تحقیق روش المان محدود در طراحی قالبهای فلزی
چکیده ی بخشهایی از متن:
کشش عمیق:
کشش عمیق از مهمترین فرایندهای شکل دادن ورق است که به طور وسیعی در تغییر شکل ورقهای فلزی و تبدیل آن به قطعات تو خالی به کار میرود. در این فرایند تغییر ضخامت ورق بسیار اندک است، به طوری که معمولاًسطح قطعه کشیده شده تقریباً با سطح ورق اولیه مطابقت دارد. اساساً فرآیند شکل دادن که برای تغییر ورقها به کار میرود با فرایندهای شکل دادن حجیم متفاوت است. در فرایندهای شکل دادن ورق معمولاً حالت کشش غالب است. در صورتی که در فرایندهای شکل دادن حجیم عمدتاً حالت فشاری غالب میباشد. کشش عمیق در صنعت معمولاً برای تولید قطعاتی از قبیل انواع ظروف فلزی، مخزنهای تحت فشار یا خلاء بعضی از قطعات یدکی اتومبیل و هواپیما، پوسته فشنگ و گلوله، قوطیهای کنسرو و نوشابه، به کار میرود.
فرایند کشش عمیق بااستفاده از دستگاهی که شامل یک سنبة فشار، یک قالب مدور و یک نگهدارندة ورق است، انجام میگیرد، شکل (40 ) نیروی لازم برای این تغییر شکل از طریق مکانیکی یا هیدرویکی تأمین میشود. با توجه به اینکه در فرایند تغییر شکل، سطح ورق ( اغلب ورقهای نازک تا حداکثر حدود mm3 ضخامت ) تحت تأثیر تنش کششی و در امتداد عمود بر آن تنش فشاری قرار میگیرد، لذا این روش شکل دادن جزو روشهای کشش ـ فشار محسوب میشود.
از بین روشهای مختلف شکل دادن ورقها ابتدا فرآیند کشش عمیق را برای سادهترین حالت آن،یعنی حالتی که در آن قطعه ورق مدور اولیه با قطر به قطعة توخالی استوانهای شکل کشیده میشود، مورد بررسی قرار میدهیم. در حین فرایند تغییر شک، یعنی هنگامی که سنبه با سرعت یکنواختی به سمت پایین حرکت میکند ورق با انجام تغییر شکل پلاستیکی در لبه ( قسمت بین قالب و نگهدارنده) به داخل منفذ قالب کشیده شده و از قطر اولیه آن به طور پیوسته کاسته میشود، شکل ( 40 ) در این فریاند قسمتی از ورق که در زیر کف سنبه قرار گرفته به ندرت در تغییر شکل شرکت میکند و ضخامت اولیه آن ثابت باقی میماند. برای جلوگیری از چین و چروک خوردگی لبة ورق استفاده از نگهدارنده در حین فرایند تغییر شکل لازم است.
...
روش تحلیل:
مشبندی توافقی:
در طول برش، تغییر شکل در ناحیه باریکی حول لبه ابزار متمرکز است. در این نقطه امکان ندارد تحلیل ادامه یابد تا زمانی که المان در این منطقه متلاشی شود. به عبارت دیگر برای اجتناب از این مشکل و محاسبه توزیع تتنش، کرنش، مشبندی و ترتیب صحیح چگالی جدید مش نیاز است.
زمان مشبندی مجدد المانهای کوچک حول لبه ابزار برای توصیف لبه ابزار به کار می رود. برای ذخیره حافظه سیستم کامپیوتر و زمان محاسبه المانهای بزرگی در نواحی با تغییر شکل کم قرار میگیرند. اندازه مش با تقسیمبندی شکل ( 50 ) مشخص میشود هر زیر مجموعه در مورد خط خارجی شکل و اندازه مش اطلاع میدهد و مش بوسیله تولید و اتصال نقاط یا کرهها مطابق اطلاعات شکل ( a 51 ) ساخته میشود. توزیع کرنش و تنش که وابسته به شرایط ابزار است بدون استفاده از نقطه واحد محاسبه میشود. شکل ( b51 ).
شرایط مدلسازی برش:
در اینجا مدلسازی برش ورق فولادی با %6/0 کربن با ورق گیر انجام شده است. شکل
( 52 ) مرحله شروع و جدول ( 53 ) شرایط مدلسازی را نشان میدهد. شکاف کشش میلهگرد در اینجا بسته به پارامترهای مواد رخ میدهد. قطعه ورق 45 میلیمتر قطعه ماتریس 25 میلیمتر و ضخامت ورق 5/1 میلیمتر و لقی بین سنبه و ماتریس 10% ضخامت ورق یعنی 15/0 میلیمتر میباشد. شکل لبه ابزار با استفاده از یک قوس و سختی آن به وسیله شعاع این قوس توصیف شده است.
پایان نامه تحلیل روشهای کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA 178
مقدّمه :
در15ژانویه1919، در خیابان تجاری بوستون واقعه ای وحشتناک رخ داد. مخزن بزرگی با27 متر قطر و حدود 15 متر ارتفاع، ناگهان شکست و بیش از 5/7 میلیون لیتر شیره قند در خیابان ریخت .
ناگهان قسمت بالای مخزن به هوا و پهلوها به دو طرف پرتاب شدند. ساختمانی در آن نزدیکی، که کارمندانش در حال صرف نهار بودند، فرو ریخت و چند نفر مدفون شدند و قسمتی از مخزن به ایستگاه آتش نشانی برخورد کرد و تعدادی آتش نشان کشته و مجروح شدند.
به هنگام فروریختن، قسمتی از مخزن به یکی از ستونهای ساختمان بلند شرکت راه آهن بوستون اصابت کرد. این ستون کاملا قطع شد... و ساختمان از حالت قائم خارج و چند فوت نشست کرد... . بر اثر غرق شدن در شیره قند، یا خفگی، و یا در اثر برخورد با آوار دوازده نفر جان باختند، بیش از 40 نفر مجروح شدند. تعداد زیادی اسب که در آن ساختمان می زیستند غرق شدند، وبقیه را نیز بر اثر شدت جراحات مجبور بودند بکشند.
تمرکز تنش :
درمعادلات اصلی مقاومت مصالح برای محاسبه المان های ساده یک سازه و یا عضوی از یک ماشین بیشتر روابط با فرض اینکه، توزیع تنش در جسم یکنواخت است، به دست آمده و در نتیجه فرم ریاضی ساده ای داشتند. برای مثال در یک میله تحت کشش، با فرض یکنواخت بودن تنش در مقطع، تنش کششی به صورت ساده خواهد بود.
در عمل حالت های زیادی وجود دارد که فرض توزیع تنش یکنواخت همراه با خطا خواهد بود. از جمله این موارد می توان حالت های زیر را نام برد؛
(a) تغییر ناگهانی در مقطع، مثل: تغییر قطر یک محور، جای خار در یک محور، سوراخ در یک ورق کششی، انتهای دنده های یک پیچ، انتهای دنده یک چرخ دنده؛
(b) بار خارجی موضعی، مثل: بار فشاری در سطح کوچکی از یک جسم، بار در محل تکیه گاه یک تیر، نیروی بین چرخ لکوموتیو و ریل، بار در محل تماس دنده های دو چرخ دنده؛
(c) ناپیوستگی در جنس جسم، مثل: حفره های هوا در بتون، گره ها در یک تیر چوبی، وجود اجسام غیرفلزی در فولاد، تغییر مقاومت یا سفتی المان هایی که یک قطعه از آنها ساخته شده است؛
(d) تنش های اولیه در یک قطعه در اثر: سردکاری، عملیات حرارتی، جازدن، تنش های پس ماند در عملیات جوشکاری ؛
(e) شکاف در یک قطعه، که ممکن است در موقع ساخت در اثر: سردکاری، جوشکاری، سنگ زدن و یا علل دیگر در آن ایجاد شده باشد.
مقدمه : ۱
فصل اول : تمرکز تنش
۱- تمرکز تنش ۴
۱-۱- ضریب تمرکز تنش ۵
(۱-۱-۱) – تئوری الاستیسته ۷
(۲-۱-۱) – روش فتو الاستیسته ۱۱
(۳-۱-۱) – روش کرنش نسبح ۱۴
(۴-۱-۱) – روش تشابه الکتریکی ۱۶
(۵-۱-۱) – روش غشاء الاستیک ۱۷
۲-۱- روشهای کاهش ضریب تمرکز تنش ۱۷
فصل دوم : معرفی روش اجزای محدود
۱-۲- مقدمه ۲۳
۲-۲- تاریخچه ۲۳
۳-۲- ساختار روشهای عددی ۲۵
۱-۴- ۲- ارکان روش اجزای محدود ۲۸
۲-۴-۲- روش تحلیل ۲۹
فصل سوم : گسسته سازی مسئله
۳-۱ – مقدمه ۳۴
۳-۲ – تقریبات هندسی ۳۴
۳-۳ – ساده سازی از طریق تقارن ۳۶
۳-۴ – شکل و رفتار اجزای اساسی ۳۸
۳- ۵ – انتخاب نوع جزء ۴۰
۳- ۶- اندازه و تعداد اجزا ۴۴
۳-۷– شکل و اعوجاج اجزا ۴۷
۳-۸– محل گره ها ۴۹
۳-۹- شماره گزاری گره ها و اجزا ۵۰
۳-۱۰- جمع بندی ۵۵
فصل چهارم : توابع میانیابی و اجزای ساده
۴-۱- مقدمه ۵۶
۴-۲- اجزای ساده مرکب و چند تایی ۵۹
۴-۳- چند جمله ای ها ۶۱
۴-۴- مختصات طبیعی ۶۶
۴-۵- کمیات برداری ۶۹
۴-۶- جز متقارن محوری ۶۹
۴-۷- جمع بندی ۷۰
فصل پنجم : فرآیند مدل سازی و پردازش نتایج
۵-۱- اعتبار و دقت مدل ۷۱
۵-۲- خواص مدل ۷۱
۵-۳- اعمال فشار ثابت روی سه جزء خطی ۷۶
۵-۴- اعمال فشار ثابت روی سه جزء درجه دوم ۷۷
۵-۵- مسئله اتصال انگشتی ۷۹
۵-۶- شرایط قیدی ۷۹
۵-۷- مدلهای مشابه اجزای محدود با شرایط مرزی مختلف ۸۱
۵-۸- روش تغییر چگالی شبکه ۸۳
۵-۹- ریز کردن شبکه ۸۵
۵-۱۰- شبکه های کوچک شدنی در بررسی همگرایی ۸۶
۵-۱۱- روش اعو جاج اجزاء ۹۰
۵-۱۲- شاخص های اعو جاج اجزا ۹۱
۵-۱۳- پردازش نتایج ۹۴
۵-۱۴- کنترل کردن مدل ۹۷
فصل ششم : تقارن زیر مدل کردن و بررسی اعتبار
۶-۱- مقدمه ۱۰۲
۶-۲- مدل متقارن و بار گذاری نامتقارن ۱۰۲
۶-۳- تقارن محوری ۱۰۴
۶-۴- انواع تقارن ۱۰۸
۶-۵- زیر مدل سازی و زیر سازه سازی ۱۰۸
فصل هفتم : تحلیل المان محدود : CATIA
7-1- مقدمه ۱۱۵
۷-۲- تعریف پارا متر المان بندی ۱۲۲
۷-۳- المان بندی کلی ۱۲۴
۷-۴- خواص فیزیکی مدل ۱۲۵
۷-۵- تعریف جرم ۱۳۰
۷-۶- قید گزاری ۱۳۱
۷-۷- اعمال بار گزاری ۱۳۲
۷-۸- انجام آنالیز ۱۳۳
۷-۹- مشاهده نتایج ۱۳۳
فصل هشتم : تحلیل و نتایج تحلیل
پیوست و ضمائم ۱۶۰
منابع و مآخذ ۱۶۷
آنالیز تیرها با استفاده از روش المان محدود
در روش المان محدود ابتدا سازه به یک یا چند سری المان سازه ای تجزیه می شود که هر سری از این المان ها دارای الگوی هندسی و فرضیات فیزیکی مشابهی می باشند. این المان ها را المان محدود می نامند. این المان ها شکل سازه را مشخص می کنند و توسط نقاط گرهی به المان های مجاور مرتبط می شوند.
برای هر المان می توان یک سری معادلات را در نظر گرفت که کمیتهای فیزیکی را به یکدیگر مربوط می سازند. از سرهم بندی معادلات همه این المان ها، معادلات مربوط به کل سازه بدست می آید که این معادلات بصورت یک دستگاه معادلات چند مجهولی می باشند و به خوبی با کامپیوتر قابل حل هستند. با اعمال شرایط مرزی و بارگذار ( برای مسائل سازه ای ) می توان این دستگاه معادلات را براحتی حل و مجهولات را تعیین نمود و با جایگذاری این مقادیر در معادلات مربوط به المانها، توزیع تنش و تغییر مکان را برای تمام جسم تعیین نمود.
در فصل دوم پروژه روشهای اساسی برای فرمولاسیون المان، سرهم بندی، و تحلیل به روش المان محدود با استفاده از المان خرپایی توضیح داده شده است. در فصل سوم فرمولاسیون و روشهای تحلیل بر اساس روش سختی می باشند. در این روش ابتدا تغییر مکانها و چرخشها و سپس با استفاده از آنها نیروها و لنگرهای داخلی تعیین می شوند.
فهرست مطالب
چکیده ..........................................................................................................1
مقدمه ..........................................................................................................2
فصل اول : کلیات
فصل دوم :
2-1 معادلات سختی برای یک میله خرپایی در مختصات محلی ...............................7
2-2 معادلات سختی با استفاده از روش انرژی ....................................................10
2-3 معادلات سختی با استفاده از روش تعادل تنش کرنش .....................................12
2-4 روش تبدیل مختصات ..............................................................................16
2-5 روش تعادل تنش – کرنش....................................................................... 18
فصل سوم :
3-1 تیرها...................................................................................................50
3-2 خواص معادلات سختی المان تیر................................................................58
3-3 کاربرد المانهای قاب مسطح .....................................................................90
نتیجه گیری................................................................................................103
منابع و ماخذ
منابع لاتین ................................................................................................104
سایت های اطلاع رسانی .............................................................................105
نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی
مقدمه
درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).
پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.
اساس هارمونیک ها :
اصولا هارمونیک ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و .... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد :
پروژه طراحی دکوراسیون یک آپارتمان و یک المان خاص محیطی
مقدمه:
زندگی شهرنشینی و قرارگیری صرف انسانها در روزمرگی های مدرن در شهرهای صنعتی. آدمی را به صورت یک ماشین زنده که دارای حیات است درآورده، البته تمامی تلاشهای بشر قاعدتاً باید براساس رسیدن به زندگی راحت تر و سهل تر و جایگزین کردن هر چه بیشتر انرژی فکری انسان بجای انرژی ماهیچه ای باشد. با این وجود به فراموشی سپردن احساسات و فرهنگ، خستگی های زندگی شهری و عدم توجه به محیط زیست و … انسانها را در شهرهای بزرگ رفته رفته به این مسیر سوق میدهد که راهی برای انتقال محیط کاری و زندگی خود به شهرهای کوچک که کمتر در معرض اینگونه آلودگی ها هستند قرار دهد.
پایتخت کشور ما نیز به صورت یک ابرشهر با آلودگی های گوناگون اعم از محیطی و غیرمحیطی درآمده است و رفته رفته در بین مردم تهران گرایش به خروج از تهران و اسکان گزینی در سایر شهرهای کوچکتر و خوش آب و هواتر دیده میشود. یکی از این شهرهای نسبتاً نزدیک شهر رشت می باشد، که ضمن داشتن آب و هوای خوب امکانات شهری مناسبی هم دارد. این شهر امکانات رفاهی قابل توجه، ترافیک کم، طبیعتی زیبا، نزدیکی به دریا و دارای جاده ها و راههای مسافرتی مناسبی دارد. البته آب و هوایی مرطوب دارد که عادت کردن به آن خیلی کار دشواری نمی باشد. این پروژه در واقع روند اقدام یکی از ساکنان تهران که تصمیم به نقل مکان به رشت را دارد میباشد و به دلیل اینکه محیط مناسب برای زندگی جزء اولین نیازهای انسان است به عنوان دکوراتور کارفرمای این پروژه از من دعوت به همکاری کردهاند.
این واحد مسکونی در یک مجتمع واقع شده که به تازگی سفت کاری آن آغاز شده است و پیش بینی میشود که تا پایان پاییز یا حداکثر پایان دی ماه پایان یابد.
فاز اجرای این پروژه بعد از پایان سفت کاری این مجتمع آغاز میشود و تا آن موقع ساخت ماکت و خرید برخی وسایل یا ساخت برخی المانها صورت میگیرد.
البته روند طراحی و ساخت یکی از المانها بطور کامل در این پروژه آورده شده است. امید به اینکه تلاش این جانب برای ارائه هرچه بهتر این پروژه نتیجه بخش بوده باشد.
و در پایان از پروردگارم، او را شکر میکنم و از او می خواهم مرا یاری کند تا به شایستگی سپاس همة آنچه را او به من بخشیده بجای آورم.
فهرست:
1- بخش طراحی محیطی
- اولین مذاکره با کارفرما
- تهیه پرسشنامه برای کارفرما
فاز تحقیق طراحی محیطی:
- تحقیقات محیطی
- تحقیقات فردی
- جمع بندی اطلاعات
- پردازش اطلاعات
فاز طراحی محیطی:
- طراحی مقدماتی
- غربال طرحها
- انتخاب طرح برتر
- تهیه نقشه برای ماکت
- ساخت ماکت
2- بخش طراحی المان
فاز تحقیق طراحی بر مبنای فیوچردیزاین:
بررسی پارامترهای تحقیقی
- پاسخ به چند سؤال
- پردازش اطلاعات
فاز طراحی المان:
- اسکچ های مقدماتی:
- غربال طرحها:
- انتخاب سه طرح برتر
- ارائه روشهای خلاقه:
- ساخت ماکت و تهیه 3D :
فاز اجرای المان:
- تهیه نقشه های اجرایی و تعیین متریال.
- جدول نازککاری
- توضیح روش ساخت
- تحویل به کارفرما