نشریه علمی پژوهشی روشهای عددی در مهندسی

---

استفاده از پوشش هیدروکسی آپاتیت بر روی زیر لایه فلزی برای تهیه ایمپلنت بدن ، در دهه اخیر ، با هدف ترویج رشد استخوان اطراف ایمپلنت ، تثبیت بیولوژیکی سریعتر ایمپلنت و کوتاهتر کردن زمان التیام و درمان ، توسعه یافته است . در این مقاله به بررسی تأثیر نوع زیر لایه فلزی بر حصول نتایج کلینیکی و پاتولوژیکی پرداخته شده است . در پژوهش حاضر ، ایمپلنت هایی از جنس فولاد زنگ نزن و آلیاژ پایه کبالت با و بدون پوشش هیدروکسی آپاتیت پاشش پلاسمایی شده، تهیه و در دندان گربه اندوایمپلنت شد . پس از گذشت 4 ماه ، میزان ترویج رشد استخوان ارزیابی شد و بررسیهای هیستوپاتولوژیک صورت پذیرفت . نتایج نشانگر آن است که ایمپلنت‌های با پوشش ، میانگین پاسخ بهتری از نظر ترویج رشد استخوان ارائه داده اند . بررسیهای هیستوپاتولوژیکی مؤید آن است که اگرچه ایمپلنت‌های با پوشش تحریک بافتی کمتری در مقایسه با ایمپلنت های بدون پوشش ایجاد کرده اما هیچ یک از نمونه ها سازگاری بافتی کاملاً مناسبی نداشته اند . نوع زیرلایه فلزی در دستاوردهای حاصل نقش تعیین کننده داشته و آلیاژهای پایه کبالت با و بدون پوشش در مقایسه با فولاد زنگ نزن نتایج بهتری به بار آورده‌اند. بررسی رفتار خوردگی آلیاژهای فلزی زیر لایه در آزمونهای آزمایشگاهی و تحلیل نتایج حاصل نیز مؤید تأثیر نوع زیر لایه فلزی و پیامدهای مرتبط با آنهاست

---

یکی از روشهای موثر برای مقاوم سازی ساختمانهای آجری اعمال شاتکریت مسلح شده با شبکه آرماتور به سطح دیوار است. برای ارزیابی رفتار دیوار آجری تقویت شده با روکش نمی‌توان از روشهای تحلیلی مبتنی بر معادلات ساده نظریه الاستیسیته استفاده کرد، لذا به‌کارگیری روشهای عددی در این زمینه اجتناب ناپذیراست. در این پژوهش برای ارزیابی رفتار دیوار آجری تقویت شده با روکش مسلح، مدلسازی دیوار آجری با استفاده از نرم افزار المان محدود ANSYS انجام گرفته است .برای اطمینان از صحت مدلسازی ، از نتایج آزمون آزمایشگاهی برای کالیبراسیون مدل استفاده شده است. سپس مدل کالیبره شده برای مدلسازی دیوار تقویت شده تعمیم داده شده و در نهایت نتایج تحلیل دیوارهای آجری ساده و نظیر تقویت شده آنها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.

---

حفاظت از سازه های دریایی دور از ساحل (که اهمیت خاصی برای اقتصاد کشور دارند) در برابر خوردگی معمولا به روش حفاظت کاتدی آندهای فدا شونده صورت می پذیرد. در این روش، آندهای فدا شونده در نقاط مختلفی از سازه دریایی نصب می شوند تا آن را مورد حفاظت قرار دهند. «موقعیت نصب آندها در سازه با برای ارائه حفاظت مورد نیاز». مسئله ای است که مورد توجه بسیاری از مهندسان است و تا به امروز بر مبنای قواعد تجربی انجام می شود. چه بسا در روشهای متداول طراحی در بسیاری از نقاط سازه حفاظتی بیش از اندازه و در نقاطی کمبود پتانسیل حفاظتی به وجود می آید. از این رو ارائه روشی سیستماتیک برای آنکه بتواند برای هر چیدمان آند، سازه را از نظر حفاظتی تحلیل کند و نیز بتواند به صورت خودکار اولا حفاظت کامل سازه مورد نظر را تامین کند و ثانیا هزینه چنین حفاظتی را به حداقل برساند، یکی از نیازهای اساسی در صنایع دریایی و هدف این تحقیق است. آنچه در این مقاله می آید ارائه روش الگوریتم ژنتیک به منظور طراحی خودکار سیستم حفاظت کاتدی و بهینه سازی چیدمان آندها بر روی سازه های دریایی است. ارزیابی حفاظت سازه، ملاک شایستگی هریک از طرحها، منظور شده است. برای ارزیابی حفاظت، سازه دریایی و مجموعه آندهای روی آن و الکترولیت اطراف به صورت مجموعه ای یکپارچه، مدلسازی و به روش اجزای محدود تحلیل می شود. با به کارگیری الگوریتم ژنتیک، به تدریج نسلهای بهتری از طرحهای حفاظت کاتدی ایجاد می شود. طرحی که حفاظت کامل را ایجاد و کمترین هزینه را داشته باشدف به عنوان طرح برگزیده بهینه معرفی می شود. برای نشان دادن قابلیتهای الگوریتم دو مثال حل شده است.

---

یکی از موارد پیچیده و در عین حال مهم در مطالعات خوردگی تنشی آلیاژها، تعیین وقوع یا عدم وقوع خوردگی تنشی و تعیین زمان شکست آن است. علی‌رغم انجام تحقیقات وسیع در این زمینه، هنوز فرمولبندی یا روش مطمئنی برای تخمین وقوع خوردگی تنشی و همچنین تعیین زمان شکست در اثر خوردگی تنشی ارائه نشده است. در این مقاله، توانایی شبکه‌های عصبی مصنوعی در تعیین زمان شکست فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 بر اثر خوردگی تنشی در محیطهای آبی کلریدی داغ به همراه تحلیل حساسیت پارامترهای کلیدی ارائه شده است. پارامترهایی که در این تحقیق به عنوان ورودی شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفته اند شامل دما، غلظت کلر و میزان تنش اعمالی است. همچنین از زمان شکست نیز به عنوان پارامتر خروجی و معیار کلیدی در ارزیابی پارامترهای اثرگذار استفاده شد. راندمان آماری این شبکه میانگین سه مجموعه آموزش و آزمایش است. همچنین برای آزمایش شبکه از داده‌هایی استفاده شد که جزء داده‌های آموزشی نبودند. نتایج حاصل از خروجی شبکه نشان داد که مدل پیشنهادی توانایی پیش بینی زمان شکست را با واریانس 74٪ از داده‌های واقعی داراست.

---

 در این مقاله، مدل شبکه- دانه مجزای بتن برای در‌نظر گرفتن سنگدانه‌های غیردایروی در حالت دو‌بعدی توسعه یافته است. به این منظور از معادله انعطاف‌پذیر ابربیضی برای تولید سنگدانه‌ها استفاده شده تا امکان شبیه‌سازی طیف گسترده‌تری از نمونه‌ها در فضای دوبعدی به مدل شبکه-دانه مجزا اضافه شود. متناسب با این توسعه، رویه‌های لازم برای تولید سنگدانه‌ها، چینش آنها در فضا، تعیین ناحیه اثر هر سنگدانه، تعیین سطوح اندرکنشی و نقاط محاسباتی و محاسبه کرنش‌ها تشریح می‌شود. در پایان، اثر هندسه سنگدانه‌ها بر مقاومت فشاری و منحنی نرم‌شوندگی بزرگ ‌مقیاس بتن و همچنین الگوی ترک‌خوردگی بتن در تحلیل تک‌محوری فشاری مورد بررسی قرار گرفته است.‏

---

عوامل خورنده در حضور بار مکانیکی در پره‌های کمپرسور توربین گازی پدیده‌هایی چون خوردگی حفره‌ای، ترک خوردگی تنشی و خستگی خوردگی را به‌وجود می‌آورند. بر اثر تماس ذرات ساینده و مواد خورنده، سطح پره‌ها حفره‌دار شده که منشأ بروز ترک‌ها هستند. بنابراین ضروری است با شناخت مکانیسم آن، از وقوع آن در صورت امکان جلوگیری کرد. هدف‌ اصلی ‌این مقاله بررسی عددی و تجربی رشد حفره خوردگی در فولاد زنگ نزن 450 custom و دستیابی به مقادیر کرنش در حفره در حال رشد است. در این راستا ابتدا نمونه خمش دو نقطه‌ای ساخته شده و به کمک آزمون پتانسیو استاتیک تحت پتانسیل 350 mV_sce در محلول 3/5 درصد وزنی سدیم کلرید قرار می‌گیرد تا نمونه در محل خمش بیشینه دچار خوردگی حفره‌ای شود. سپس حفره‌های رشد یافته مورد بررسی عددی قرار می‌گیرد. به کمک روش همبستگی تصاویر دیجیتال، کرنش در محل حفره‌ها محاسبه شده و رابطه‌ای برای تخمین زمان کرنش بیشینه در حفره‌های خوردگی به‌دست آمده است. بنابراین با داشتن کرنش بیشینه جهت رشد حفره پیش‌بینی می‌شود. در انتها با شبیه‌سازی فرایند حفره‌دار شدن نمونه بدون تنش تحت پتانسیل 350 mV_sce در محلول 3/5 درصد وزنی سدیم کلرید در نرم‌افزار کامسول، تغییرات غلظت یون‌های ایجاد شده، تغییرات پتانسیل الکتریکی و چگالی جریان خوردگی در حفره نشان داده می‌شود. پتانسیل با پیشروی در عمق کاهش یافته و چگالی جریان خوردگی در عمق 18 میکرومتری بیشینه مقدار خود را دارد. بدین‌ترتیب بدون نیاز به امکانات پیشرفته آزمایشگاهی برای روبش و تحلیل سطح، می‌توان اطلاعات مفیدی از شرایط خوردگی سطح به‌دست آورد.