تحلیل تیر خمیدهFGM

در فصل اول این پروژه به آشنایی با مواد FGM پرداخته ایم سپس در فصل دوم با استفاده از روش اجزاء محدود، فرمول بندی جهت تحلیل غیرخطی هندسی تیرهای خمیده ارائه شده است

تحلیل تیر خمیدهFGM

در فصل اول این پروژه به آشنایی با مواد FGM پرداخته ایم سپس در فصل دوم با استفاده از روش اجزاء محدود، فرمول بندی جهت تحلیل غیرخطی هندسی تیرهای خمیده ارائه شده است. در فرمول بندی اجزاء محدود تابع شکل برای انحناء بجای تغییر مکانها معرفی شده است. المان تیر خمیده با قوسی از دایره معادل سازی شده و روابط کرنش-تغییر مکان غیرخطی در دستگاه مختصات قطبی نوشته شده است. با دردست داشتن روابط تنش-کرنش و معادلات تعادل، روابط کرنش-انحناء حاصل گردیده که با جانشینی روابط فوق در روابط کرنش-تغییر مکان معادلات دیفرانسیلی که مقادیر تغییر مکان را برحسب انحناء بیان می­دارد بدست آمده است. با در دست داشتن سه انحناء گرهی تابع شکلی از درجه دوم برای انحناء تعریف شده و با استفاده از آن مقادیر تغییر شکلها بر حسب انحناهای گرهی بیان گردیده است، به دنبال آن ماتریس انتقالی ارائه شده، که انحناء گرهی را با تغییر شکلهای گرهی مرتبط می­سازد. سپس انرژی کل المان خمیده به صورت تابعی از انحناء بیان و با کمینه سازی آن رابطه نیرو- تغییر شکل حاصل شده است. از آنجا که روش فوق قادر به منظور نمودن تغییر شکلهای بزرگ، و همچنین تاثیرات نیروهای غشائی و شعاعی در سختی عضو می­باشد، دیگر رابطه نیرو-تغییر شکل خطی نمی­باشد، بدین سبب روش تکرار نیوتن-رافسون جهت همگرایی جواب اختیار شده، و الگوریتمی بر این اساس ارائه گردیده است. با مطالعه چند مثال عددی و مقایسه نتایج بدست آمده با سایر مراجع نشان داده شده است که روش مذکور از دقت، سرعت و کارائی کافی برخوردار است.در فصل سوم تئوری کلاسیک مقاومت مصالح برای تحلیل دینامیکی تیرهای خمیده ضخیم در زمینه مواد تابعی مدرج (FGM) استنباط شده است. فرآیند استخراج شامل ساده سازی دستکاری جبری با استفاده از مفهوم تغییر مکان محور خنثی مواد است.همچنین مطالعات پارامتری بر روی فرکانس­های طبیعی برای نشان دادن تطبیق پذیری از فرمولهای اتخاذ شده با استفاده از راه حل دستی سری توانی ارائه شده است.

فهرست مطالب

چکیده 1

مقدمه 2

فصل اول: آشنایی با مواد FGM 3

(1-1تاریخچه مواد FGM 4

1-2) معرفی مواد تابعی مدرج FGM 5

فصل دوم: تحلیل تیرهای خمیده 13

1-2) معادلات انحنا-جابجایی در دستگاه مختصات قطبی 14

2-2) انتخاب تابع شکل 17

2-3) استخراج رابطه انحناء برحسب انحناهای گرهی 19

2-4) ماتریس انتقال بین انحناهای گرهی و جابجایی­های گرهی 20

2-5) معادله تعادل المان 21

2-6) مطالعات عددی 25

فصل سوم: تحلیل تیرهای خمیده FGM 28

3-1) فرضیه­ ها و تعاریف 29

3-2) معادلات سینماتیک،تنش و کرنش 30

3-3) نیروی محوری و خمشی لحظه­ ای در محور خنثی 31

3-4) ضریب برشی 32

3-5) معادلات حرکت 35

3-6) تحلیل عددی و مقایسه 36

3-7) مدلسازی تیر FGM در جهت ضخامت 44

نتیجه گیری 53

پیوست 1 54

پیوست 2 54

منابع و مراجع 56

فهرست جداول

جدول (1)- نتایج بررسی مثال1 25

جدول (2)- خواص مواد فلزی و سرامیکی 39

جدول (3)- مقایسه فرکانس­ مدلهای مختلف و روش­های عددی 40

جدول (4)- فرکانس انواع مختلف شرایط مرزی با تکیه گاه ساده 40

فهرست اشکال

شکل (1)- تصویر شماتیک ریزساختاری یک ماده تابعی مدرج متشکل از سرامیک-فلز 6

شکل (2)- عکس برداری از مقطع یک ماده تابعی مدرج از جنس Al/si توسط میکروسکوپ نوری 6

شکل (3)- تغییر خواص در برش عرضی پوسته یک صدف 7

شکل (4)- ماده تابعی مدرج با تغییر خواص تدریجی 8

شکل (5)- ماده تابعی مدرج با تغییر خواص پله­ای 8

شکل (6)- توزیع آهن و تنگستن در اثر حرارت 9

شکل (7)- حرارت دادن آهن و فولاد در ماکروویو به اندازه 950 درجه در زمان 3 دقیقه 9

شکل (8)- مولفه جابجائی گره­ای در ابتدا و انتها 14

شکل (9)- مولفه های انحنای گره­ای و بارهای خارجی المان 14

شکل (10)- المان تیر خمیده با درنظر گرفتن جهات قراردادی 15

شکل (11) –نتایج بررسی مثال (2) با 27

شکل (12)- طرحواره­ی یک تیر خمیده 29

شکل 13- طرحی از قوس کم عمق 40

شکل (14)- تغییرات فرکانس با پارامتر c/a با کمان قید شده در 41

شکل (15)- تغییرات فرکانسی با پارامتر c/a با کمان قید شده در 41

شکل (16)- تفاوت درصدی در دو شکل قبل 42

برچسب ها : تحلیل تیر خمیدهFGM , تیر خمیدهFGM , مواد FGM , تنش , کرنش , پروژه , تحقیق , مقاله , جزوه , پژوهش , دانلود پروژه , دانلود تحقیق , دانلود مقاله , دانلود جزوه , دانلود پژوهش

بررسی سنسورها و ترانسدیوسرها و کنترل صنعتی

عبارتهای تنش و كرنش غالباً در موقع استفاده با یكدیگر اشتباه می شوند و بنابراین لازم است در اینجا تعریف روشنی از این در كلمه بیان شود

بررسی سنسورها و ترانسدیوسرها و کنترل صنعتی

عبارتهای تنش و كرنش غالباً در موقع استفاده با یكدیگر اشتباه می شوند و بنابراین لازم است در اینجا تعریف روشنی از این در كلمه بیان شود.

كرنش نتیجه تنش است و به صورت تغییر نسبی ابعاد یك شی بیان می شود، بدین معنی كه تغیر بعد تقسیم بر بعد اصلی می شود، به گونه ای كه به عنوان مثال، از نظر طولی كرنش تغییرات طول تقسیم بر طول اصلی است. این كمیتی است كه یك عدد خالص بوده و حاصل تقسیم یك طول بر طول دیگر است و بنابراین دیمانسیون فیزیكی ندارد.

كرنش به روشی مشابه تغییر كمیت تقسیم بر كمیت اصلی را می توان برای اندازه گیری های سطح و یا حجم تعریف كرد به عنوان مثال، كرنش سطح، عبارتست از تغییر سطح تقسیم بر سطح اصلی و كرنش حجم، تغییرات حجم تقسیم بر حجم اصلی است.

در مقابل، تنش، عبارتست از تقسیم مقدار نیرو بر مقدار سطح. همانگونه كه درمورد یك سیم و یك میله در تنش كششس و یا فشای ، بهعنوان مثال، تنش كششی عبارت از نیروی وارده تقسیم بر سطحی كه نیرو به آن وارد می شود كه آن سطح،سطح مقطع سیم و یا میله است. درمورد موادی مانند مایعات و یا گازها، كه می توانند در تمام جهات به طور یكنواخت فشرده شوند، تنش كلی نیرو بر واحد سطح است كه همان فشار وارده است و كرنش تغییر حجم تقسیم بر حجم اصلی است. عمومی ترین ترانسدیوسرهای كرنش از نوع تنش مكانیكی كششی (Tensile mechanical stress) هستند. اندازه گیری كرنش، اجازه می دهد كه مقدار تنش با دانستن مدول الاستیك (Elastic modulus) قابل محاسبه باشد. تعریف هر نوع از ضریب كشسانی كرنش/ تنش است (كه دارای واحد تنش است،چون كرنش واحد فیزیكی ندارد) و كاربردی ترین مدول الاستیك ، مدول خطی یانگ ، مدول برشی (پیچش)و مدول بولك (فشار) است.

برای مقادیر كوچك كرنش مقدار كرنش متناسب با تنش است و مدول الاستیك كمیتی است كه نسبت كرنش/ تنش را در ناحیه الاستیك، بیان می كند، (قسمتی از نمودار كرنش- تنش كه خطی است) به عنوان مثال مدول یانگ نسبت كرنش كششی/ تنش كششی، به طور نمونه برای هر ماده به شكل سیم اندازه گیری می شود (شكل 1-1) روش اندازه گیری كلاسیك، هنوز هم در آزمایشگاه مدارس مورد استفاده قرار می گیرد و درآن از یك زوج سیم بلند استفاده می شود، كه یكی از آنها به بار وصل شده و به سیم دیگر یك ورنیه مدرج نصب می شود.

آشكارسازی و تبدیل تنش كششی در برگیرنده اندازه گیری تغییرات خصی كوچك طول یك نمونه است. این به وسیله اثر تغییرات دما، كه ایجاد انبساط و یا انقباض می‌كند كامل می شود. برای تغییرات حدود صفر تا 90 درجه سانتیگراد كه دمای محیط اطراف ماست، انبساط و انقباض طول در همان حدود اندازه تغییراتی كه توسط مقادیر زیادی فشار ایجاد می شود خواهد بود. بنابراین هر سیستمی برای آشكار سازی و اندازه گیری كرنش بایستی به نحوی طراحی شود كه اثرات دما بتواند جبران سازی شود.

قوانینی كه برای آشكار سازی كرنش خطی و یا سطحی استفاده می شود پیزورزیستیو و پیزو الكتریك نامیده می شوند.

فهرست مطالب:

فصل 1: کرنش و فشار -----------------------------------------------1

• کرنش مکانیکی-------------------------------------------2
• تداخل سنجی---------------------------------------------9
• روشهای فیبر نوری--------------------------------------13
• گیجهای فشار--------------------------------------------14
• فشار گازی کم-------------------------------------------21
• گیجهای یونیزاسیون--------------------------------------23
• استفاده از ترانسدیوسر-----------------------------------26

فصل 2: موقعیت ، جهت ، فاصله و حرکت---------------------------28

• موقعیت ------------------------------------------------29
• جهت---------------------------------------------------30
• اندازه گیری فاصله – مقیاس وسیع-----------------------39
• فاصله پیموده شده---------------------------------------41
• سیستمهای شتاب سنج----------------------------------50
• دوران------------------------------------------------56

فصل 3: سنسورهای دما و ترانسدیوسرهای حرارتی----------------68

• گرما و دما-------------------------------------------69
• نوار بی متال-----------------------------------------70
• انبساط مایع و گاز ------------------------------------74
• ترموکوپلها-------------------------------------------76
• سنسورهای مقاومت فلزی----------------------------85
• ترمیستورها-----------------------------------------92
• تشخیص انرژی گرمایی تابشی-----------------------99
• آشکارسازهای پایروالکتریک------------------------100
• ترانسدیوسرهای حرارتی----------------------------103
• ترانسدیوسرهای حرارتی به الکتریکی---------------105

فصل 4: جامدات ، مایعات و گازها------------------------------108

• جرم و حجم----------------------------------------109
• سنسورهای الکترونیک---------------------------110
• آشکارسازهای مجاورتی--------------------------115
• سطح مایعات-------------------------------------130
• سنسورهای جریان مایع---------------------------133
• زمان سنجی--------------------------------------137
• گازها--------------------------------------------141
• ویسکوزیته (گران روی)--------------------------145

فصل 5: فرآیندها---------------------------------------------174

• فرآیندهای صنعتی--------------------------------175
• بررسی رفتارهای کلی فرآیندهای صنعتی----------194
• روشهای عملی تعیین تابع تبدیل فرآیندها-----------206

فصل 6: کنترل کننده ها--------------------------------------220

• کنترل کننده ها-----------------------------------221
• کنترل کننده ها از نظر انرژی محرکه-------------221
• کنترل کننده ها از نظر قانون کنترل---------------222
• اصل کلی ایجاد عملیات در کنترل کننده ها-------236
• کنترل کننده های الکتریکی---------------------237
• کنترل کننده های بادی--------------------------242
• کنترل کننده های هیدرولیکی--------------------261
• انتخاب کنترل کننده ها--------------------------290
• تنظیم کنترل کننده ها---------------------------294
• جبرانسازی در سیستمهای کنترل صنعتی--------307

فصل 7: عناصر نهایی و محرک ها-------------------------319

• شیرها-----------------------------------------321
• محرک ها-------------------------------------329
• تثبیت کننده شیر-------------------------------343
• شیرهای مخصوص----------------------------348
• تقویت کننده ها---------------------------------353

مراجع

برچسب ها : بررسی سنسورها و ترانسدیوسرها و کنترل صنعتی , سنسورها , ترانسدیوسرها , کنترل صنعتی , تنش , کرنش , کرنش مکانیکی , بررسی سنسورها و ترانسدیوسرها و کنترل صنعتی , تحقیق , پژوهش , پروژه , مقاله , دانلود تحقیق , دانلود پژوهش , دانلود پروژه , دانلود مقاله

خصوصیات نیرو های داخلی و تنش به همراه ترجمه

محتویات بصورت ووورد و قابل ویرایش محتویات بصورت ووورد و قابل ویرایش تانسور تنش وقتی که یک نیروی خارجی بر یک جسم صلب وارد می شود اتمها یا ملکولهای آن را حرکت داده و باعث می شود از هم فاصله بگیرند می توان فرض کرد که اتمها به طور کامل از هم فاصله نمی گیرند ( اگر بار به اندازه کافی کوچک باشد ) زیرا آنها در مقابل نیروی خارجی وارد شده نیروی

خصوصیات نیرو های داخلی و تنش به همراه ترجمه

تانسور تنش :

وقتی که یک نیروی خارجی بر یک جسم صلب وارد می شود اتمها یا ملکولهای آن را حرکت داده و باعث می شود از هم فاصله بگیرند .

می توان فرض کرد که اتمها به طور کامل از هم فاصله نمی گیرند ( اگر بار به اندازه کافی کوچک باشد ) زیرا آنها در مقابل نیروی خارجی وارد شده نیروی داخلی ایجاد می کنند که در برابر با وارد شده مقاومت می کند تا جسم به تعادل برسد . اگر نیروی داخلی نتواند در مقابل نیروی خارجی وارد شده مقاومت کند جسم ترک بر می دارد یا می شکند . با اینکه نیروی داخلی متناسب با اتمها یا ملکولهای درون جسم است ولی مطالعه تغییر شکل مکانیکی به وسیله علم اتم شناسی خیلی پیچیده است ( گر چه بعضی از افراد توانسته اند این کار را انجام دهند ) بنابراین ما خیلی از فرضهایی را که به کار می بریم قبول می کنیم و تحت این فرضها جزیئات اتمی جسم را نادیده گرفته و در عوض یک جسم صلب را درنظر گرفته به شرط اینکه آن جسم جامد باشد .

در اصل نظریه ما فقط برای مقیاس طول که خیلی بزرگتر از فاصله ی اتمی می باشد معتعبر باقی می ماند .

حالا یک جسم استوانه ای مانند را در نظر بگیرید که نیروی خارجی F  مانند شکل ( 1) بر آن وارد می شود

اجازه بدهید فرض کنیم که استوانه در مقابل نیروی وارد شده نمی شکند . همان طور که می بینید درون استوانه یک نیروی داخلی به وجود می آید که در مقابل نیروی وارد شده مقاومت می کند .

اجازه دهید که ما یک برش فرضی که عمود بر محور استوانه و نیروی وارد شده است و طرف راست بیضی را به طرف چپ آن متصل می کند را به وجود بیاوریم .شکل (2)

فرض کنید که در طول برش همه چیز یکنواخت و مناسب باشد پس ما انتظار داریم که در سطح برش همه نقاط با مقدار نیروی مساوی در مقابل نیروی وارد شده مقاومت کنند پس داریم

که A   مساحت سطح مقطع بیضی است

اکنون فرض کنید که جسم یکنواخت و مناسب نباشد . مثلاً شاید بعضی از عوامل به طور جزیی استوانه را ساییده باشند در این حالت ما انتظار نداریم که همه نقاط روی سطح استوانه با یک نیروی مساوی در برابر نیروی وارد شده مقاومت کنند . و بدین ترتیب بعضی از قسمتها ممکن است مقاومت بیشتر و بعضی مقاومت کمتر نشان دهند . بنابر این تنش را با یک قائده کلی تعمیم می دهیم .

ما ناحیه کوچک    A ,Δ  را از روی سطح برش خورده بر می داریم و به طریقی مقدار  ,ΔF    نیروی مقاومت کننده ای قسمت را پیدا می کنیم . پس تنش در این ناحیه را می توان به صورت زیر نوشت

ما سپس می توانیم تشخیص دهیم که اگر ناحیه کوچک  را کوچکتر و کوچکتر بسازیم و معادل نیروی داخلی         را  پیدا کنیم و روی تعریف تنش در آن نقطه متمرکز شویم  داریم که :

توجه کنید وقتی من می گویم  مساحت به سمت صفر میل می کند منظورم این نیست که واقعاً صفر است وقتی ما می خواهیم یک ناحیه کوچک را تفسیر کنیم منظور ما مقداری از یک ناحیه است که در مقایسه با مقیاس طول بسیار کوچک باشد .

نکته بعدی در مورد نیروهای برداری که دارای جهت و بزرگی هستند ما باید فرمول را کاملتر بنویسیم

حالا تنش ناحیه ما به صورت برداری است . حال ما با توجه به مفهوم تنش از نیروهای داخلی کمک می گیریم .

آیا ما درست پیش می رویم ؟

برچسب ها : خصوصیات نیرو های داخلی و تنش به همراه ترجمه , تنش , نیرو , نیروهای داخلی , تنش داخلی , کرنش , مقاله , پژوهش , تحقیق , پروژه , دانلود مقاله , دانلود پژوهش , دانلود تحقیق , دانلود پروژه , مقاله خصوصیات نیرو های داخلی و تنش به همراه ترجمه , پژوهش خصوصیات نیرو های داخلی و تنش به همراه ترجمه , تحقیق خصوصیات نیرو های داخلی و تنش به همراه ترجمه , پروژه خصوصیات نیرو های داخلی و تنش به همراه ترجمه