دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
دانشکده مکانیک
پایاننامه کارشناسی ارشد
گرایش سازه و بدنه خودرو
عنوان :
بررسی تغییر رفتار ارتعاشی در اثر گنجاندن الیاف مواد حافظهدار در ورقهای کامپوزیتی بدنه خودرو
اساتید راهنما :
دکتر محمد شرعیات – دکتر علیاصغر جعفری
شهریور ماه 88
چکیده
در سالهای اخیر، بسیاری از محققان توجه خود را به رده خاصی از مواد یعنی مواد حافظه دار تخصیص داده اند. توانایی جذب و کنترل ارتعاشات به طور فعال و یا غیر فعال، به ترتیب متأثر از ویژگی های حافظه شکلی و اتلاف انرژی هیسترزیس ناشی از مشخصه های شبه الاستیک این موارد می باشد. همچنین استفاده از مواد کامپوزیتی در دهه های اخیر رشد پیوسته ای داشته است. اگرچه مواد کامپوزیتی کاربردهای فراوانی در این زمان دارد ولی همچنان تحقیقات گسترده ای به منظور توسعه این شاخه می شود. مواد و تکنولوژیهای جدیدی که بوجود آمده اند کاربردهای پیشرفته تری را برای مواد کامپوزیتی ارائه نموده اند. یکی از این کاربردهای جدید، تلفیق مواد کامپوزیتی با مواد حافظه دار می باشد.
در این تحقیق، ابتدا به ویژگی ها و کاربردهای آلیاژهای حافظه دار و معرفی موضوع تحقیق پرداخته شده و سپس از یک الگوریتم کامپیوتری برای شبیه سازی نمودار تنش کرنش تجربی مواد [1]SMA استفاده شده است. در این الگوریتم متغییر کنترلی، کرنش می باشد. خروجی این الگوریتم، کسر حجمی مارتنزیت می باشد که برای محاسبه مقدار مدول الاستیک مورد استفاده قرار می گیرد. این الگوریتم، قادر به پیش بینی رفتار شبه الاستیک در حلقه های خارجی و داخلی هیسترزیس انرژی می باشد.
ابتدا، با استفاده از این الگوریتم رفتار خمشی ورق کامپوزیتی تقویت شده توسط فیبر حافظه دار، مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این کار، از روش المان محدود و تئوری برشی مرتبه اول در روابط غیر خطی فون کارمن استفاده شده است. در این بخش، اثر پارامترهای مختلف ورق، از جمله درصد حجمی فیبر حافظه دار، انواع چیدمان لایه های کامپوزیتی، نسبت منظری و انواع شرایط مرزی بر رفتار خمشی و تنشهای وارده به ورق کامپوزیتی تقویت شده توسط فیبرهای حافظه دار مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین رفتار خمشی ورق کامپوزیتی دارای فیبرهای فلزی معمولی با ورق کامپوزیتی دارای فیبرهای حافظه دار مقایسه شده است. در ادامه، برای تحلیل دینامیکی ورق کامپوزیتی تقویت شده توسط فیبرهای حافظه دار از روش مستقیم انتگرال زمانی نیومارک[2] استفاده می شود و اثرات حافظه دار بودن بر تغییر رفتار ارتعاشی ورق در دو بار پله و هارمونیک مورد بررسی قرار می گیرد.
در پایان، نتایج بخش های مختلف تحقیق مرور گردیده و در راستای موضوع تحقیق، پیشنهاداتی برای تحقیقات بعدی ارائه می گردند.
فهرست مطالب
1 مقدمه و مروری بر کارهای گذشته. 1
1.1 مقدمه 2
1.2 پیشینه تحقیق.. 3
1.3 معرفی موضوع تحقیق.. 6
1.4 فرضیه های تحقیق.. 7
1.5 مراحل انجام تحقیق.. 8
1.6 اهداف مهم و نوآوریهای تحقیق کنونی.. 8
1.7 مروری بر فصلهای ارائه شده 9
2 روابط پایه مواد. 10
2.1 مقدمه 11
2.2 مواد کامپوزیت… 11
2.3 نقش کامپوزیت در صنعت خودروسازی.. 12
2.4 مقدمه ای بر آلیاژهای حافظه دار 15
2.5 ویژگیها و کاربردهای آلیاژهای حافظه دار 18
2.6 خاصیت حافظه دار بودن.. 18
2.7 خاصیت سوپرالاستیسیته(فوق‌کشسانی) 21
2.8 قابلیت استهلاک… 23
2.9 انواع آلیاژهای حافظه دار 24
2.10 روابط پایه در مواد کامپوزیت… 25
2.10.1 روابط حاکم برای تنش صفحه ای.. 25
2.10.2 انواع تئوریهای موجود برای سازه ها 27
2.10.3 تئوری مرتبه اول برای صفحات کامپوزیتی.. 28
2.10.4 فاکتور تصحیح برشی.. 31
2.10.5 میکرومکانیک یک تک لایه تک جهته. 32
2.11 روابط پایه مواد حافظه دار 34
2.11.1 مدلهای میکرو 35
2.11.2 مدلهای میکرو – ماکرو 35
2.11.3 مدلهای ماکرو 35
2.11.4 مدل فوق کشسان آریچیو (1997) 35
2.11.5 مدل فوق کشسان آریچیو (2003) 36
2.11.6 مدل شبه‌الاستیک ترمومکانیکی کالت (2001) 36
2.11.7 مدل شبه‌الاستیک سیلک (2002) 37
2.11.8 مدل شبه‌الاستیک رزنر (2002) 37
2.11.9 بارگذاری و باربرداری نسبی.. 38
3 فرمولبندی روابط حاکم بر ورق کامپوزیتی تقویت شده با الیاف حافظه دار. 43
3.1 روابط کرنش – تغییر مکان.. 44
3.2 تئوریهای تغییر شکل برشی مرتبه بالا. 45
3.3 تئوری مرتبه اول برشی (میندلین – رایزنر) 46
3.4 مدلسازی المان محدود. 48
3.4.1 المانهای سرندیپیتی.. 48
3.5 معادلات حرکت… 50
3.6 شرایط مرزی.. 52
4 روشهای حل عددی معادلات حاکم بر رفتار استاتیکی و دینامیکی ورقهای حافظه دار. 53
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند