دانلود رايگان

مدل‌سازي 3 بعدي مفصل زانو به روش المان محدود به كمك تصاوير MRI و CT-scan و بررسي تاثير منيسكتومي بر زانو

تحقيقات نشان داده‌ است تنش‌هاي فشاري و برشي وارد بر غضروف مفصلي و منيسك‌ها بعد از منيسكتومي عامل اساسي در آسيب‌هاي مخرب مفصلي از جمله استئوآرتريت مي‌باشد. هدف از اين تحقيق بررسي تاثير منيسكتومي بر زانو بر اساس مدل سه بعدي و به روش المان محدود مي‌باشد. در اين تحقيق، مدل 3 بعدي زانو به كمك تصاوير CT-scan و MRI مفصل سالم تهيه شده است. سپس فلكشن زانو در زاويه صفر درجه با تهيه‌ي دياگرام توزيع تنش، فشار تماسي و كرنش بر سطح منيسك‌ها در مفصل سالم و منيسكتومي‌شده تعيين شده است. مدل ساختار استخواني مفصل سالم در نرم‌افزار Mimics و منيسك‌هاي داخلي و خارجي در نرم افزار Solidworks طراحي شده‌اند. استخوان‌هاي فمور، تيبيا، پتلا و فيبولا با فرض خواص همگن و الاستيك ارتوتروپيك، و منيسك‌هاي داخلي و خارجي با فرض خواص همگن و الاستيك خطي، در ABAQUS تحليل شده‌اند. در نتيجه ماكزيمم تنش براي مفصل سالم در ناحيه خلفي منيسك داخلي با مقدار ‌MPa1.622 و در لبه‌هاي قدامي منيسك خارجي با مقدار MPa‌1.159 به طور تحليلي گزارش شده است.

پيش بيني اثر ضريب حساسيت به نرخ كرنش و توان كرنش سختي بر شكل پذيري ورق Ti-6Al-4V به كمك روش اجزاء محدود

در ميان آلياژهاي تيتانيوم، آلياژ Ti-6Al-4Vبه دليل خواص مكانيكي و مقاومت به خوردگي بالا از جايگاه ويژه اي برخوردار اين آلياژ تركيبي از خصوصيات برجسته به همراه كارپذيري عالي را داراست كه آن را قادر به پذيرش شكل هاي بسيار پيچيده مي نمايد. براي شكل دهي اين آلياژ نياز است كه از حد شكل پذيري آن آگاهي داشت. لذا براي پيش بيني شكست ورق Ti-6Al-4Vاز دياگرام حد شكل پذيري استفاده شده است. اين دياگرام، مقدار حداكثر كرنش هاي اصلي در روش هاي مختلف شكل دهي را براي تعيين قابليت شكل پذيري ورق هاي فلزي مشخص مي كند. پس از طراحي قالب و نمونه سازي به كمك استانداردهاي مربوط، عمليات كشش عميق انجام شده و با اندازه گيري كرنش بيضي هاي ايجاد شده برروي ورق، نمودار حد شكل پذيري به صورت تجربي به دست آمد. سپس كليه عمليات انجام شده شبيه سازي شد و نمودار به كمك نرم افزار ABAQUS پيش بيني گرديد كه تطابق خوبي بين نتايج تئوري و نتايج شبيه سازي مشاهده شد. در انتها نيز اثر عوامل مختلف بر روي اين نمودار از جمله ضريب حساسيت به نرخ كرنش، توان كرنش سختي و ضخامت ورق بررسي شد كه با مشاهده افزايش پارامترهاي ذكر شده، سطح زير منحني حد شكل پذيري نيز افزايش يافته و درنتيجه شكل پذيري افزايش مي يابد.

تحليل ترمومكانيكي پوسته در حين انجماد در فرايند ريخته گري پيوسته بلوم هاي فولادي به روش حجم محدود

ريخته گري پيوسته يكي از روش‌هاي مهم و نوين ريخته گري در توليد مواد است. در اين مقاله يك شبيه سازي عددي از فرايند انتقال حرارت و انجماد در قالب و خارج ماشين‌ ريخته گري پيوسته بلوم هاي فولادي توسط نرم افزار FLUENT انجام شده است. در اين تحليل مقطع عرضي بلوم به صورت دو بعدي بررسي شده است. ميدان‌هاي دما و Liquid Fraction آناليز شده‌اند و تأثير پارامترهاي موثر از جمله سرعت ريخته گري و نرخ انتقال حرارت روي ضخامت پوسته انجماد، مرز مشترك دو فاز و طول انجماد بررسي شده است. از طرفي روش عددي حاضر با توجه به استفاده از نرم افزار ‏FLUENT‏ توانايي خوبي در پيش بيني مرز هاي ‏مشترك جامد و مايع و ميدان دارد كه با ساير كارهاي صورت گرفته مطابقت دارد

تخمين خواص كامپوزيت‌هاي لايه‌اي به روش ميكرومكانيك پيشرونده

در اين پژوهش الگوريتم ميكرو مكانيكي پيش‌رونده به منظور پيش‌بيني خواص كامپوزيت‌هاي تقويت شده با الياف ارائه شده است. مدل استفاده شده در اين مطالعه مدل ميكرومكانيك خرابي بوده و خرابي در دو فاز الياف و ماتريس مورد بررسي قرار گرفته است. در واقع در اين مطالعه فرض شده است كه اتصال الياف و ماتريس بصورت كامل بوده و هيچ‌گونه جدايشي بين الياف و ماتريس وجود ندارد و در نتيجه خرابي در فصل مشترك الياف و ماتريس اتفاق نمي افتد. از طرفي ماتريس و الياف بصورت همگن فرض شده اند و خرابي بصورت ميكرومكانيكي در هر المان و در هر لايه محاسبه مي شود. با بروز خرابي در هر لايه، خواص آن لايه و با شكست تمام لايه‌ها خواص المان مربوطه كاهش داده مي‌شود تا در نهايت با شكست تعداد از المانها كل كامپوزيت دچار شكست فاجعه آميز گردد. جهت پياده سازي اين الگوريتم از برنامه اي به زبان پايتون در نرم افزار اباكوس استفاده شده است

بهينه‌سازي فرآيند كشش عميق چند مرحله‌اي با استفاده از روش طراحي آزمايش‌هاي تاگوچي

در اين مقاله سعي شده است با بررسي متدهاي قبلي، روشي جديد براي بهينه‌سازي قالب كشش عميق با هدف كاهش تنشهاي پسماند و در نتيجه افزايش عمر محصول و همچنين كاهش هزينه‌هاي توليدي ارايه گردد كه پاسخگوي نيازمندي‌هايي مانند عملياتي بودن روش و نيز دقت آن باشد. در اين پژوهش، يك قالب كشش عميق با سه مرحله كشش در نظر گرفته شده كه بعد از شبيه‌سازي اين مراحل، مقادير بهينه پارامترهاي موثري مانند قطر سنبه كشش در هر مرحله، نيروي ورقگير، اصطكاك ،شعاع لبه‌هاي سنبه و ماتريس و ... تعيين مي‌شود. بعد از ايجاد شرايط مطلوب براي قالب سه مرحله‌اي، از نتايج بدست آمده جهت حذف مرحله سوم(قالب سوم) با هدف كاهش تنش و قيد‌هاي رسيدن به شعاع گوشه با اندازه كوچك براي قطعه پاياني(در حدود 2 ميلي‌متر) و داشتن ضخامت يكنواخت (در حد مطلوب) براي قطعه پاياني به كمك جدول طراحي آزمايش تاگوچي استفاده كرد. نتيجه طراحي آزمايش تاگوچي را در جدولي ديگر قرار داده و اين بار قيدهاي مسئله را بر روي پيشنهاد روش تاگوچي اجرا مي‌كنيم. در نهايت قطعه پاياني با يك مرحله كشش كمتر،كاهش حداكثر تنش، انتخاب شرايطي براي كمترين مقدار حداقل تنش به همراه يكنواختي دركاهش ضخامت مي‌باشد

بررسي كيفيت سطح لبه ورودي ميكرو سوراخ ايجاد شده به روش ماشينكاري تخليه الكتريكي روي تنگستن كاربيد

ماشين‌كاري تخليه الكتريكي پروسه‌اي است كه در آن مواد از طريق جرقه‌هاي الكتريكي بين الكترود و قطعه‌كار بصورت غوطه‌ور در سيال دي‌الكتريك به‌وسيله يك عمل سايشي برداشته مي‌شود. اين روش در سطح ميكروني براي ايجاد ميكرو سوراخ و ميكرو شيار را ميكرو ماشين‌كاري تخليه الكتريكي مينامند، در اين تحقيق به بررسي پارامترهاي ميكرو سوراخ‌كاري تخليه الكتريكي به‌منظور دستيابي به يك روند صحيح براي Micro-EDM پرداخته شده است. در اين تحقيق تنگستن كاربيد باضخامت 300 ميكرومتر و سختي 82 راكول C به‌عنوان قطعه‌كار انتخاب ‌شده كه با ساخت ابزاري با قطري كمتر از 150 ميكرومتر از جنس تنگستن- مس، با استفاده از طراحي آزمايش تاگوچيL16 براي پارامترهاي ولتاژ، جريان الكتريكي، زمان روشنايي پالس، سرعت دوراني ابزار، زمان خاموشي پالس و نوع منبع تغذيه، ميكرو سوراخ‌هايي با تلرانس استاندارد به قطر بر روي تنگستن كاربيد ايجاد شده است، كه به روش نسبت سيگنال به نويز و مدل رگرسيوني، كيفيت لبه ورودي سوراخ بررسي و بيان شده است كه مدل رگرسيوني نتايج دقيقتري را نسبت به تحليل سيگنال به نويز ارائه داده است. در اين تحقيق، در مدار RC نسبت به مدار ايزوپالس نتايج بهتري بدست آمده است همچنين سرعت دوراني بالا نتيجه مطلوبي در كيفيت سطح لبه ورودي سوراخ دارد.

محاسبه ضريب انتقال حرارت تماسي با استفاده از روش مسأله معكوس حرارتي

مقاومت حرارتي تماسي يك پديده بسيار مهم در مسائل انتقال حرارت است كه كاربردهاي وسيعي در صنايع مختلف دارد. هدف اين مقاله محاسبه ضريب انتقال حرارت تماسي ميان دو نمونه ي تماس با استفاده از روش انتقال حرارت معكوس مي باشد. بدليل موجود نبودن داده هاي آزمايشگاهي مربوط به دماها، از داده هاي شبيه سازي شده براي محاسبه ضريب انتقال حرارت تماسي غيرخطي استفاده شده است. در اين تحقيق روش مسأله معكوس گراديان مزدوج همراه با مسأله ي الحاقي براي تخمين تابع (CGM) بكار رفته است. با بررسي نتايج مشخص مي شود كه جواب هاي حاصل از اين روش دقت خوبي دارند

رسم نمودار حد شكل پذيري ورق Ti-6Al-4V به روش تجربي و حل عددي به كمك آناليز M-K

شكل پذيري را مي توان به عنوان ميزان تغييرشكل اعمال شده طي يك فرآيند شكل دهي به حساب آورد به گونه اي كه شرايط نامطلوبي حين فرآيند ايجاد نشود. مشخص كردن مقدار حداكثركرنش هاي اصلي در روش هاي مختلف شكل دهي يكي از اصولي ترين روش ها براي تعيين قابليت شكل پذيري ورق هاي فلزي مي باشد. براي شكل دهي آلياژTi-6Al-4V نياز است كه از حد شكل پذيري آن آگاهي داشت. لذا براي پيش بيني شكست آن از دياگرام حد شكل پذيري استفاده شده است. اين دياگرام، مقدار حداكثر كرنش هاي اصلي در روش هاي مختلف شكل دهي را براي تعيين قابليت شكل پذيري ورق هاي فلزي مشخص مي كند. استخراج منحني هاي حد شكل پذيري به صورت تجربي مستلزم صرف زمان و هزينه زياد مي باشد. بدين لحاظ تحقيقات گسترده اي به منظور محاسبه و ترسيم اين منحني ها با استفاده از روش هاي تحليلي صورت گرفته است. در اين تحقيق از معيار مارسينياك-كوزينسكي كه كاربردي ترين و جامع ترين روش حل عددي جهت پيش بيني نمودار حد شكل پذيري مي باشد، استفاده شد. پس از رسم نمودار با كمك اين روش مشاهده شد كه با استفاده از معيار مارسينياك كوزينسكي مي توان شاخه سمت راست نمودار را پيش بيني نمود.

حل معادلات ناوير- استوكس ميدان جريان دوبعدي تراكم ناپذير و پايا به روش حجم محدود در شبكه محاسباتي متمركز

بر اساس اصول هيدروديناميكي حاكم بر حل ميدان جريانهاي تراكم ناپذير ، معادلات مومنتوم (ناوير- استوكس) و پيوستگي چهار معادله كوپله را بوجود مي آورند كه حل صريح و همزمان اين معادلات براي بدست آوردن چهار مجهول فشار و مؤلفه‌هاي سرعت به تنها براي هندسه هاي ساده اي از الگوي جريان قابل بيان است. در اين بررسي، با بيان معادلات حاكم بر جريان سيال غير قابل تراكم در هندسه نامتقارن از فضاي داخلي اتاق، به گسسته سازي آنها با روش هيبريدي تا رسيدن به دستگاه معادلات جبري پرداخته و با انتخاب الگوريتم سيم‌پلر بر پايه‌ي ميانيابي راي – چاو در يك شبكه محاسباتي متمركز براي محاسبه سرعت روي سطوح حجم كنترل، كد كامپيوتري براي مدلسازي جريان سيال دوبعدي را مي‌نويسيم. سپس با استفاده از مقادير بدست آمده از حل عددي، كانتور و بردارهاي سرعت و فشار در نقاط مختلف كانال رسم خواهند شد. در پايان استقلال حل از شبكه و ميزان كارايي كد نوشته شده مورد بحث قرار گرفته مي‌شوند. همچنين براي اعتبارسنجي، نتايج شبيه سازي جريان دو بعدي با نتايج بدست آمده از نرم افزار فلوئنت بررسي مي‌گردد.

مطالعه تجربي سيستم يخ‌زدايي به روش الكتروگرمايشي در مدخل ورودي محفظه مكنده هواي توربين هاي گازي