دانشکده­ی مهندسی مکانیک

پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد در رشته­ ی

مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی)

طراحی مواد سلولی، با حداکثر سختی و حداقل ضرایب انبساط حرارتی، با استفاده از بهینه­سازی توپولوژی

استادان راهنما

دکتر محمد رحیم نامی

دکتر محمد حسن کدیور

خرداد ماه 1394

چکیده

مواد­ سلولی، اغلب متشکل از ریزساختارهایی، به نام سلول پایه­اند که این سلول­های پایه به­طور متناوب در ماده تکرار می­شوند. تغییرات خواص مواد ­سلولی را می­توان ناشی از تغییر در شکل و نحوه­ی توزیع مواد، در درون سلول پایه­ی آن­ها دانست. لذا تعیین دقیق­تر نحوه­ی توزیع مواد در درون سلول پایه، می­تواند موجب بهبود عملکرد این مواد به­منظور هدفی خاص گردد. این کار را می­توان با کمک بهینه­سازی توپولوژی انجام داد.

در این پایان­نامه، سلول پایه­ای برای یک ماده الاستیک و همسانگرد طراحی شده است که حداکثر سختی و یا حداقل ضرایب انبساط حرارتی موثر را داشته باشد. به­منظور تخمین خواص موثر سلول پایه از روش انرژی کرنشی استفاده شده است. به­منظور اطمینان از صحت نتایج، پاسخ­ها با باندهای معتبر موجود مقایسه شده اند. پژوهش حاضر گامی نو در استفاده همزمان روش انرژی کرنشی و روش بهینه­سازی تکاملی دوجهته در طراحی مواد ­سلولی محسوب می­شود، همچنین در این پژوهش نشان داده می­شود که بکارگیری همزمان روش­های نامبرده، نسبت به روش­هایی که پیشتر به این منظور به­کار گرفته می­شدند، از حجم محاسبات تا حدود زیادی کاسته است.
فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                                  صفحه
1   مقدمه    11
1-1   پیش درآمد    2
1-2   بیان مسأله و روش ها    4
1-3   اهداف تحقیق    7
1-4   اهمیت و ضرورت تحقیق    8
1-5   فصل بندی پایان نامه    10
2   پیشینه تحقیق    12
2-1   پیشینه تخمین خواص موادمرکب    12
2-2   پیشینه بهینه سازی توپولوژی    15
2-3   پیشینه بهینه سازی ریزساختارهای مواد سلولی    24
3   تئوری    27
3-1   مقدمه    27
3-2   روش بهینه سازی توپولوژی دوجهته – مرگ نرم    29
3-2-1   بیان مسأله    29
3-2-2   تعیین حساسیت بهبودیافته    31
3-2-3   همگرایی پاسخ ها    33
3-2-4   نرخ تکامل و معیار همگرایی    33
3-2-5   چارت روش بهینه سازی تکاملی دوجهته    35
3-3   روش انرژی کرنشی    37
3-3-1   مقدمه    37
3-3-2   روش انرژی کرنشی    40
3-3-3   تعیین ماتریس موثر الاستیک    42
3-3-4   پیش بینی ضرایب انبساط حرارتی موثر:    47
4   بهینه سازی توپولوژی ریزساختارهای مواد سلولی با هدف حداکثرسازی سختی    54
4-1   مقدمه    54
4-2   خواص موثر الاستیک    55
4-3   ماده ی سلولی    56
4-4   فرمول بندی    58
4-5   آنالیز حساسیت    59
4-6   تعیین توپولوژی سلول پایه    60
4-7   مدل سازی    62
4-7-1   مقدمه    62
4-7-2   مدل دو بعدی    62
4-7-3  مدل سه بعدی    73
5   بهینه سازی توپولوژی ریزساختارهای مواد سلولی با هدف حداقل سازی ضرایب انبساط حرارتی موثر    79
5-1   مقدمه    79
5-2   محاسبه ضرایب انبساط حرارتی موثر    80
5-3   فرمول بندی    81
5-4   خواص موثر    81
5-5   مدل سازی    83
6    نتیجه گیری و پیشنهادات    89
6-1   نتیجه گیری    89
6-2   پیشنهادات    90
منابع    91

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: