخت و تزریق آب بصورت مستقیم و مخلوط در هوا و تغییر درصد تقسیم هوا بین سویلر و سوراخهای ثانویه ورودی هوا پرداخته شده است . در همه ی بررسی های بالا بازده خروجی محفظه احتراق و دمای خروجی مورد توجه قرار گرفته است و سعی در این شده است که روش های مورد بررسی موجب کاهش شدید بازده و دمای خروجی محفظه احتراق نشود . از بین روشهای بررسی شده هر کدام که باعث کاهش دمای احتراق می شد کاهش no را نیز در پی داشت اما روش اختلاط هوای ورودی با آب بدون تغییر چندانی در دمای خروجی باعث کاهش no شد و در مقایسه با روش های دیگر یک روش بهتری می باشد . در نهایت این نتیجه گرفته شد که در اختلاط آب و هوای ورودی در نسبت آب به سوخت 1 کاهش no انگیخته و کمترین میزان هیدروکربن نسوخته مشاهده می شود و یک نقطه ی بهینه برای کاهش آلودگی و ثابت ماندن دماست .

در این پایان نامه بهینه سازی پارامترهای دینامیکی محور با معیار چیدمان فرکانسی و رسیدن به فرکانس مطلوب برای چند مدل انجام شده است. منظور از پارامتر های دینامیکی، پارامتر هایی هستند که در دینامیک سیستم موثر هستند، مثل محل قرار گیری دیسک ها، قطر محور، ضرایب سختی و میرایی یاتاقان ها. بهینه سازی برای یک مدل ساده jeffcott ، محور دارای سه دیسک با جرم و ابعاد متفاوت، مدل آزمایشگاهی و در انتها برای سیستم محور یک توربین نیروگاهی (v94.2) انجام شده است. در این پایانامه علاوه بر الگوریتم ژنتیک از الگوریتم ازدهام ذرات (pso) نیز استفاده شده است و نتایج بسیار مشابهی از هر دو الگوریتم بدست آمده است. مدل سازی با کد نویسی apdl در نرم افزار ansys انجام شده است. با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی مقادیر مناسب پارامترها برای سیستم محور مشخص شده است. با استفاده از کد نویسی جداگانه در نرم افزار matlab و ایجاد ارتباط بین این دو نرم افزار(کوپل و اجرای همزمان دو نرم افزار) فرایند بهینه سازی، بر اساس الگوریتم ها، طراحی و اجرا شده است. در این فرایند از نرم افزار ansys به عنوان یک تحلیل گر قوی در کنار نرم افزار محاسبه گر matlab استفاده شده است. در ادامه می توان گفت تکنیک کوپل نرم افزارها، افزودن یک قابلیت کاربردی برای هر کدام از نرم افزارها است.

چکیده صنایع نفت و گاز دارای فرایندهای عملیاتی متفاوتی بوده که سبب تقابل گستره وسیعی از محیط های خورنده و مواد سازنده تجهیزات با یکدیگر می شود. هر ساله ده ها میلیون دلار صرف تعمیر و یا تعویض خطوط لوله و ظروف تحت فشاری می شود که بر اثر تخریبات هیدروژنی دچار آسیب و از کار افتادگی گردیده اند. یکی از مشکلات عمده ای که صنایع نفت و گاز از سال 1950 با آن مواجه است، بروز ترک های هیدروژنی (hic) و تاول در تجهیزات تحت فشار در محیط های ترش می باشد. ظروف تحت فشار، مخازن ذخیره، سیستم های لوله کشی و سایر تجهیزات طی مدت طولانی سرویس دهی مستهلک می شوند که این امر در نهایت یکپارچگی سیستم را تحت تأثیر قرار می دهد. در چنین شرایطی، اجرای ارزیابی های مهندسی نظیر ارزیابی مناسب بودن برای سرویس دهی (ffs) جهت بررسی یکپارچگی ساختاری و امکان افزایش عمر تجهیزات دارای نقص امری مفید و در عین حال ضروری به نظر می رسد. اصول اجرای چنین ارزیابی هایی در استاندارد api 579-1/asme ffs-1 آورده شده است. در این تحقیق سعی بر آن شد نرم افزاری بومی جهت اجرای ارزیابی های مناسب بودن برای سرویس دهی (ffs) مطابق با استاندارد ذکر شده برای عیوب hic و تاول تهیه شود. به منظور بررسی آسیب hic و تاول در صنعت، مطالعه موردی در ارتباط با عیوب موجود در لوله ای در واحد تصفیه آب ترش پالایشگاه آبادان صورت گرفت. جهت شناسایی نواحی تخریب هیدروژنی از آزمون آلتراسونیک غوطه وری استفاده شد که نتایج این آزمون به صورت دیاگرام هایی نواحی آسیب دیده را مشخص نمود. همچنین بررسی های ماکرو و میکرو از نواحی ترک هیدروژنی انجام شد. نتایج بازرسی های صورت گرفته روی نمونه لوله معیوب موجود، ورودی های نرم افزار تهیه شده را فراهم کرد که در نهایت اطلاعات خروجی از نرم افزار، مناسب بودن برای سرویس دهی لوله بر اساس معیارهای پذیرش استاندارد مورد تأیید قرار گرفت. کلمات کلیدی: ارزیابی مناسب بودن برای سرویس دهی (ffs)، نرم افزار ffs، استاندارد api 579، ترک ناشی از هیدروژن (hic)، تاول هیدروژنی

در این پایان نامه، میراگرهای الکترومغناطیسی با جریان های گردابی بررسی می شود. نخست پایه های نظری و قوانین فیزیکی حاکم بر میراگرهای الکترومغناطیسی بررسی می شود. سپس نشان داده می شود که برای برخی از هندسه های منظم مانند آهن رباهای تخت چهارگوش و گرد با شدت میدان مغناطیسی یکنواخت و صفحه هادی تخت دارای حرکت طولی، و نیز آهن رباهای استوانه ای هم مرکز دارای میدان مغناطیسی شعاعی یکنواخت و رویه هادی استوانه ای هم مرکز با آنها و دارای حرکت محوری، پاسخ تحلیلی به شکل بسته برای چگالی جریان های گردابی و نیروی میرایی و ضریب میرایی وجود دارد. برای هندسه های نامبرده، پاسخ های تحلیلی به دست آمد و اثر شکل و ابعاد صفحه هادی و آهن رباها بر جریان های گردابی، نیروی میرایی، و ضریب میرایی به صورت پارامتری بررسی شد. از این بررسی پارامتری، شکل بهینه صفحه هادی و آهن ربا برای رسیدن به بیشترین نیروی میرایی و ضریب میرایی به دست آمد. نتایج نشان می دهد که برای آهن ربای چهارگوش، شکل بهینه برای نسبت اندازه 4/1 است. یعنی برای بیشترین نیروی میرایی، بایستی بعد آهن ربا عمود بر حرکت صفحه هادی،4/1برابر بعد آن در راستای حرکت باشد. هم چنین نتایج نشان می دهد که آهن ربای گرد، هم سنگ با آهن ربای چهارگوش مربعی با همان سطح مقطع است. دیده شد که بیشترین بازدهی میرایی مربوط به آهن رباهای استوانه ای هم مرکز با میدان شعاعی است. برای آهن رباهای استوانه ای هم مرکز و رویه هادی استوانه ای هم مرکز با آنها، اثر افزایش تعداد قطب ها و چیدمان های محوری، شعاعی به سمت مرکز، شعاعی به بیرون از مرکز، و ترکیب های تناوبی از این چیدمان ها را در نرم افزار ansys 12 شبیه سازی و نتایج به دست آمده با نتایج نمونه از منابع مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که بیشترین بازده میرایی، برای ترکیب آهن رباهای محوری و شعاعی یک در میان با تناوب سمت است. هم چنین یک نمونه آزمایشی از این چیدمان با اندازه های دقیق ساخته شده است تا در آینده بتوان نتایج شبیه سازی عددی را با آزمایش مقایسه کرد.

در این پروژه روش های تحلیل مودال سازه هایی که از چند زیرسازه تشکیل شده اند بررسی شده است. از جمله این روش ها روش سنتز مودها است که ابتدا بطور مختصر تاریخچه فعالیت هایی که در این زمینه تا کنون انجام شده است بررسی شده و سپس الگوریتم های مختلف این روش مورد مطالعه قرار گرفته است. از جمله این الگوریتم ها روش سطوح مشترک ثابت و روش سطوح مشترک آزاد است طوریکه روش اول با دقت بیشتر و تنها برای داده های تحلیلی مورد استفاده قرار می گیرد، در حالیکه روش دوم تلفیقی از روش تجربی و تحلیلی بوده و در آن می توان مستقیماً از داده های تجربی تست استفاده نمود. در این روش ها ابتدا سازه را به زیرسازه های تشکیل دهنده آن تقسیم نموده و خواص مودال زیرسازه ها استخراج می شود و سپس با استفاده از آنها می توان خواص مودال سازه کل را بدست آورد. از مهم ترین فواید این روش می توان به کاهش حجم محاسبات و همچنین سهولت در انجام تست مودال سازه های بزرگ و پیچیده اشاره نمود، همچنین با استفاده از این روش امکان انجام تست و تحلیل های موازی فراهم می آید.

کوتاه بودن فواصل دوره های بازرسی و تعمیرات سبب تحمیل هزینه های سنگین بر شرکت ها و کارفرمایان می گردد که عمدتاً این هزینه ها به علت از مدار خارج شدن سیستم ها در طول مدت انجام بازرسی ها می باشند. از طرف دیگر با تعویض قطعات بخاطر انقضای عمر طراحی ، ممکن است قطعاتی از مدار خدماتی خارج گردند که هنوز عمر واقعی آنها به پایان نرسیده است. دانستن اینکه چه میزان از عمر مفید قطعه باقی مانده است در پرهیز از خرابی های ناگهانی و نیز زمان بندی برنامه های بازرسی و تعویض قطعات می تواند بسیار مفید باشد. همچنین اپراتور می تواند با نتایج روش های تخمین عمر، برای به دست آوردن بیشترین عمر خدماتی قطعات، شرایط کاری را بهینه سازی کند. در این پایان نامه پس از مروری مختصر بر روش های تخمین عمر آنی قطعات داغ و انتخاب تکنیک مبتنی بر طراحی احتمالی، به عنوان روش تخمین عمر پره متحرک توربین توربوشارژر مدل hs 5800، طراحی آزمایشات بر اساس 8 سطح توان کاری لوکوموتیو انجام گردیده است. مدل هندسی پره چرخ توربین و پره نازل از طریق cmm ایجاد شده است. برای به دست آوردن وضعیت دمایی وتنشی پره توربین در هر یک از توان های کاری لوکوموتیو، تحلیل های سیالاتی و حرارتی-تنشی انجام شده و بر مبنای نتایج به دست آمده از این تحلیل ها ، خرابی خزشی و خستگی در پره توربین محاسبه گردیده است. نتایج نشان می دهند که خزش به عنوان مکانیزم خرابی مطرح نبوده و خستگی حرارتی عامل اصلی ایجاد تنش و خرابی خواهد بود.

سازه های کامپوزیتی در حوزه سازه های پیشرفته و نوین در طراحی مهندسی می باشند و به دلیل اینکه ویژگی هایی چون نسبت استحکام بالا،مقاومت در مقابل خوردگی،امکان ساخت قطعات با اشکال پیچیده،تنوع مواد و روش های ساخت و امکان ترکیب خواص بهینه را دارند،از نظر بررسی و طراحی و ساخت برای قطعات تحت بارگذاری دینامیکی و ضربه ای ضرورت پیدا می کنند. مواد فولادی و آلومینیومی به دلیل چگالی بالا در حوزه های مهندسی کاربردهایشان را در حال کاهش می بینند.مسئله ای که در طراحی سازه ها مطرح می شود، مسئله کاهش هزینه حمل و نقل می باشد و به این دلیل کاهش وزن سازه مقوله مهم در طراحی می باشد.در عمل دیده شده است که سازه های فلزی به دلیل نیاز به اتصالات ،در مقابل ضربه و بار گذاری دینامیکی رفتار ایمن از خود نشان نمی دهد و این مورد در کامپوزیت ها به دلیل کاهش اتصالات، کمتر دیده می شود.در این تحقیق،به بررسی عددی به روش اجزای محدود، پدیده برخورد بر روی سازه های کامپوزیتی از جنس گرافیت-اپوکسی پرداخته شده است. هدف نهایی که در این پایان نامه مورد توجه قرار گرفته است، بررسی رفتار کامپوزیت ها با اشکال مختلف در مقابل پدیده ضربه می باشد. در فصل اول به مطالعه مواد کامپوزیتی و انواع مختلف و خواص آنها پرداخته شده است.در فصل دوم به بررسی عددی پدیده برخورد بر روی ورق های کامپوزیتی با اشکال هندسی متفاوت که همه آنها دارای وزن و ماده یکسانی با چیدمان لایه ای یکسان می باشند،پرداخته شده است و بهترین شکل هندسی که بتواند کمترین تنش و کرنش و نیروی تماسی را در اثر برخورد گلوله شاهد باشد،یافت می گردد. در فصل سوم با یافتن بهترین شکل هندسی که در فصل دوم انجام شد،انواع چیدمان لایه ای آزمایش عددی می گردد و بهترین چیدمان لایه ای برای میل یافتن به کمترین تنش و کرنش و نیروی تماسی انجام می گردد.در فصل چهارم مدل آلومینیومی با در نظر گرفتن شکل هندسی که در فصل دوم یافت شده است مورد تحلیل قرار می گیرد و با بهترین مدل یافت شده کامپوزیتی در فصل سوم مقایسه می گردد.در فصل پنجم به بررسی پدیده برخورد بر روی سازه کامپوزیتی متشکل از آلومنیوم و گرافیت-اپوکسی با در نظر گرفتن شکل هندسی که در فصل دوم به عنوان بهترین شکل یافت شد،پرداخته می شود و با مدل فصل چهارم و بهترین مدل فصل سوم مورد مقایسه قرار می گیرد .در فصل ششم با الهام از نتایج بدست آمده در فصول قبل به نتیجه گیری و بیان پیشنهاد برای افزایش کارایی سازه کامپوزیتی پرداخته شده است. در فصل دوم این پایان نامه دیده می شود که در بین اشکال با هندسه های گوناگون که تحت اثر ضربه گلوله کروی قرار گرفته اند،سطح مقطع مثلثی متساوی الاضلاع دارای راندمان بالاتری از لحاظ حفظ پایداری سازه با در نظر گرفتن معیارهای کرنش متوسط و تنش متوسط می باشد.در فصل سوم دیده می شود که چیدمان با لایه هایی که زاویه بندی الیاف تغییر می کند و الیاف زوایای عمود بر هم را می سازند،راندمان و کارایی بالاتری از لحاظ حفظ پایداری سازه با در نظر گرفتن معیارهای کرنش متوسط و تنش متوسط از خود نشان می دهند.در دو فصل جهارم و پنجم دیده می شود افزودن لایه های آلومینیومی به نحوی که در وزن نهایی سازه تغییری ایجاد نشود،راندمان و کارایی سازه را در مقابل اثر ضربه از لحاظ حفظ پایداری سازه با در نظر گرفتن معیارهای کرنش متوسط و تنش متوسط افزایش می دهد. در زمینه حل های عددی که به روش المان محدود صورت گرفته است،این نکته قابل توجه می باشد که تمانی حل ها بر اساس حل حالت گذار با در نظر گرفتن تمامی ماتریس های سختی سازه انجام شده است و با سعی و خطا زمان برخورد تا همگرایی جواب ادامه یافته است.حل تمامی قسمت ها به روش غیر خطی و در حوزه تغییر شکل های بزرگ صورت گرفته است.