نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

---

---

---

---

---

در این مقاله اثر متقابل خاک و شمعهای منفرد در یک لایه خاک ویسکو الاستیک و همگن تحت ارتعاشات جانبی مورد مطالعه قرار میگیرد. مدل تحلیلی مورد استفاده در این تحقیق مبتنی بر تئوری تیر بر بستر ارتجاعی و مفهوم مدول عکس العمل دینامیک زمین است. برای این منظور مدول عکس­العمل دینامیکی زمین برای ارتعاشات هارمونیک دائمی با استفاده از یک مدل اجزاء محدود معروف به مرز عبور دهنده به صورت یک کمیت مختلط بدست آمده و عبارات تقریبی و ساده­ای برای محاسبه آن در محدوده پائین و بالای فرکانس ارائه میشوند. با استفاده از این روابط تقریبی، سختیهای دینامیکی افقی و چرخشی شمعهای منفرد با اتکاء انتهائی به صورت عبارات بسته بدست می­آیند و دقت آنها در مقایسه با نتایج تئوریک نشان داده میشوند. همچنین تعمیم مدل فوق برای مطالعۀ واکنش شمعها تحت اثر زلزله با استفاده از تکنیک زیر سازه ارائه میشود و روابط لازم برای محاسبۀ تغییر مکان و چرخش رأس شمع بدست می­آیند.

---

هدف مقاله حاضر فرموله کردن معادلات حاکم بر اثرات دینامیکی متقابل بین آب و اعضاء کم قطر قرار گرفته در آن، و نیز ارائه روش عددی مناسبی برای حل این معادلات میباشد. مدل تحلیلی بکار رفته بصورت پایه ای در نظر گرفته شده که قسمتی از آن در خاک و بخشی در آب قرار گرفته است. در قسمت فوقانی پایه جرم متمرکزی قرار گرفته و از حرکت چرخشی در آن نقطه بطور کامل جلوگیری شده است تا بدینطریق اثرات صلبیت زیاد عرشه بر پایه منظور گردد. پایه متشکل از مجموعه ای از المانهای تیر فرض شده، و اثرات نرمی خاک (اثرات متقابل بین قسمت مدفون پایه و خاک) با در نظر گرفتن سختی دینامیکی برای پایه در معادلات وارد شده است. نیروی هیدرودینامیکی ناشی از امواج و نیز حرکت پایه در آب، از طریق معادله موریسون تخمین زده شده است. با توجه به اینکه معادله مزبور دارای عبارت غیرخطی هم جهت با سرعت نسبی پایه و آب میباشد برای حل معادله از انتگرال گیری عددی استفاده شده است، که در آن سرعت سازه در هر مرحله با سرعت در مرحله قبل تخمین زده می شود. دقت این تقریب با مطالعات پارامتریک مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از مدل مزبور، نوسانات اسکله در مقابل امواج و نیز واکنش آن در مقابل زلزله مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از این مطالعه مشخص شده که حداکثر واکنش اسکله تحت اثر امواج هنگامی اتفاق می افتد که فرکانس موج با فرکانس سازه برابر باشد. همچنین با بررسی چند حالت محدود، ملاحظه شد واکنش یک اسکله خاص تحت اثر زلزله فقط بمقدار جزیی به وجود آب در اطراف پایه بستگی دارد و بنابراین هنگام تحلیل این نوع اسکله ها تحت اثر زلزله، در اغلب حالات می توان از اثرات وجود آب در اطراف پایه ها چشم پوشی کرد.

---

نظر به اینکه بسیاری از تأسیسات دریایی، نیروگاهها و ... بتنی میباشد، لذا بررسی خوردگی فولاد در بتن حائز اهمیت است. تکنیکهای الکتروشیمیائی با قدرت ترین روش ها برای تعیین خوردگی فولاد در بتن میباشند. با این همه استفاده از این روش ها در بتن بعلت مقاومت زیاد آن ایجاد اشکالاتی مینماید. این مطالعه، بعضی از نکات را در تعیین صحیح ثابتهای تافل از روی منحنی-های پلاریزاسیون و محاسبه میزان خوردگی روشن مینماید.

---

در این مقاله با بکارگیری تکنیک امپدانس جریان متناوب1 عملکرد پوشش پلی بیوتادین بر خوردگی فولاد در محلول آب نمک با غلظت 5/3% و در شرائط مختلف آماده سازی سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که برای تأسیسات دریائی استفاده از پوشش فوق به ضخامت 7 میکرون یا بیشتر روی سطوح آماده سازی شده بروش اکسید زدائی قلیائی مطلوب خواهد بود.

---

---

برای آنالیز تقریبی ارتعاش پایه ها در آب مدل خطی ساده از نوع اجزاء محدود ارائه می شود. مشخصات این مدل با مساوی قرار دادن کار نیروهای غیر خطی ارتعاش پایه در آب و کار نیروهای استهلاکی در مدل خطی نظیر بدست می آیند. در این مقاله مشخصات مدل خطی معادل به صورت روابط به فرم بسته ارائه شده و دقت آن مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتیجه این تحقیق نشان می دهد که به کمک مدل پیشنهادی تأثیر آب در ارتعاش پایه را می توان با افزایش جرم پایه و افزایش استهلاک ارتعاشات در نظر گرفت.

---

علی رغم اینکه فن های محوری کاربرد زیادی دارند، روشهای طراحی تدوین شده ای برای این نوع فن ها کمتر به چشم می خورد. خصوصاً در منابع داخلی، تاکنون روش مدونی برای طراحی فن های محوری با عملکرد بالا ارائه نگردیده است. در این مقاله سعی شده با استفاده از روش صفحات جریان، تئوری تعادل شعاعی با جریان از نوع دوران آزاد، و یک سری اطلاعات تجربی، روش نسبتاً جامعی ارائه گردد که براساس آن فن های محوری با و یا بدون پره های ساکن ورودی و خروجی عملاً طراحی گردند. مزیت این روش سادگی در عین جامع بودن، بالا بودن عملکرد و راندمان فن طراحی شده است. روش ارائه شده برای یک فن محوری مشخص که نمونه ساخته شده خارجی آن وجود دارد اعمال شده است و نتایج حاصل با فن موجود مقایسه گردیده است. ابعاد بدست آمده با ابعاد نمونه موجود کاملاً مطابقت داشته و منحنی های عملکرد این دو فن با حداکثر ده درصد اختلاف با یکدیگر مطابقت دارند.

---

پلهای کابلی ایستا یکی از سیستم های سازه های متداول برای پوشانیدن دهانه های 400-200 متر می باشند. کابلها در این پلها که نقش عمده در ظرفیت باربری آنها دارند مقادیر عمده ای از بار قائم را از روی عرشه پل گرفته و به برج انتقال می دهند. سختی کابلها در طول مسیر بارگذاری متغیر بوده و با نیروی محوری و طول آن بطور غیر خطی متناسب می باشند و باعث رفتار غیر خطی سیستم خواهد گردید. در این مقاله با استفاده از سری های فوریه و می نیمم کردن انرژی پتانسیل کل تحلیل خطی و غیرخطی این پلها انجام گرفته و آنالیز کامپیوتری بصورت دو روش "همگرایی تکراری" و "سختی نرمی" انجام گرفته و نتایج و سرعت همگرایی دو روش با یکدیگر مقایسه گردیده است. هم چنین نحوه قرار گرفتن کابلها که تفاوتهای فاحشی در رفتار خطی و غیر خطی ایجاد کرده و نتیجتاً تأثیر قابل ملاحظه ای روی باربری پل خواهد گذاشت مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

---

در این مقاله تحلیل نظری جهت پدیدۀ ایرونینگ برای اجسام غیر ایزترپ و با کارسختی Ludwick ارائه شده است. در این تئوری کار، هموژن، اصطکاک و کار غیر مفید منظور گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که توان در معادله سختی σ=Aε^n اثر قابل ملاحظه ای بر روی تنش کششی دیواره و بالاخره بار مورد نیاز در ایرونینگ دارد. اثر مقدار n بر فشار قالب نیز نسبتاً زیاد بوده و براساس این تئوری اصطکاک بین سنبه و استوانه و اصطکاکک بین قالب و استوانه فاکتور موثری در ایرونینگ به شمار می-رود. افزایش اصطکاک بین سنبه و استوانه کاهش تنش در دیواره و اثر افزایش اصطکاک قالب و استوانه افزایش تنش کششی در دیواره قالب را بهمراه دارد. اثر مقدار R بر روی تنش کششی دیواره و بار کل در پدیده چندان قابل ملاحظه نیست. زاویۀ Optimum (بار حداقل) در ایرونینگ نیز محاسبه گردیده است.

---

---

پژوهش های متعددی پیرامون چگونگی نشست زمین های غیرسنگی در اثر حفر تونل کم عمق در آنها انجام گرفته و گزارش شده اند. در تعدادی از این پژوهش ها کوشش شده است که تحلیل ریاضی این موضوع بسط داده شود، که معمولاً به روابط مفصل تئوری منجر شده است. در این مقاله نوعی تحلیل ریاضی ساده ارائه شده است که در عین حال خصوصیات فیزیکی خاک و نیز نتایج مشاهدات و اندازه گیری ها در تکمیل و تصحیح آن نقش اساسی داشته اند. نتایج حاصل از این تحلیل در سه زمینه قابل بررسی و داوری می باشد: فرم منحنی گسترش نشست سطح زمین در مقایسه با مقدار حداکثر آن در محور تقارن. چگونگی توزیع نشست درنقاط مختلف زمین در محدودۀ تحت تأثیر حفر تونل، و از جمله در امتداد محور قائم مار بر مرکز این تونل. مقادیر این نشست ها در مقایسه با نشست حداکثر که در تاج تونل (SC) اتفاق می افتد، بررسی شده است. چگونگی کاهش نسبت نشست حداکثر در سطح زمین به نشست تاج تونل در اثر افزایش عمق نسبی تونل.

---

در این تحقیق به بررسی اثر دوره عملیات حرارتی آستمپر کردن بر خواص مکانیکی و ساختار میکروسکپی چدنهای نشکنی با درصدهای متغیری از مس (بین 5/0 تا 2 درصد) پرداخته شده، جهت انجام این پژوهش ابتدا Y- بلوک هائی از جنس چدنهای نشکنی با درصدهای مختلفی از مس از طریق ریخته گری تهیه گردید و سپس با استفاده از آنها نمونه های متالوگرافی، کشش و ضربه ساخته شدند. نمونه های ساخته شده در دمای 890 درجه سانتیگراد بمدت یک ساعت آستنیته و سپس در دماهای 285، 335 و 375 درجه سانتیگراد بمدت زمانهای مختلف 15، 30، 75 و 150 دقیقه آستمپر گردیدند. نتایج حاصله نشان داد که چدن نشکنی با یک درصد مس که در دماهای 285 و 335 درجه سانتیگراد بمدت 75 دقیقه آستمپر شده مناسب ترین ترکیب خواص مکانیکی را، نسبت به سایر آلیاژهائی که در همان شرایط آستمپر گردیده اند، داراست و این درحالی است که در دمای آستمپر کردن 375 درجه سانتیگراد، آلیاژی با دو درصد مس که بمدت 30 دقیقه آستمپر شده از خود مناسب ترین خواص مکانیکی را نشان می دهد.

---

---

روش غیرمستقیم و با قاعده المان مرزی، بدنبال روند پس ماند وزن دار رشد و توسعه یافته است. در این روش، چگالی منبع فرضی که در معادلات انتگرالی ظاهر می شود، در سطحی که از مرز فیزیکی میدان جدا شده است، توزیع می شود. این روش به محاسبه انتگرالهای منفرد نیازی نداشته و حل های زوال ناپذیری را در ناپیوستگی های هندسی تولید می کند. روش نشان داده شده در این مقاله بر مسائل حرارتی دوبعدی و متقارن محوری اعمال شده است. در این روند که شامل زیر ناحیه سازی های مختلف است، هر زیر ناحیه ای جداگانه در نظر گرفته شده و بدین ترتیب نیاز به طرح پیچیده ای جهت کاهش مسائل چند ناحیه ای از بین رفته است.

---

سیستم های سازه ای زیادی با رفتار غیرخطی موضعی یافت می شوند. یک سازه خطی متکی بر ایزولاتور ارتعاشی غیرخطی یک مثال نمونه عملی اینگونه سیستمها می باشد. چنین سیستمی برای محافظت سازه اصلی در مقابل زلزله، در صورت وقوع این پدیده، مورد استفاده قرار می گیرد. آنالیز دینامیکی این سیستمها با استفاده از برنامه های کامپیوتری غیرخطی با اهداف چندمنظوره، اقتصادی نبوده و لذا یک الگوریتم کارآ می تواند بسیار با صرفه باشد. اگر یک خط مرزی برای تمایز سازه خطی از ایزولاتورهای ارتعاشی غیرخطی پایه با درجات آزادی مشترک فرض شود. این قسمتها را می توان به طور جداگانه آنالیز نمود و به حل نهائی رسید. البته، جابجائیهای درجات آزادی مشترک در هر دو سیستم یکسان بوده و این امر می تواند برای مربوط ساختن حل های استخراج شده مورد استفاده قرار گیرد. برای آنالیز سیستم سازه اصلی خطی روش رویهم گذاری مودها به خدمت گرفته می شود. اگر عکس العمل سیستم تنها شامل اثر تعداد کمی از مودهای طبیعی ارتعاش باشد، رجحان این روش پیشنهادی روشن تر خواهد شد.