نشریه علمی پژوهشی روشهای عددی در مهندسی

در این تحقیق، روش انتگرال برای محاسبه تنشهای پسماند نایکنواخت در چند لایه‌های کامپوزیتی با چیدمانهای متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است. روش انتگرال برای مواد همسانگرد به‌خوبی توسعه داده شده است. مولفان این تحقیق این روش را در چندلایه‌های کامپوزیتی توسعه داده و در این تحقیق مورد ارزیابی آزمایشی قرار داده‌اند. در روش انتگرال با انجام متوالی عملیات سوراخکاری در مرکز روزت نصب شده بر روی سطح چندلایه کامپوزیتی و ثبت کرنشها پس از سوراخکاری هر لایه‌، تنشهای پسماند در هر لایه تعیین خواهند شد. ضرایب کالیبراسیون برای هر مرحله سوراخکاری به‌کمک شبیه‌سازی فرایند سوراخکاری مرحله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای (SIHD) تعیین خواهند شد. ضرایب کالیبراسیون روش انتگرال، کرنشهای پسماند در هر لایه را از کرنشهای اندازه‌گیری شده در هر مرحله سوراخکاری جدا کرده و دقت محاسبه تنشهای پسماند در هر لایه را افزایش می‌دهند. در این پژوهش نمونه‌های متقارن و نامتقارن چند لایه‌های متعامد و شبه همسانگرد مورد بررسی آزمایشی قرار گرفته‌اند. با اندازه‌گیری کرنشهای رها شده در گامهای متوالی سوراخکاری، تنشهای پسماند در هر لایه از چند لایه‌های مورد آزمایش تعیین شده‌اند. آنگاه نتایج آزمایشی با نتایج پیش‌بینی شده توسط نظریه کلاسیک لایه‌ای مقایسه شده‌اند. انطباق مناسب نتایج آزمایشی با نظریه کلاسیک لایه‌ای، اعتبار روش انتگرال را برای محاسبه تنشهای پسماند در چندلایه‌های کامپوزیتی مورد تایید قرار می‌دهد.

در این تحقیق بهینه‌سازی چیدمان چندلایه‌های کامپوزیتی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک و سطح پاسخ برای افزایش حد تحمل بار کمانش مورد مطالعه قرار گرفته است. برای یافتن تابع کمانش پوسته استوانه‌‌‌ای کامپوزیتی به روش سطح پاسخ، ابتدا چندین تحلیل به روش اجزای محدود انجام شده و سپس به روش محاسباتی حداقل مربعات، دو تابع چند‌‌‌جمله‌ای یکی درجه یک و دیگری درجه دو به‌دست آمده است. آنگاه تغییر در حد تحمل کمانش با تغییر در چیدمان لایه‌های کامپوزیت صورت گرفته و فرایند بهینه سازی بار کمانش به کمک الگوریتم ژنتیک برای مدل استوانه‌ای انجام شده است. پس از بهینه سازی به کمک الگوریتم ژنتیک، بار کمانش چیدمان بهینه با استفاده از نرم افزار مطلب به‌دست آمده است. هم چنین برای ارزیابی روش به‌کار رفته در این تحقیق، بار کمانش برای یک چهاروجهی کامپوزیتی با روش ارایه شده در این تحقیق به‌دست آمده و با نتایج تحلیلی دیگر پژوهشگران مقایسه شده و نشان داده شده است که از دقت خوبی برخوردار است.

در این مطالعه از روش عددی المان مرزی برای تحلیل هیدرودینامیکی تاثیر توپی بر عملکرد پروانه و استفاده از فین برای یکسان سازی سرعت های القایی در پایین دست جریان استفاده شده است. مدل¬سازی هندسه در معادلات به کمک توزیع چشمه و دو¬قطبی بر روی توپی و پره¬ها انجام گرفته است. در بررسی تاثیر توپی و پره¬ها بر روی هم از یک فرآیند تکراری استفاده شده است؛ بدین صورت که در هر مرحله، توپی و پره¬ها به صورت مجزا و با در نظر¬گرفتن اثر جسم مجاور در شرایط جریان ورودی مورد تحلیل قرار گرفته¬اند. در ادامه به مدل¬سازی هندسی فین¬های انتهای توپی و بررسی اثرات آن در سرعت¬های القایی پروانه پرداخته شده است. این فین¬ها به عنوان یک کاهنده اتلاف انرژی، باعث کاهش و یکنواخت¬تر شدن اثرات القایی پروانه در جریان پایین¬دست پروانه می¬شوند.

در این تحقیق، ارتعاشات عرضی یک تیر کامپوزیت با در‌نظر گرفتن تعداد دلخواه جرم متمرکز بر‌روی آن، به‌صورت تحلیلی، مطالعه و ارزیابی شده است. از آنجایی که در تیرهای کامپوزیت ارتعاشات عرضی و پیچشی به‌یکدیگر وابسته می‌باشند، ارتعاشات پیچشی بر رفتار ارتعاشی عرضی اینگونه تیرها بسیار مؤثر است. در این تحقیق وجود جرم‌‌های متمرکز در تیر کامپوزیتی با چیدمان متعامد، به‌وسیله توابع دلتای دیراک مدل شده و روابط حاصل با در‌نظر گرفتن تعداد، موقعیت و اندازه جرم متمرکز بر‌روی تیر کامپوزیت توسعه داده شده است. بر این اساس معادله دینامیک تیر با استفاده از روش توابع پایه حل شده و توسط توابع پایه در حضور جرم متمرکز توسعه‌یافته است. پس از آن معادله فرکانسی و شکل مودها برای شرایط مرزی دو سر لولا و یکسر گیردار به‌‌دست آمده است. در پایان برای شرایط مرزی مختلف تأثیر مقدار، موقعیت و تعداد جرم بر‌روی فرکانس‌ها و مود‌شیپ‌ها مطالعه شده است و نتایج حاصل از این تحقیق با نتایج دیگر محققان مقایسه و ارزیابی شده است.

هدف از ارائه این مقاله ارائه الگوریتم کاربردی جهت تحلیل ارتعاشات شفت - پروانه در شناورهای دریایی می­ باشد. در ابتدا شناور زیر­سطحی در سرعت­ های مختلف در حالت ناپایا با استفاده از روش حجم ‌محدود مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بر‌اساس نتایج به‌دست آمده از این تحلیل میدان دنباله پاشنه شناور و ورودی به پروانه در زمان­ های مختلف استخراج شده است. میدان جریان ورودی به پروانه در کد المان مرزی لحاظ شده است و با استفاده از این کد پروانه شناور در حالت ناپایا مورد تحلیل قرار گرفته است و نیروها و گشتاورهای اصلی و جانبی روی پروانه استخراج شده است. سپس داده ­های به‌دست آمده از روش المان­ مرزی به‌همراه هندسه دقیق شفت و پروانه با استفاده از روش المان­ محدود مورد بررسی قرار گرفته است. فرکانس طبیعی و اجباری پروانه در مودهای ارتعاشی مختلف تعیین شده ­اند. با توجه به داده‌های به‌دست آمده از آنالیز عددی المان‌ محدود، بیشترین جابجایی پروانه مربوط به نوک پره در حالت ارتعاشات اجباری می­ باشد.