تحليل كمانش ورق های مدورمركب ارتوتروپ با استفاده از نرم افزار المان محدود

تحليل كمانش ورق های مدورمركب ارتوتروپ با استفاده از نرم افزار المان محدود

نوع فایل: wordقابل ویرایش 55 صفحهمقدمه:كامپوزيت به موادي اطلاق مي شود كه در ساختار آن بيش از يك جز ماده استفاده شده باشد. در اين مواد اجزاء مختلف خواص فيزيكي و شيميايي خود را حفظ كرده و در نهايت ماده اي حاصل مي شود كه داراي خواص بهينه اي مي باشد. اين خواص در تك تك مواد شركت كننده به صورت مجزاء و در همه حالت ها وجود ندارد.تعريف جامع كامپوزيت را به صورت زير مي توان ارائه داد.دو ماده غير يكسان كه در صورت تركيب، ماده‌حاصله از تك تك مواد قوي‌تر باشد.كامپوزيتها همه بصورت طبيعي و همه به صورت مصنوعي ساخته مي شوند.چوب مثال خوبي از يك كامپوزيت طبيعي است. چون تركيبي از الياف سلولزي و ليگنين مي باشد. الياف سلولزي استحكام را ايجاد مي كند و ليگنين چسبي است كه الياف را به هم مي چسباند و پايدار مي كند.بامبويا ني خيز ران، يك سازه كامپوزيتي چوبي بسيار كارآمد مي باشد. اجزاء بامبو همان سلولز و ليگنين مي باشد با اين تفاوت كه بامبو توخالي است و اين امر باعث مي شود سازه سفت و سبك حاصل شود. چوبهاي بلند ماهيگيري كامپوزيتي و چوبهاي گلف، كپي شده از اين طرح طبيعي هستند.از جمله مواد كامپوزيت مصنوعي كه به دست انسان ساخته شده مي توان موارد زير را نام برد.آجرهاي خشتي كه اولين بار توسط مصريان بكار رفت و تركيبي از گل و كاه مي‌باشد.تخته چندتايي كه تركيبي از ورقهاي نازك چوب و چسب مي باشد.بتن مسلح كه تركيبي از فولاد و بتن مي باشد. فولاد به لحاظ ساختار مكانيكي در مقابل كشش قوي بوده و بتن ماده اي است كه داراي استحكام فشاري بالا مي باشد. با تركيب اين دو ماده، سازه اي بوجود مي آيد كه در مقابل كشش و فشار قابليت بالايي از تحمل را از خود نشان مي دهد.تاير اتومبيل تركيبي است از مخلوط لاستيك و تقويت كننده هايي نظير فولاد، نايلون، آراميد يا ديگر الياف. لاستيك به عنوان ماتريس عمل مي كند و تقويت كننده را در جاي خود نگه مي دارد. ماتريس چسبي است كه الياف را در جاي خود نگه مي دارد.با توجه به آنچه بيان گرديد و با توجه به مثالهاي بالا شايد تعريف كامپوزيتها در عين كامل بودن بسيار عمومي به نظر رسد.تعريف پيشرفته مواد كامپوزيت كه در اين نيز بكار مي رود به صورت زير مي باشد. تركيبي از الياف تقويت كننده و يك ماتريس پليمري به عنوان رزين. به عنوان مثال مي توان رزين پلي استروالياف تقويت كننده فايبر گلاسرا نام برد.در ادامه در مورد الياف و ماتريسها به صورت جداگانه صحبت خواهد شد.فهرست مطالب:فصل اولمقدمه اي بر مواد مركب1-1- كامپوزيت چيست؟1-2- مزاياي كامپوزيتهااستحكام ويژه بالاوزن مخصوص كممقاومت به خوردگي بالاانعطاف پذيري طراحيسرمايه گذاري نسبتاً كم1-3- محدوديتهاي كامپوزيتها1-4- تاريخچه صنعت كامپوزيتها1-5- فازهاي كامپوزيتي و تقسيم بندي كامپوزيتها1-6- خواص كامپوزيتها1-7- مقاومت كامپوزيتهاي ليفيفصل دومماتريسها (رزين‌ها)2-1- ماتريسها2-2- پليمريزاسيون1- پليمر شدن تراكمييا پليمرشدن مرحله‌اي2- پليمر شدن افزايشي يا پليمر شدن زنجيره‌اي2-3- پليمرهاي گرما سختو گرما نرم2-4- رزينهاي ترموپلاستيك (گرما نرم)2-5- رزينهاي گرما سخت (ترموست)2-6- نقش ماتريس2-7- رزينهاي اپوكسي2-8- معايب رزينهاي اپوكسي2-9- تقسيم بندي انواع تجاري رزينهاي اپوكسي2-10- رزينهاي پلي استر غيراشباع2-11- انواع رزينهاي پلي استر تجاري1- رزينهاي با كيفيت پايين سطحي2- رزينهاي سطحي3- رزينهاي مقاوم در مقابل مواد شيميايي4- رزينهاي مقاوم در مقابل اشتعال5- رزينهاي انعطاف پذير6- رزينها با انتشار استايرن پايين2-12- خصوصيات رزينهاي پلي استر2-13- معايب رزينهاي پلي استر غيراشباع2-14- رزينهاي فنوليك2-15- خواص وكاربردهاي رزينهاي فنوليك2-16- معايب و محدوديتهاي رزينهاي فنوليك2-17- ماتريسهاي فلزيفصل سومالياف (تقويت كننده‌ها)3-1- تقويت كننده ها3-2- تقويت كننده هاي ليفي3-3- الياف شيشه3-4- مزيتهاي اصلي الياف شيشه3-5- عيوب اصلي الياف شيشه3-6- سايز الياف3-7- آهار3-8- خواص الياف شيشه3-9- الياف پيشرفته3-10- الياف بور3-11- خواص و كاربرد الياف بور3-12- الياف سيليكون كاربيد3-13- الياف سيلسيم كاربيد3-14- الياف آلومينا3-15- الياف كربن و گرافيت3-16- الياف كربن3-17- خواص الياف كربن وگرافيت3-18- كامپوزيتهاي كربن و گرافيت3-19- مزيتهاي اصلي الياف كربن3-20- بحث ميكروسكوپي در مورد الياف كربن3-21- الياف آراميد يا پلي آميدهاي حلقوي3-22- خصوصيات آراميدها3-23- الياف پلي اتيلن3-24- الياف سراميكي3-25- مقايسه الياف مختلففصل چهارمساخت مواد مركب4-1- فرايندهاي ساخت كامپوزيتها4-2- قالب گيري باز4-3- قالب گيري بسته4-4- تقسيم بندي براساس حجم توليدتوليد در حجم كمتوليد در حجم متوسطتوليد در حجم بالا4-5- تعاريف فرايند قالب گيري بازفرايند لايه گذاري دستيفرايند لايه گذاري پاششي4-6- تعاريف بكار بردن رزينكاربرد رزين به صورت مكانيكي4-7- روش لايه گذاري دستيتشريح فرايندقالبهامزيتهاي اصلي4-8- روش پاشش توسط پيستولهتشريح فرايندقالبهامزيت اصلي4-9- فيلامنت و ايندينگتشريح فرايندقالبهامزيت اصلي4-10- قالبگيري فشاريتشريح فرايندقالبها:مزيت اصلي4-11- روش كششيتشريح فرايندقالبهامزيت اصلي4-12- قالبگيري با كيسه خلاءتشريح فرايندقالبهامزيت اصلي4-13- فرايند تزريق در خلاءتشريح فرايندقالبهامزيت اصلي4-14- قالبگيري به روش انتقال رزين (RTM)تشريح فرايندقالبهامزيت اصليفصل پنجمكاربرد كامپوزيتها5-1- مقدمه5-2- صنايع حمل و نقل جاده اي5-3- استفاده از مواد كامپوزيت در ساختتانكهاي جنگي و سلاح5-4- كاربرد كامپوزيتها در صنايع هوا- فضا5-5- استفاده در ساخت فضاپيماها5-6- استفاده كامپوزيتها در صنايع حمل و نقل ريلي5-7- كاربرد كامپوزيتها در واحدهاي شيميايي5-8- كامپوزيتها در صنعت دريايي5-9- صنايع الكتريكي5-10- صنعت هسته ايفصل ششمتئوري حاكم بر موادمركب6-1- مقدمه6-2- رفتار ماكرومكانيك يك لايه6-3- ثابتهاي مهندسي براي مواد ارتوتروپ6-4- جهت گيري الياف در مواد مركب6-5- استحكام در مواد مركب6-6- تئوريهاي شكست در حالت دو محوري برمواد ارتوتروپ6-7- تئوري تنش حداكثر6-8- معيار كرنش حداكثر6-9- تئوري Tsai-Hill6-10- تئوري Tsai-Wuفصل هفتمكمانش پوسته ها و مباحثتئوري مربوط به آن7-1- مقدمه7-2- معادلات غيرخطي تعادل ورقمعادلات حاكمه تعادل ورقفصل هشتمآشنايي با المان محدودو نرم افزار ANSYS8-1- مقدمه8-2- مسائل مهندسي8-3- روشهاي عددي8-4- تاريخچه اي كوتاه بر روش المانمحدود و نرم افزار ANSYS8-5- مراحل اصلي در روش المان محدودمرحله پيش پردازشمرحله حل كردنمرحله پردازش تكميلي8-6- توابع شكل (Shap Function)8-7- تقسيم بندي يك ناحيه به تعداديالمان براي المانهاي يك بعدي8-8- معرفي توابع شكل براي يك المان خطي8-9- خواص توابع شكل8-10- المان درجه دومفصل نهممدلسازي مواد مركب در ANSYS 5.49-1- مقدمه9-2- مدلسازي مواد مركب در روش h-method9-3- المان Shell 919-4- المان Shell 99فرضيات و محدوديتها9-5- المان Solid 46فرضيات و محدوديتها9-7- روش تعريف ساختارهاي لايه اي9-8-روش تعريف خصوصيات هر لايه بطور جداگانه9-9- تفاوت روش p-method / h-method9-10- روش تحليل كمانش در نرم افزار ANSYSروش غيرخطيروش خطي9-11- نكاتي در مورد مش بندي توسط نرمافزار ANSYS1- مش بندي آزاد يا Freeمزاياي مش بندي آزادمعايب مش بندي آزاد2- مش بندي دستي يا Mappedمزاياي مش بندي دستيمعايب مش بندي دستي9-12- نكاتي در مورد تحليل كمانشروش اول: Sub Spaceروش دوم: Reduce9-13- تحليل ورق هاي دايره اي شكل درنرم افزار ANSYSمرحله اول: انتخاب المان لايه ايمرحله سوم: تغيير مقادير ثابتمرحله پنجم: مش بنديمرحله ششم: بارگذاري و تعريف شرايط مرزيمرحله هفتم: حل مسئله كمانشمرحله هشتم: مشاهده نتايج9-14- حل مساله كمانش توسط دستورات APDL9-15- برنامه APDL براي حل مساله كمانشفصل دهمنتايج10-1- مقدمه10-2- ملاحظاتفصل يازدهمنتيجه‌گيري وپيشنهاداتبراي ادامه‌كار11-1- مقدمه11-2- نقش ضخامت بر بارهاي حاصل ازكمانش1- الزامات طراحي2- محدوديتهاي طراحي11-3- نقش مدولهاي الاستيسيته11-4- زاويه الياف و تاثير آن در كمانش11-5- پيشنهاد براي ادامه كارمراجعمنابع و مأخذ:1- مواد كامپوزيت با نگرش بر روشهاي نوين آناليز حرارتي- تاليف مهندس رضا فيروز بخش.2- Engineered Material Hand Book – Composites3- Mechanics of Composite Material by Jones4- ANSYS Help5- دوره آموزشي ساخت كامپوزيتها فايبرگلاسها، كامپوزيتهاي كربني، مترجم: مهندس مسعود اسماعيلي.6- بررسي رفتار پس از كمانش ورقهاي كامپوزيت با تغيير مكان برشي، پايان نامه كارشناسي ارشد دانشگاه شريف. توسط: پژمان صالح ايزد خواست.7- تحليل به روش المان محدود: مترجمين مهدي محبي، روزبه پناهي.8- تحليل المان محدود به كمك ANSYS: تاليف محمدرضا شعبانعلي.9- ANSYS: تاليف محمدرضا جاهد مطلق، محمدرضا نوبان، محمد امين اشراقي.