پایان نامه تحلیل کرنش صفحات کامپوزیتی در تعامل سازه با سیال با روش المان محدود

توضیحات:

پروژه،پایان نامه مهندسی مکانیک با عنوان: تحلیل کرنش صفحات کامپوزیتی در تعامل سازه با سیال با روش المان محدود، در 100 صفحه بصورت کامل

نکته: ««« این پروژه بصورت انحصاری فقط در وبسایت fileok.ir به فروش می رسد. »»»

چکیده:

در این پایان‌نامه، کرنش در یک صفحه کامپوزیتی مستطیلی را در حالات مختلف از جمله تعامل با سیال (گاز و مایع) با استفاده از روش المان محدود بررسی می‌کنیم و با نیروی اعمالی حاصل از ضربه در طی زمان به سطح کامپوزیت کرنش های ایجاد شده در سطح را به دست می آوریم و برای این امر از نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده می کنیم و نتایج حاصله را با دیتاهای به دست آمده از آزمایش عملی بررسی و صحه گذاری می کنیم.

رشد استفاده از کامپوزیت ها در دکل کشتی، روبنای، تورهای عرشه، لوله کشی، داکت، سکان، ملخ‌ها پشته و سازه های مختلف زیردریایی نیاز به مدلسازی گسترده و آزمایش برای کمک به طراحان و سازندگان و اپراتورها برای درک بهتر پاسخ کامپوزیت در شرایط نیروی مختلف می دهد. این مواد در طول ساخت و عمر به طیف گسترده ای از بارگذاری ها قرار می گیرند. بارگذاری ها دینامیکی به روش ضربه ای ازجمله بارگذاری هایی که برای طرح کامپوزیت ها ایجاد نگرانی می‌کند.

فهرست مطالب:

چکیده    1

فصل اول : کلیات تحقیق

1- 1 مقدمه        2

1-2- کامپوزیت ها 3

1-3-تعریف مواد کامپوزیتی 4

1-4- مروری بر مطالعه گذشتگان     7

1-5-تاریخچه و مدل سازی کامپوزیت            13

1-6-ساخت کامپوزیتها      15

فصل دوم : مروری بر مکانیک ضربه و روش المان محدود

2-1-مقدمه         17

2-2-ضربه           17

2-3-ضربه و لزوم بررسی در سازه ها            18

2-4-انواع ضربه    18

2-5-نیروی برخورد 19

2-6- معادلات اساسی غیر ایزوتروپیک الاستیک خطی 23

2-7-روش حل المان محدود 30

2-8-فرمول بندی لاگرانژی   30

2-9-فرمول بندی ساده شده اویلری – لاگرانژی           32

فصل سوم : روش های حل مساله

3-1 مقدمه         33

3-2-روش المان محدود      33

3-3-روش اجزاء محدود       36

3-4-شبکه بندی دامنه      37

3-5-تشریح مساله           39

فصل چهارم : نتایج و بحث پیرامون آن

4-1 مقدمه         56

4-2-انواع المان در آباکوس  59

4-3-نتیجه گیری   72

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری

5-1  نتيجه‌گيري   74

منابع و مراجع      78

فهرست جداول

جدول (3- 1) : تراكم و چگالي انبساط نيرو در فيبر كربن و فولاد  41

جدول (3-2) : مقایسه مقاومت کششی      42

جدول (3-3) : ویژگی های کامپوزیتی           46

فهرست اشکال

شکل (1-1) : شرایط مختلف مرزی برای قطعه کامپوزیتی         3

شکل (1-2) : مولفه های تنش بر روی المان کوچکی از یک محیط پیوسته          24

شکل (2-1) : دستگاه مختصات مادی 1و2و3 و دستگاه مختصات مشترک x,y,z  ]24[        30

شکل (2-3) : لایه یک کامپوزیت 5 لایه         30

شکل (3-1) : سه شرط مرزی        40

شکل (3-2) : شبیه سازی در آباکوس          43

شکل (3-3) : مدلسازی سه قطعه  43

شکل (3-4) : ظرف زیر صفحه کامپوزیتی      44

شکل (3-5) : ظرف زیر صفحه کامپوزیتی      44

شکل (3-6) : نحوه وارد کردن جنس 45

شکل (3-7) : انتخاب ظروف            45

شکل (3-8 ) : ویژگی های کامپوزیت            47

شکل (3-9) : طراحی با نرم افزار     47

شکل (3-10) : ویژگی های کامپوزیت           48

شکل (3-11) : طراحی با نرم افزار   48

شکل (3-12) : طراحی با نرم افزار   49

شکل (3-13) : طراحی با نرم افزار   49

شکل (3-14) : طراحی با نرم افزار   50

شکل (3-15) : طراحی با نرم افزار   50

شکل (3-16) : طراحی با نرم افزار   51

شکل (3-17) : طراحی با نرم افزار   51

شکل(3-18 ) : طراحی با نرم افزار   52

شکل (3-19) : طراحی با نرم افزار   52

شکل (3-20 ) : طراحی با نرم افزار  53

شکل (3-21) : طراحی با نرم افزار   54

شکل (4-1) :نرم افزار آباکوس 6.14  59

شکل (4-2) : دسته بندی کلی المان ها در آباکوس    59

شکل (4-3) :تغییرات شکل در FSDT            60

شکل (4-4) : تفاوت المان های پوسته ای کانتینیوم با المان های پوسته ای معمولی       61

شکل (4-5) :محل قرار گیری استرین گیج ها  63

شکل (4-6) :مقایسه ی نیروهای ضربه ی خشک تحت شرایط ضربه مشابه        64

شکل (4-7) :الف- مقایسه نتایج عملی نیروهای ضربه بین حالت خشک  و نمونه های ضربه ی مرطوب air-backed   water-backed , ب- مقایسه نتایج شبیهسازی با آباکوس نیروهای ضربه بین حالت خشک  و نمونه های ضربه ی مرطوب air-backed   water-backed ,      65

شکل (4-8) : الف-مقایسه نتایج عملی فشار ها در طول محور x در حالت 1 بین ضربه های خشک , مرطوب air-backed و water-backed ب- مقایسه نتایج شبیهسازی آباکوس فشار ها در طول محور x در حالت 1 بین ضربه های خشک , مرطوب air-backed و water-backed            67

شکل (4-9) :مقایسه نتایج عملی فشارها در حالت 2 بین ضربه های خشک , مرطوب air-backed و water-backed  68

شکل (4-10) : مقایسه نتایج شبیهسازی با آباکوس فشارها در حالت 2 بین ضربه های خشک , مرطوب air-backed و water-backed  69

شکل (4-11) : الف-مقایسه نتایج عملی فشار های محورx در حالت 3 بین نمونه های ضربه خشک water-backed و air-backed,مرطوب ب- مقایسه نتایج شبیهسازی فشار های محورx در حالت 3 بین نمونه های ضربه خشک water-backed و air-backed,مرطوب            71

شکل (4-12) : مقایسه فشار های محور x در حالت4 بین نمونه های ضربه خشک water-backed و air-backed,مرطوب         72

شکل (5-1) : همگرایی نتایج عملی و شبیه سازی    76

شکل (5-2) : همگرایی نتایج عملی و شبیه سازی برای نیروی ضربه در حالتهای مختلف خشک و حالت مرطوب Water-backed و Air-backed  76