توضیحات

 عنوان تحقیق: بررسی تیر روی بسترهای الاستیک

• چکیده
• فصل اول: پیشینه پژوهش
• فصل دوم: انواع تیرها و بسترهای الاستیک
•  تعریف تیر
•  انواع تیرها در سازه‌های فولادی
•  تیر از نظر شرایط تکیه‌گاهی
•  تیرهای لانه زنبوری
•  دال‌های مركب (كامپوزیت)
•  تیرها و ورق‌های کامپوزیتی
•  رفتار مواد و انواع بسترهای الاستیک
• فصل سوم: کاربردهای صنعتی
•  مشخصات و کاربرد ورق‌های فولادی
•  کاربرد ورق‌های کامپوزیتی
•  کاربردهای صنعتی تیرها و ورق‌ها در صنایع مختلف
•  کاربرد تیرها در شناورها و صنعت کشتی‌سازی
• فصل چهارم: معادلات حاکم
•  استخراج معادله غیرخطی حرکت تیر بر بستر الاستیک غیرخطی
•  معادلات تیر غیرخطی بر بستر الاستیک
•  معادلات تیر اویلر برنولی غیرمحلی بر بستر الاستیک پاسترناک
• منابع

چکیده

در این سمینار تحلیل دینامیکی تیر از جنس ماده مرکب و معمولی روی بستر الاستیک تعمیم یافته که تحت اثر بار متمرکز متحرک و نیروی محوری مطالعه شده است. برای از بین بردن اثر مرزی تیر متناهی فرض می‌شود، که تیر تا بی‌نهایت گسترده شده باشد. سرعت حرکت بار و خصوصیات هندسی و مکانیکی تیر در طول آن ثابت است. ورق‌ها یکی از المان‌های مهم در سازه‌های مهندسی همواره مورد توجه محققان قرار گرفته است، کاربرد گسترده آنها در صنایع مختلف از جمله هوافضا (بدنه هواپیما) ، کشتی‌سازی (بدنه قایق‌ها و کشتی‌ها و تاسیسات فرا ساحلی)، راکتورها، ساختمان‌سازی (پی‌های پیش ساخته و سبک) و دیگر صنایع نیاز به تحلیل رفتار مکانیکی آنها را پدید می‌آورد. به همین منظور تا‌کنون روش‌های مختلفی برای تحلیل آنها از جمله تئوری الاستیسیته بوجود آمده که اگر چه روش پایه‌ای و دقیق محسوب می‌شود، اما به دلیل تحلیل‌های سه‌ بعدی با پیچیدگی‌ها و دشواری‌هایی همراه است.

فصل اول: پیشینه پژوهش

تحلیل دینامیکی تیرها تحت بار متحرک زمانی مورد توجه قرارگرفت که سرعت و وزن خودروها و قطارها به‌طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یافت. تیرها یکی از مهمترین اجزاء سازه‌هایی مانند ریل‌های راه‌آهن، پل‌ها و جرثقیل‌های سقفی می‌باشند که همواره تحت تاثیر بار متحرک هستند. از طرفی به دلیل وزن کم و استحکام بالای تیرهای مرکب، کاربردهای عملی بسیار زیادی داشته و اهمیت زیادی در طراحی مهندسی دارند. در زمینه تحلیل دینامیکی انواع تیرهای ایزوتروپ روی بسترهای الاستیک و ویسکوالاستیک تحت تاثیر بار متحرک کارهای زیادی انجام شده که از جمله اولین کارهای انجام شده می‌توان به پاسخ دینامیکی تیر تیموشنکو روی بستر ویسکوالاستیک تحت تاثیر توزیع بار متحرک نوسانی اشاره کرد ]1[. در این مرجع با استفاده از تبدیل فوریه مختلط نامتناهی معادلات دیفرانسیل حرکت حل شده و خیز، ممان خمشی و نیروی برشی برحسب فاصله از بار متحرک محاسبه شده‌اند. همچنین اثر سرعت بار و فرکانس روی پاسخ تیر بررسی شده است.

چن و همکاران ]2[ ماتریس سختی دینامیکی تیر تیموشنکو روی بستر ویسکوالاستیک تحت بار متحرک نوسانی مطالعه شده است. این ماتریس سختی دینامیکی در اصل تابعی از سرعت و فرکانس بار متحرک است. در این مرجع سرعت و فرکانس بحرانی محاسبه شده و پاسخ دینامیکی ریل اروپایی تحت تاثیر بار متحرک نوسانی به‌دست آمده است.

مواد مرکب کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف از جمله هوافضا، اتومبیل‌سازی، کشتی‌سازی و صنایع دیگر دارند. تاکنون تحقیقات بسیاری برای تحلیل ورق‌ها و تیرها از جنس مواد مرکب تحت بارگذاری‌های مختلف صورت گرفته است. در برخی از این پژوهش‌ها به تحلیل ورق‌ها تحت بارگذاری ضربه‌ای پرداخته شده که می‌توان به پژوهش یانگ و چانگ ]3[ در سال 1989 که با روش المان محدود صورت گرفته و یا پژوهش آبراموویچ و گرانوالد ]4[ که به‌صورت آزمایشگاهی انجام شده، اشاره نمود.

از جمله تحقیقات انجام شده پیرامون تحلیل ستون‌ها، پژوهش آری‌گور و همکارانش ]5[ برای به‌دست آوردن پاسخ دینامیکی یک ستون تحت بار ضربه محوری می‌باشد. در این مطالعه که به‌صورت تئوری و آزمایشگاهی انجام شده است، ستون با نقص هندسی اولیه در نظر گرفته شده و معیاری هم برای کمانش دینامیکی تعریف شده است.

واس و جی ]6[ کمانش ستون در اثر بار ضربه‌ای را در حالت خطی بررسی کرده‌اند. با حل هم‌زمان معادله موج و معادله تیر اویلر- برنولی، اثر انتشار موج نیز در محاسبات لحاظ شده است. تأثیر جرم و سرعت برخورد کننده بررسی شده و نتایج نشان می‌دهد که جرم برخورد کننده تأثیر بسیاری بر زمان کمانش دارد، در صورتی که سرعت برخورد کننده تأثیر چندانی بر روی این کمیت ندارد. واس و جی ]7[ جابجایی عرضی یک تیر باریک و با نقص هندسی اولیه را تحت بارگذاری ضربه‌ای محوری بررسی کردند. در این مطالعه، تأثیر نقص هندسی اولیه بر رفتار ستون بررسی شده است.

لا ]8[ در سال 2002 به بررسی مشخصه‌های ارتعاشی در تیرهای کامپوزیتی با الیاف حافظه‌دار جاسازی شده در آن با شرایط مرزی مختلف پرداخت. او با معرفی یک مدل تئوری ساده، فرکانس‌های طبیعی سازه را قبل و بعد از تحریک الیاف حافظه‌دار مورد ارزیابی قرار داد. همچنین نسبت‌های میرایی تیرهای کامپوزیتی الیاف حافظه‌دار را به‌صورت آزمایشگاهی بررسی کرد. لا و همکاران ]9[ در سال 2002 به بررسی کنترل فرکانس‌های طبیعی تیر کامپوزیتی پرداختند.

لیو و همکاران ]10[ در سال 2004 یک شبیه‌سازی عددی برای رفتار شبه‌الاستیک تیر تحت بارهای استاتیک ترمودینامیکی با استفاده از مدل بنیادین سه‌بعدی آلیاژ حافظه‌دار، ارائه کردند. کنگ و همکاران ]11[ در سال 2007 پاسخ ضربه‌ی کامپوزیت شیشه/اپوکسی با الیاف حافظه‌دار جاسازی شده در آن را که در معرض ضربه‌ی سرعت پایین قرار گرفته در دماهای مختلف ارزیابی نمودند. نی و همکاران ]12[ در سال 2007، سفتی و مشخصه‌های ارتعاشی تیر کامپوزیتی با الیاف حافظه‌دار کوتاه جاسازی شده در آن را مورد بررسی قرار دادند. آنها به این نتیجه رسیدند که با اضافه کردن این الیاف، مشخصه‌های ارتعاشی تیر کامپوزیتی بهبود می‌یابد.

لی و هوا ]13[ در سال 2010، مشخصه‌های ارتعاشات آزاد تیرهای الاستیک را با در نظر گرفتن تغییر شکل برشی تحت شرایط مرزی مختلف مورد بررسی قرار دادند. آنها معادله‌های حاکم بر تیرهای الاستیک را با استفاده از اصل همیلتون استخراج کردند و همچنین با به‌کارگیری روش سفتی دینامیک، فرکانس‌های طبیعی و شکل‌های مود را به‌دست آوردند. رغوان و همکاران ]14[ در سال 2010، الیاف حافظه‌دار سوپرالاستیک را به منظور افزایش ظرفیت و چقرمگی ماتریس پلیمری امکان‌سنجی کردند.

طاهری و همکاران ]15[ در سال 2014 مدل ساختاری برای حالت شبه‌الاستیک تحت بار کششی- پیچشی غیریکنواخت به‌دست آوردند. خانجانی و همکاران ]16[ در سال 2015، به تحلیل دینامیکی غیرخطی یک پانل ساندویچی استوانه‌ای با الیاف حافظه‌دار جاسازی شده در آن پرداختند. عبداللهی و همکاران ]17[ در سال 2015 به بررسی پایداری حرارتی غیرخطی تیر کامپوزیتی با الیاف حافظه‌‌دار پرداختند. آنها با در نظر گرفتن نظریه تیر تیموشنکو و بستر الاستیک غیرخطی، معادله‌های حاکم را استخراج کرده و با استفاده از روش عددی تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته، به حل این معادله‌‌ها پرداختند.

چوی و همکاران ]18[ به منظور بررسی دمپینگ در فیلم‌های فلزی نازک، سیستم اندازه‌گیری دینامیکی جدیدی را گسترش دادند. آنها با استفاده از مدل جامد خطی استاندارد و مدل خزش، اثر دمپینگ در فیلم‌های آلومینیومی نازک را بررسی کردند. بیرگیر و همکاران ]19[ به منظور اندازه‌گیری تغییر شکل وابسته به زمان در میکرو سیستم‌های الکترومکانیکی فلزی، یک روش آزمایشگاهی را ارائه دادند. آنها نشان دادند که در طول فرایند بار برداری 95 درصد کرنش بلافاصله و به‌طور آنی به‌صورت الاستیک برگشت‌پذیر بوده و در مدت زمان 6 ساعت تغییر شکل باقیمانده 25 نانومتر به‌طور کاملاً برگشت‌پذیر به حالت اولیه رسیده و هیچ تغییر شکل ماندگاری در سیستم مشاهده نشد.

بکر و همکاران ]20[ رفتار الاستیک و انالاستیک مواد در ابعاد کوچک را مطالعه کردند. آنها نتیجه گرفتند که در ابعاد نزدیک اندازه اتم‌ها، تغییر شکل الاستیک در سازه غیرحساس بوده ولی رفتار انالاستیک کاملاً چشمگیر می‌باشد. بسیاری از مواد پلیمری، سرامیکی و فلزی دارای اثر حافظه‌داری هستند و استفاده از این مواد به شدت بستگی به ویژگی‌های برگشت‌پذیری آنها دارد. گال و همکاران ]21[ استفاده از فیلم‌های نازک پلیمری حافظه‌دار در سیستم‌های الکترومکانیکی را بررسی کردند. در کار آنها برگشت‌پذیری کامل وابسته به زمان در فیلم‌های پلیمری حافظه‌دار برای همه دماها و بارگذاری‌ها مشاهده شد.

اثر شدید وابستگی به اندازه بر رفتار استاتیکی و دینامیکی میکرو تیرهای با رفتار الکترواستاتیکی توسط صادقی و همکاران ]22[ مطالعه شد. آنها از تئوری کوپل تنش بهبود یافته به منظور مطالعه اثر اندازه استفاده کردند. راحلی و همکاران ]23[ ناپایداری دینامیکی و ارتعاشات غیرخطی میکرو تیر تحت تحریک الکترواستاتیک با لایه‌های پیزوالکتریک را بررسی کردند. آنها نشان دادند که افزایش غیر خطینگی موجب کاهش دامنه پاسخ زمانی می‌شود. تاثیر رفتار وابسته به اندازه میکرو تیر غوطه‌ور در سیال تراکم ناپذیر تحت تحریک الکترواستاتیک توسط اعتمادی و همکاران ]24[ مطالعه شد. آنها نشان دادند که اعمال تئوری کوپل تنش و افزایش اندازه پارامتر مشخصه طولی باعث سفت‌تر شدن سیستم و متعاقب آن کاهش دامنه ارتعاشی و شیفت نمودارهای پاسخ فرکانسی می‌شود.

همچنین دیده می‌شود که بعضی از محققان به مطالعه سازه‌های مهندسی با رفتار ویسکو‌الاستیک و با در نظرگرفتن تئوری غیرموضعی پرداخته‌اند. لی و همکاران ]25[ به مطالعه رفتار دینامیک خطی تیر ویسکوالاستیک اویلر-برنولی با تئوری غیر موضعی پرداخته‌اند. در کار آنها از مدل کلوین-وییت به منظور مدل کردن رفتار ویسکوالاستیک استفاده شده بود و با استفاده از مدل‌های ویسکوالاستیک استاندارد سه پارامتری و تئوری غیرموضعی تیر اویلر-برنولی، معادلات حاکم بر حرکت نانوتیرها استخراج شده بود. همچنین آنها تحلیل مشابهی را برای تیرهای تیموشنکو انجام دادند ]26[.

 تنگ و هو ]27[ با استفاده از مدل راس کروین آنگار به مطالعه اثرات فرکانس طبیعی بر روی مشخصه‌ای دمپینگ تیرهای ویسکوالاستیک چند لایه پرداختند. فریسول ]28[ و همکاران با استفاده از مدل المان محدود، تیرهای ویسکو‌الاستیک را با تئوری غیر موضعی و با شرایط مرزی مختلف تحلیل کردند.

عموشاهی و ازهری ]29[ با استفاده از فرمول‌بندی المان محدود، تغییر شکل و کمانش ورق‌های ویسکوالاستیک با شرایط مرزی مختلف را مطالعه کردند. آنالیز ارتعاشات آزاد ورق‌های دایره‌ای ویسکوالاستیک قرار گرفته بر روری یک بستر الاستیک در مرزهای ورق، توسط شرعیات و همکاران ]30[ مطالعه شد. در کار آنها خواص ماده ویسکوالاستیک در راستای ضخامت و شعاع ورق به‌طور مشابه تغییر می‌کند.

صالحی و انصاری ]31[ در یک مطالعه جامع به بررسی کمانش تیرهای ویسکوالاستیک اویلر-برنولی و تیموشنکو پرداختند. در کار آنها برای تیر تینوشنکو بار وابسته به زمان در راستای محوری و برای تیر اویلر-برنولی ترکیب بارهای محوری و عرضی وابسته به زمان در نظر گرفته شده بود. مانوویچ و کولاکسکی ]32[ تحریک آزاد و اجباری تیرهای اویلر-برنولی و تیموشنکو را با رفتار ویسکوالاستیک که از قانون وویت پیروی می‌کند، مطالعه کردند. آنها تاثیر انعطلف‌پذیری برشی و ضریب ویسکوزیته را بر روی فرکانس‌های طبیعی و فاکتور تقویت دینامیکی را بررسی کردند. آنها نشان دادند که انعطاف‌پذیری برشی به‌طور موثری فرکانس‌های طبیعی را تحت تاثیر قرار می‌دهد و منحنی‌های فرکانسی را کاهش داده و پیک رزونانس را شیفت می‌دهد.

همچنان که از تحقیقات انجام شده قبلی دیده می‌شود تعداد بسیار کمی از محققین به مطالعه دینامیک غیرخطی مواد ویسکوالاستیک پرداخته‌اند. چنگ و ژنگ ]33[ آنالیز دینامیکی غیرخطی ورق مستطیلی با ماده ویسکوالاستیک تحت بار پریودیک را مطالعه کردند. لیبرسکو و چاندرامانی ]34[ پایداری دینامیکی ورق‌های ایزوتروپیک با رفتار ویسکوالاستیک را مطالعه کردند. سان و ژنگ ]35[ به مطالعه رفتارهای آشوب ورق‌های ویسکوالاستیک تحت بار پریودیک درون صفحه‌ای پرداختند. آنها دریافتند که پایداری سازه با تنظیم پارامترهای ماده می‌تواند افزایش پیدا کند. فو و لو ]36[ براساس روابط الاستیسیته سه‌بعدی به آنالیز دینامیک غیرخطی ورق‌های چند لایه متقارن ویسکوالاستیک با وجود ترک عرضی در فاز زمینه پرداختند

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق