فروشگاه فایل ها ، تحقیقات و پروژه های دانشجویی و دانش آموزی

دانلود فایل تحليل كمانش ورقهاي مدورمركب ارتوتروپ با استفاده از نرم افزار المان محدود 252 صفحه با فرمت WORD

فهرست مطالبعنوان صفحه

چكيده..................................................................................................................

فصل اول: مقدمه اي بر مواد مركب

1-1- كامپوزيت چيست؟....................................................................................... 2

1-2- مزاياي كامپوزيتها.......................................................................................... 4

1-3- محدوديتهاي كامپوزيتها................................................................................. 7

1-4- تاريخچه صنعت كامپوزيتها............................................................................ 8

1-5- فازهاي كامپوزيتي و تقسيم بندي كامپوزيتها..................................................... 10

1-6- خواص كامپوزيتها......................................................................................... 12

1-7- مقاومت كامپوزيتهاي ليفي............................................................................. 14

فصل دوم: ماتريسها (رزيتها)

2-1- ماتريسها...................................................................................................... 18

2-2- پليمريزاسيون............................................................................................... 19

2-3- پليمرهاي گرما سخت و گرما نرم................................................................... 20

2-4- رزينهاي ترموپلاستيك (گرما نرم)................................................................... 20

2-5- رزينها گرما سخت (ترموست)....................................................................... 21

2-6- نقش ماتريسها.............................................................................................. 22

2-7- رزينهاي اپوكسي.......................................................................................... 23

2-8- معايب رزينهاي اپوكسي................................................................................ 24

2-9- تقسيم بندي انواع تجاري رزينهاي اپوكسي...................................................... 24

2-10- رزينهاي پلي استر غيراشباع.......................................................................... 25

2-11- انواع رزينهاي پلي استر تجاري..................................................................... 26

2-12- خصوصيات رزينهاي پلي استر..................................................................... 28

2-13- معايب رزينهاي پلي استر غيراشباع................................................................ 28

2-14- رزينهاي فنوليك......................................................................................... 29

2-15- خواص و كاربردهاي رزينهاي فنوليك........................................................... 30

2-16- معايب و محدوديتهاي رزينهاي فنوليك......................................................... 30

2-17- ماتريسهاي فلزي........................................................................................ 31

عنوان صفحه

فصل سوم: الياف (تقويت كننده ها)

3-1- تقويت كننده ها............................................................................................ 33

3-2- تقويت كننده هاي ليفي................................................................................. 33

3-3- الياف شيشه.................................................................................................. 35

3-4- مزيتهاي اصلي الياف شيشه............................................................................ 35

3-5- عيوب اصلي الياف شيشه............................................................................... 36

3-6- سايز الياف................................................................................................... 38

3-7- آهار............................................................................................................ 39

3-8- خواص الياف شيشه...................................................................................... 40

3-9- الياف پيشرفته............................................................................................... 41

3-10- الياف بور................................................................................................... 42

3-11- خواص و كاربرد الياف بور.......................................................................... 43

3-12- الياف سيليكون كاربيد.................................................................................. 44

3-13- الياف سيلسيم كاربيد................................................................................... 44

3-14- الياف آلومينا............................................................................................... 45

3-15- الياف كربن وگرافيت.................................................................................. 46

3-16- الياف كربن................................................................................................ 46

3-17- خواص الياف كربن و گرافيت...................................................................... 48

3-18- كامپوزيتهاي كربن و گرافيت........................................................................ 48

3-19- مزيتهاي اصلي الياف كربن........................................................................... 49

3-20- بحث ميكروسكوپي در مورد الياف كربن....................................................... 49

3-21- الياف آراميد يا پلي آميدهاي حلقوي............................................................. 50

3-22- خصوصيات آراميدها................................................................................... 51

3-23- الياف پلي اتيلن.......................................................................................... 52

3-24- الياف سراميكي........................................................................................... 52

3-25- مقايسه الياف مختلف.................................................................................. 53

عنوان صفحه

فصل چهارم: ساخت مواد مركب

4-1- فرايندهاي ساخت كامپوزيتها.......................................................................... 56

4-2- قالب گيري باز............................................................................................. 56

4-3- قالب گيري بسته........................................................................................... 57

4-4- تقسيم بندي براساس حجم توليد.................................................................... 58

4-5- تعاريف فرايند قالب گيري باز........................................................................ 59

4-6-تعاريف بكار بردن رزين................................................................................. 59

4-7- روش لايه گذاري دستي................................................................................ 60

4-8- روش پاشش توسط پيستوله........................................................................... 62

4-9- فيلامنت وايندينگ........................................................................................ 63

4-10- قالب گيري فشاري..................................................................................... 66

4-11- روش كششي............................................................................................. 69

4-12- قالب گيري با كيسه خلاء............................................................................ 70

4-13- فرايند تزريق در خلاء................................................................................. 73

4-14- قالب گيري به روش انتقال رزين RTM......................................................... 74

فصل پنجم: كاربرد كامپوزيتها

5-1- مقدمه.......................................................................................................... 79

5-2- صنايع حمل و نقل جاده اي........................................................................... 79

5-3- استفاده از مواد كامپوزيت در ساخت تانكهاي جنگي و سلاح............................. 81

5-4- كاربرد كامپوزيتها در صنايع هوا فضا............................................................... 82

5-5- استفاده در ساخت فضاپيماها......................................................................... 84

5-6- استفاده كامپوزيتها در صنايع حمل و نقل ريلي................................................. 86

5-7- كاربرد كامپوزيتها در واحدهاي شيميايي.......................................................... 86

5-8- كامپوزيتها درصنعت دريايي........................................................................... 88

5-9- صنايع الكتريكي........................................................................................... 88

5-10- صنعت هسته اي......................................................................................... 89

فصل ششم: تئوري حاكم بر مواد مركب

6-1- مقدمه.......................................................................................................... 91

عنوان صفحه

6-2- رفتار ماكرومكانيك يك لايه........................................................................... 91

6-3- ثابتهاي مهندسي براي مواد ارتوتروپ.............................................................. 95

6-4- جهت گيري الياف در مواد مركب................................................................... 96

6-5- استحكام در مواد مركب................................................................................ 96

6-6- تئوريهاي شكست در حالت دو محوري بر مواد ارتوتروپ................................ 97

6-7- تئوري تنش حداكثر...................................................................................... 97

6-8- معيار كرنش حداكثر...................................................................................... 98

6-9- تئوري Tsai-Hill.......................................................................................... 99

6-10- تئوري Tsai-Wu........................................................................................ 101

فصل هفتم: كمانش پوسته ها و مباحث تئوري مربوط به آن

7-1- مقدمه.......................................................................................................... 104

7-2- معادلات غيرخطي تعادل ورق........................................................................ 106

فصل هشتم: آشنايي با المان محدود و نرم افزار ANSYS

8-1- مقدمه.......................................................................................................... 126

8-2- مسائل مهندسي............................................................................................ 126

8-3- روشهاي عددي............................................................................................ 127

8-4- تاريخچه اي كوتاه بر روش المان محدود و نرم افزار ANSYS.......................... 128

8-5- مراحل اصلي در روش المان محدود............................................................... 131

8-6- توابع شكل (Shape Function)...................................................................... 132

8-7- تقسيم بندي يك ناحيه به تعدادي المان براي المانهاي يك بعدي........................ 133

8-8- معرفي توابع شكل براي يك المان خطي.......................................................... 134

8-9- خواص توابع شكل....................................................................................... 145

8-10- المان درجه دوم......................................................................................... 136

فصل نهم: مدل سازي مواد مركب در ANSYS 5.4

9-1- مقدمه.......................................................................................................... 139

9-2- مدل سازي مواد مركب در روش h-method.................................................... 139

9-3- المان Sheel-91............................................................................................ 139

عنوان صفحه

9-4- المان Shel-99.............................................................................................. 141

9-5- المان Solid-46............................................................................................ 142

9-6- مدل سازي مواد مركب در روش p-method.................................................... 143

9-7- روش تعريف ساختارهاي لايه اي................................................................... 144

9-8- روش تعريف خصوصيات هر لايه بطور جداگانه.............................................. 144

9-9- تفاوت روش p-method / h-method............................................................. 144

9-10- روش تحليل كمانش در نرم افزار ANSYS................................................... 145

9-11- نكاتي در مورد مش بندي توسط نرم افزار ANSYS....................................... 145

9-12- نكاتي در مورد تحليل كمانش...................................................................... 148

9-13- تحليل ورق هاي دايره اي شكل در نرم افزار ANSYS................................... 149

9-14- حل مساله كمانش توسط دستورات APDL................................................... 160

9-15- برنامه APDL براي حل مساله كمانش.......................................................... 161

فصل دهم: نتايج

10-1- مقدمه........................................................................................................ 170

10-2- ملاحظات.................................................................................................. 170

فصل يازدهم: نتيجه گيري و پيشنهاد براي ادامه كار

11-1- مقدمه........................................................................................................ 247

11-2- نقش ضخامت بر بارهاي حاصل از كمانش.................................................... 247

11-3- نقش مدولهاي الاستيسيته............................................................................. 250

11-4- زاويه الياف و تاثير آن در كمانش.................................................................. 252

11-5- پيشنهاد براي ادامه كار................................................................................. 253

مراجع.................................................................................................................. 255

ضمائم................................................................................................................. 256

فهرست اشكال

عنوان صفحه

فصل اول: مقدمه اي بر مواد مركب

شكل 1-1: انواع مختلف كامپوزيتها.......................................................................... 12

شكل 1-2: نمودارهاي تنش- كرنش در زواياي مختلف............................................. 13

شكل 1-3: انواع مختلف تقويت كننده ها................................................................. 15

شكل 1-4: انواع مختلف الياف................................................................................ 16

فصل سوم: الياف (تقويت كننده ها)

شكل3-1: تنش- كرنش براي تقويت كنندگان مختلف............................................... 35

شكل3-2: تصاوير ميكروسكوپي از الياف برون اپوكسي............................................. 42

شكل 3-3: شكل الياف مختلف............................................................................... 54

فصل چهارم: ساخت مواد مركب

شكل 4-1: نحوه بافت در روش فيلامنت................................................................. 63

شكل 4-2: شماتيك دستگاه بافت فيلامنت............................................................... 64

شكل 4-3: دستگاه بافت فيلامنت............................................................................ 65

شكل 4-4: ماشين آلات بكار رفته در روش BMC.................................................... 66

شكل 4-5: ماشين آلات بكار رفته در روش SMC..................................................... 67

شكل 4-6: روش كششي........................................................................................ 69

شكل 4-7: ماشين آلات RTM................................................................................ 75

شكل 4-8: ماشين آلات بكار رفته در روش RTM..................................................... 76

فصل پنجم: كاربرد كامپوزيتها

شكل 5-1: كاربرد كامپوزيتها در بوئينگ 737-300.................................................... 82

شكل 5-2: پوسته موتور و نگهدارنده آن در بوئينگ 757............................................ 82

شكل 5-3: كاربرد كامپوزيتها در موتور راكتها............................................................ 85

فصل هفتم: كمانش پوسته هاو مباحث تئوري مربوط به آن

شكل 7-1: ورق مستطيلي تحت نيروي فشاري دو محوره........................................... 110

شكل 7-2: برايندهاي تنش و ممان بر روي يك المان از ورق..................................... 110

شكل 7-3: لايه هاي ورق....................................................................................... 117

عنوان صفحه

شكل 7-4: كوتاه شدگي لبه هاي ورق...................................................................... 117

فصل هشتم: آشنايي با المان محدود و نرم افزار ANSYS

شكل 8-1: كاربرد اوليه المان محدود....................................................................... 130

شكل 8-2: مدل سازي تير مخروطي تحت كشش به فنرهاي سري.............................. 130

شكل 8-3: تقسيم يك ناحيه به مناطق كوچكتر (گره ها و المانها)................................ 133

فصل نهم: مدل سازي مواد مركب در ANSYS 5.4

شكل 9-1:المان پوسته اي Shell-91 براي مدل سازي ورق ها و پوسته ها.................... 140

شكل 9-2: المان پوسته اي Shell-99 براي مدل سازي ورق ها و پوسته ها.................. 141

شكل 9-3: المان سه بعدي Solid-46 المان بندي مسائل سازه اي................................ 143

شكل 9-4: مش بندي آزاد...................................................................................... 146

شكل 9-5: استفاده از Smart Size براي ريز كردن مش بندي...................................... 146

شكل 9-6: مش بندي دستي................................................................................... 148

شكل 9-7: منوي انتخاب المان................................................................................ 150

شكل 9-8: منوي ويژگيهاي مكانيكي........................................................................ 151

شكل 9-9: منوي انتخاب تعداد لايه......................................................................... 152

شكل 9-10: منوي مربوط به ضخامت و زاويه الياف.................................................. 153

شكل 9-11: مدل سازي ورق.................................................................................. 153

شكل 9-12: منوي مش بندي.................................................................................. 155

شكل 9-13: ورق مش بندي شده از نماي ايزومتريك................................................ 156

شكل 9-14: فعال كردن منوي محاسبه ماتريس سختي................................................ 158

فصل دهم: نتايج

شكل 10-1: نماي روبرو- مود اول كمانش- كولار اپوكسي........................................ 172

شكل 10-2: نماي ايزومتريك- مود اول كمانش- كولار اپوكسي................................. 172

شكل 10-3: معادله رويه كمانش داده در مد اول........................................................ 173

شكل 10-4: نماي روبرو- مود دوم كمانش- كولار اپوكسي....................................... 174

شكل 10-5: نماي ايزومتريك- مود دوم كمانش- كولار اپوكسي................................. 174

شكل 10-6: معادله رويه كمانش داده در مود دوم...................................................... 175

شكل 10-7: معادله رويه كمانش داده در مود دوم...................................................... 176

عنوان صفحه

شكل 10-8: معادله رويه كمانش داده در مود دوم...................................................... 177

شكل 10-9: نماي روبرو- مود سوم كمانش- كولار اپوكسي....................................... 178

شكل 10-10: نماي ايرومتريك- مود سوم كمانش- كولار اپوكسي.............................. 178

شكل 10-11: نمايش رويه كمانش داده در مد سوم.................................................... 179

شكل 10-12: نمايش رويه كمانش داده در مد سوم.................................................... 180

شكل 10-13: نمايش رويه كمانش داده در مد سوم.................................................... 181

شكل 10-14: نماي روبرو- مد چهارم كمانش- كولار اپوكسي................................... 182

شكل 10-15: نماي ايزومتريك- مد چهارم كمانش- كولار اپوكسي............................. 182

شكل 10-16: معادله روي كمانش داده در مد چهارم................................................. 183

شكل 10-17: معادله روي كمانش داده در مد چهارم................................................. 184

شكل 10-18: معادله روي كمانش داده در مد چهارم................................................. 185

فهرست جداول

عنوان صفحه

فصل سوم: الياف (تقويت كننده ها)

جدول 3-1: انواع الياف شيشه تجاري- نام و نوع مواد موجود در ليف......................... 36

جدول 3-2: قطرهاي موجود الياف تجاري............................................................... 39

جدول 3-3: اتر دما بر استحكام الياف شيشه نوع E.................................................... 41

جدول 3-4: خواص الياف Sic................................................................................ 44

جدول 3-5: خواص بعضي از الياف آلومينا............................................................... 45

جدول 3-6: خواص بعضي از الياف كربن................................................................ 47

جدول 3-7: مهمترين خصوصيات تقويت كننده هاي با كارايي بالا............................... 53

فصل پنجم: كاربرد كامپوزيتها

جدول 5-1: برخي از خصوصيات كامپوزيتها و فلزات صنعتي..................................... 83

جدول 5-2: نمونه اي از اجزاء ساخته شده با كامپوزيت............................................. 84

فصل دهم: نتايج

جدول 10-1: ويژگيهاي مكانيكي كامپوزيتها.............................................................. 170

فصل يازدهم: نتيجه گيري و پيشنهاد براي ارائه كار

جدول 11-1: مقايسه بارهاي كمانش براي چهار ماده مركب در حالت زاويه‌اي90/0 با سه

ضريب P 5/0 و 1/0 و 015/0................................................................................. 248

جدول 11-2: نقش الياف در تغيير بارهاي كمانش..................................................... 252