سيروان محمدي

ایران کشوری درحال توسعه است وتولید برق توسط نیروگاه یکی از نیازهای صنعت کشور است. از این رو به حداقل رساندن ساعات تعمیرات و در مدار ماندن نیروگاه یکی از اولویت های صنعتی کشور بشمار می آید.به همین دلیل در این پایانامه روشهای برای ایجاد مقاومت به ترک ناشی از خوردگی بهتر و ایجاد تنش فشاری برای افزایش طول عمر صفحات تقسیم کننده مخازن نیروگاهی پرداخته شده است. روش های مورد بررسی در این پایان نامه انجام تست کشش ومتالوگرافی بر روی صفحات داخل مخازن برای بدست آوردن مقدار تغییرات خواص فولادرا تعیین کندوعملیات شبیه سازی ساچمه زنی جهت ایجاد تنش فشاری را مورد بررسی قرارداده ایم وشبیه سازی عملیات حرارتی که از جهت ایجاد سختی وکاهش میزان ترک خوردگی صفحات را مورد بررسی قرار دادیم. در این بررسی 31 عدد نمونه از صفحات داخل مخازن که از فولاد ASTM A36تهیه شدبود تست کشش و متالوگرافی برروی آنها انجام شدومورد بررسی قرار گرفت وهمچنین 4 عدد نمونه سالم از صفحات داخل مخازن که نصب نشده بودند تهیه شد و بر روی آنها تست کشش انجام شدومورد بررسی قرارگرفت ونتایج آزمون تست کشش را با هم مورد مقایسه قرار گرفت و همچنین نتایج شبیه سازی ساچمه زنی و شبیه سازی عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهدکه نمونه های داخل مخازن در مقایسه با نمونه های سالم دارای کاهش ضخامت و نرخ خوردگی است که همین امر باعث شده که بیشتر خواص فلز تغییر کند. نتیجه شبیه سازی ساچمه زنی نشان می دهد با توجه به اینکه یک لایه تنش فشاری ایجاد می کند مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش ایجاد می کندونتایج عملیات حرارتی بدست آمده نشان می دهد که با توجه به اینکه تغییرات در خواص فولاد ایجاد کرده که فولاد دارای سختی بیشتری نسبت به قبل است.

کشورماکشوری درحال توسعه است وتولید برق توسط نیروگاه یکی از نیازهای صنعت کشور است. از این رو به حداقل رساندن ساعات تعمیرات و در مدار ماندن نیروگاه یکی از اولویت های صنعتی کشور بشمار می آید. به همین دلیل در این پایانامه روشهای برای ایجاد مقاومت به ترک ناشی از خوردگی بهتر و ایجاد تنش فشاری برای افزایش طول عمر صفحات تقسیم کننده مخازن نیروگاهی پرداخته شده است. روش های مورد بررسی در این پایان نامه انجام تست کشش ومتالوگرافی بر روی صفحات داخل مخازن برای بدست آوردن مقدار تغییرات خواص فولادرا تعیین کندوعملیات شبیه سازی ساچمه زنی جهت ایجاد تنش فشاری را مورد بررسی قرارداده ایم وشبیه سازی عملیات حرارتی که از جهت ایجاد سختی وکاهش میزان ترک خوردگی صفحات را مورد بررسی قرار دادیم. در این بررسی 31 عدد نمونه از صفحات داخل مخازن که از فولاد ASTM A36 تهیه شدبود تست کشش و متالوگرافی برروی آنها انجام شدومورد بررسی قرار گرفت وهمچنین 4 عدد نمونه سالم از صفحات داخل مخازن که نصب نشده بودند تهیه شد و بر روی آنها تست کشش انجام شدومورد بررسی قرارگرفت ونتایج آزمون تست کشش را با هم مورد مقایسه قرار گرفت و همچنین نتایج شبیه سازی ساچمه زنی و شبیه سازی عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهدکه نمونه های داخل مخازن در مقایسه با نمونه های سالم دارای کاهش ضخامت و نرخ خوردگی است که همین امر باعث شده که بیشتر خواص فلز تغییر کند. نتیجه شبیه سازی ساچمه زنی نشان می دهد با توجه به اینکه یک لایه تنش فشاری ایجاد می کند مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش ایجاد می کندونتایج عملیات حرارتی بدست آمده نشان می دهد که با توجه به اینکه تغییرات در خواص فولاد ایجاد کرده که فولاد دارای سختی بیشتری نسبت به قبل است.

امروزه خودرو عضو جدایی ناپذیر از زندگی انسان ها شده است. در چند سال اخیر روند جایگزین شدن خودروهای برقی به جای خودرو با موتور احتراق داخلی با سرعت خوبی اتفاق افتاده است، و در آینده سرعت بیشتری خواهد داشت. سوخت این خودروها انرژی الکتریکی است. این پژوهش باهدف طراحی یک سیستم تولید برق برای شارژ باطری خودرو هنگام حرکت آغاز شد. به هنگام حرکت خودرو شاهد نیروی مقاومت باد که با حرکت خودرو ممانعت می کند هستیم. در طراحی سیستم تولید برق از این نیروی مقاوم استفاده مفید شده است. سیستم طراحی شده در جعبه جلویی خودرو قرار می گیرد که دارای یک پروانه است که نیروی باد را به حرکت دورانی برای به چرخش درآوردن ژنراتور تبدیل می کند. در پژوهش حاضر جریان های باد روی یک مدل خودرو برای بررسی پروفیل های فشار در دو حالت مختلف خودرو در سرعت های مختلف شبیه سازی شده است. همچنین تأثیر جریان های سیال و چگونگی تبدیل نیروی سیال به حرکت دورانی توسط پروانه نیز برای انتخاب بهتر پروانه شبیه سازی شده است. همچنین تنش های وارد بر پروانه در نرم افزار المان محدود انسیس به دست آمده و عمر خستگی پروانه محاسبه شده است. در پایان ژنراتورهای مناسبی نیز پیشنهادشده است.

جوانه زنی و رشد ترک در بسیاری از سازه ها و قطعات مورد استفاده در صنایع مختلف نظیر، ماشین آلات، سازه های هوافضا، مخازن تحت فشار، به دلیل تنش های وارده بر این سازه ها و قطعات امری اجتناب ناپذیر و طبیعی است. استفاده از وصله کامپوزیتی به عنوان روش ترمیم، بدلیل مزایای متعدد آن در کاهش ضریب شدت تنش و جلوگیری از رشد ترک، از اهمیت خاصی بر خوردار است. با استفاده از روش المان محدود، مدل سازی وصله کامپوزیتی و ورق، به صورت سه بعدی در نرم افزار آباکوس انجام شده است. تحقیقات گذشته نشان می دهد که بررسی ابعاد، جنس و زاویه ی الیاف وصله، بر بازدهی وصله متاثر است. تمرکز اصلی این پژوهش، بر روی ساختار چسب وصله است و نتایج مهمی در این راستا بدست آمده است. افزایش مدول برشی چسب می تواند ضریب شدت تنش را به خوبی کاهش دهد اما تنش های آن نیز افزایش می یابد. تکنیک چسب دوباندی با مدول برشی متغیر، منجر به کاهش ضریب شدت تنش و تنش های چسب شده است. باند اول چسب که روی ترک قرار گرفته، مدول برشی آن به حداقل و حداکثر میزان، متغیر و باند دوم که در اطراف ترک قرارگفته، مدول برشی آن حداقل، ثابت فرض شده است. وصله دوچسبی علاوه بر کاهش ضریب شدت تنش و انتقال تنش از باند اول به باند دوم، منجر به چسبندگی شدید بین وصله کامپوزیتی و صفحه آلومینیمی شده است. بررسی پارامترهای دیگر وصله کامپوزیتی، از جمله: تاثیر افزایش طول ترک، ضخامت چسب، ضخامت وصله و ابعاد آن، نشان می دهد که افزایش ضخامت چسب و عرض وصله، منجر به افزایش ضریب شدت تنش و در مقابل، افزایش ضخامت وصله و طول آن، باعث کاهش ضریب شدت تنش شده است.

در این پایان نامه به تحلیل تنش و بررسی عمر خستگی پره توربین گازی مدل زوریای اوکراین پرداخته شده است. تحلیل تنش پره به وسیله نرم افزار المان محدود آباکوس در حالت هایی مختلف ( دوران و دمایی) صورت گرفت. نتایج در دماها و دوران های مختلف مورد بررسی قرار گرفت برایند نتایج بدست آمده از تحلیل تنش، بدست آوردن مقطع حساس تنشی در روی پره می باشد. این مقطع مستعد ترک و شکست نسبت به مقاطع دیگر پره می باشد. ترک هایی در ابعاد مختلف در مقطع حساس تنشی پره وارد گردید و ضریب شدت تنش و طول ترک بحرانی که در آن پره به شکست منجر می شود بدست آمد طول ترک اولیه با ضریب شدت تنش رابطه مستقیم دارد و بوسیله نرم افزار fe- safe عمر خستگی پره برای حالت ترک بحرانی محاسبه گردید. استفاده از عکس های برسکوپی پره توربین، مشاهده تجربی خرابی و آسیب های وارده به پره توربین و تحلیل عکس هایی برسکوپی به منظور مکمل پژوهش و جلوگیری از توقفات پیش بینی نشده صورت گرفت.

انتخاب تعداد بهینه و اندازه مناسب ماشین های کشاورزی و همچنین سرمایه گذاری صحیح در این زمینه از مسائل اصلی مکانیزاسیون کشاورزی می باشد. این پژوهش جهت بهینه سازی اندازه و تعداد ماشین های کشاورزی مورد نیاز در شهرستان سقز انجام شده است. انتخاب تراکتورهای مورد نیاز در مزارع براساس حجم عملیات، میزان زمان در اختیار و هزینه های ثابت و متغیر ناشی از هر ماشین انجام می گیرد. روشی که ملاحظات اقتصادی و ملاحظات فنی را به طور هم زمان در نظر داشته باشد روش برنامه ریزی خطی یا غیرخطی می باشد. در این پژوهش از یک مدل غیرخطی با هدف حداقل سازی هزینه کل شامل هزینه های ثابت و متغیر سامانه ی ماشینی مورد نیاز می باشد. تابع هدف آن شامل هزینه های ثابت و متغیر ادوات شخصی و هزینه اجاره در ادوات اجاره ای می باشد و محدودیت ها در سه گروه طبقه بندی شدند. از نرم افزارLINGO8 برای تحلیل مدل،از نرم افزار SPSS برای تحلیل آماری و از نرم افزار Decisions Super برای اولویت بندی مناطق مورد مطالعه بر اساس شاخص های مکانیزاسیون با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی استفاده شد. زمان در اختیار برای انجام فعالیت های لازم از مهم ترین فاکتورهای تاثیرگذار بر تعداد ماشین ها و هزینه کل آن ها می باشد. لذا از سطوح احتمال روزهای کاری0، 75 و 90 درصد در دو بخش استفاده از ماشین های شخصی و ترکیب ماشین های شخصی و اجاره ای در قالب 4 سناریو استفاده شد. نتایج نشان داد که با کاهش تعداد روزهای کاری، تعداد تراکتورهای مورد نیاز افزایش و بین تعداد موجود و تعداد بهینه آن ها تفاوت وجود دارد. سطح احتمال 75 درصد به عنوان سطح قابل قبول مبنای تصمیم گیری در نظر گرفته شد. کمترین هزینه کل مربوط به سناریوی سطح احتمال 75 درصد در استفاده از ترکیب ماشین ها شخصی و اجاره ای به دست آمد. هرچند در این سناریو سطح مکانیزاسیون نسبت به سطح موجود کاهش یافته است اما چون هدف حداقل کردن هزینه است، پس این سناریو به عنوان برنامه بهینه انتخاب شد. همجنین عامل سواد، سابقه فعالیت کشاورزی و سابقه استفاده از ماشین های کشاورزی در استفاده بهینه و اقتصادی از ماشین ها می تواند موثر باشد. نهایتا در روش تحلیل سلسله مراتبی، براساس شاخص های سطح مکانیزاسیون، درجه مکانیزاسیون، توان اجرایی و بهره وری که به ترتیب مهم ترین و موثرترین شاخص ها در مطالعه وضعیت مکانیزاسیون اقتصادی هستند مشخص شد که به ترتیب مناطق سرا، صاحب، میرده، سنته و سرشیوبر وضعیت مکانیزاسیون شهرستان تاثیر مستقیم دارند.

یکی از سازه های بسیار مهم در زندگی بشر امروزی موتورهای جت می باشند. در واقع در عصر حاضر این از موتورها یکی از مولفه های قدرت نظامی و موضوعی جدی در بحث ترابری هر کشوری به حساب میآیند. طراحی وساخت موتورهای جت مراحل پیچیدهای دارد. تعامل و همافزایی مستمر مباحث مکانیکی، ترمودینامیکی، آیرودینامیکی و روشهای ساخت و تولید موجب میشود تا یک موتور جت طراحی، تولید و به کار گرفته شود. کاربرد وسیع موتورهای توربینی در نیروگاه، هواپیماهای نظامی و غیر نظامی، صنایع نفت و پتروشیمی و غیره، این ضرورت را بر همگان آشکار می سازد که پیشرفت همیشگی در طراحی و فرآیندهای تولید این نوع موتورها امری بسیار حیاتی است. اما در این میان نباید از موضوع نگهداری، تعمیر و ایمنی موتورهای توربینی غافل شد. چرا که این نوع موتورها به صورت مستقیم و غیرمستقیم با جان انسانها سروکار دارد. مهمترین بحث در این زمینه، مسئله تعویض به موقع قطعات می باشد. زمان تعویض به موقع قطعات مستلزم اطلاع دقیق از نحوه از کارافتادگی قطعات و توانایی پیش بینی آن است که در شاخه مهندسی مکانیک مباحثی به نام عمر خستگی و رشد ترک این امر مهم را برآورده می سازند. هدف از انجام این پژوهش بررسی و تحلیل شکست، خستگی و تخمین عمر قطعات توربین یک موتورجت خاص می باشد تا اجزای توربین قبل از هرگونه واماندگی تعمیر یا تعویض گردند. چرا که اگر این قطعات پیش از موعد از کار افتادگی تعویض شوند، ایجاد هزینهی اضافه می نمایند و اگر به هر دلیلی در موعد مقرر تعویض یا تعمیر نگردند، موجب بهوجود آمدن خسارات جبران ناپذیری از جمله سقوط هواپیما، انفجار در نیروگاه و غیره خواهد شد. در اکثر مقالات و پژوهش های انجام شده در این زمینه تمرکز کار معمولا بر یکی از مباحث و فقط در مورد یک قطعه بوده است. اما در پژوهش پیش رو تمام قطعات اصلی از جمله پره و دیسک با هندسه واقعی و بدون ساده سازی، در شرایط مرزی و نیرویی بسیار نزدیک به واقعیت، بررسی شده اند که این به نوبه خود یکی از جنبهها ی نوآوری کار می باشد. ابتکار دیگری که از آن استفاده شده است، خاصیت کوپلینگ تحلیل های مختلف سیالاتی و استاتیکی در نرم افزار Ansys است که از آن برای انتقال بی کم و کاست نیروهای آیرودینامکی و فشار حاصل از جریان سیال عبوری از روی پره از حوزه سیال به حوزه جامد استفاده شده است. همچنین دامنه وسیعی از بارگذاری ها برای محاسبات در نظر گرفته شد تا احتمال هر مقدار زمان عمر قطعه پیش بینی گردد.

اتصالات لوله ای جوشکاری شده به دلیل کارایی بالا در مقابل فشار ، خمش و پیچش ﺑﻪ ﻃﻮرﮔﺴﺘﺮده ای در اﺗﺼﺎﻻت ﺳﺎزه ﻫﺎی ﻣﺘﻨﻮﻋﯽ در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند . ﺳﺎزه ﻫﺎی ﺟﻮﺷﮑﺎری ﺷﺪه جزو ﻗﺴﻤﺖﻫﺎی اصلی ﮐﺸﺘﯽﻫا ، ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎ ، ﭘﻞﻫﺎ ، ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی اﻧﺘﻘﺎل ﮔﺎز ، ﻣﺠﺮاﻫﺎی ﻓﺸﺎر و ﺗﺠﻬﯿﺰات اﻧﺘﻘﺎل ﻗﺪرت در صنایع کشتی سازی ، ساختمان سازی ، نفت ، گاز ، پتروشیمی و نیروگاهها ﻣﯽ باشند. نمونه ای از اتصالات جوشی لوله ای ، اتصال صلیبی می باشد که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش با یک اتصال جوشکاری شده از قبل ، با یک عیب غیر قابل اصلاح موضعی مواجه هستیم که جهت تعمیر کل خط جوش جوش به طور کامل برشکاری ، تمیز کاری شده و پخ زنی مجدد شده و جهت جوشکاری مجدد بدون هیچگونه تنش پسماندی آماده می باشد. شبیه سازی جوش سه پاسه و اصلاح مش در اطراف منطقه جوشکاری در نرم افزار Simufact Welding که یک نرم افزار کاملاً تخصصی جهت جوشکاری می باشد انجام می شود و در نهایت توزیع دما و تنش های ایجاد شده در حین جوشکاری توسط این نرم افزار بررسی می شود. لازم به ذکر است که طراحی مدل اولیه در نرم افزار Solidwork انجام شده است و در نرم افزارMSC Apex با استفاده از بخش Geometry Cleanup مدل اولیه از هر مشکلی تمیز شده و مش بندی طرح اولیه انجام می شود ، جهت شبه سازی جوش و ادامه فرآیند مدل با مش بندی اولیه به نرم افزار Simufact Welding انتقال داده می شود. ﻫـﺪف اصلیﮐـﺎر ﺣﺎﺿـﺮ ﺑﺮرﺳﯽتوزیع حرارت وﺗﻨﺶ ﻫﺎی ﭘﺴـﻤﺎﻧﺪ ﻧﺎﺷـﯽ از فرآیند ﺟـﻮشکـﺎری سه مرحله ای در یک اتصال صلیبی از جنس St52 با استفاده از نرم افزار تخصصی Simufact Welding می باشد. ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺟﻮﺷﮑﺎری ﺷﺎﻣﻞ سه ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺟﻮﺷﮑﺎری با اﻟﮑﺘﺮود دﺳﺘﯽ می باشد. ﻣﺪل اﺟﺰاء ﻣﺤﺪود ﺷﺎﻣﻞ ﺧﻮاص ﺣﺮارﺗﯽ و ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﻓﻠﺰ ﭘﺎﯾﻪ و ﻓﻠﺰ ﺟﻮش ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺗﺎﺑﻌﯽ از دﻣﺎ اﺳﺖ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ از اﺑﺰارﻫﺎی ﭘﯿﺸﺮﻓﺘﻪ ﻣﺪلﺳﺎزی ﻣﺎﻧﻨﺪ انطباق مش در طول فرآیند و مش بندی سازگار با محل جوشکاری ، ﺗﻮﻟﺪ و مرگ اﻟﻤﺎن و ﺣﺮﮐﺖ ﻣﻨﺒﻊ ﺣﺮارﺗﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. شبیه سازی نشان دادکه ﺗﻨﺶ ﻫﺎی ﭘﺴﻤﺎﻧﺪ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﯽ در اﺗﺼﺎل ﺑﻌﺪ از ﺟﻮش ﮐﺎری اﯾﺠـﺎد می شود. ﻣﻘﺎﯾﺴﻪی ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ ﮐﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻋﺪدی و اﻧﺪازهﮔﯿﺮیﻫﺎی ﺗﺠﺮﺑﯽ ﺗﻄﺎﺑﻖ ﺧﻮﺑﯽ ﺑﺎ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ داﺷﺘﻪ و ﻣﺪل موجود ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﺧﻮﺑﯽ از ﺗﻮزﯾﻊ دﻣﺎ و ﺗﻨﺶ ﭘﺴﻤﺎﻧﺪ در اﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺟﻮﺷﮑﺎری داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ.

یکی از مهمترین مسایل در طراحی مخازن تحت فشار محاسبه ی تنش ها و تغییرفرم ها با توجه به تاثیرات هر دو عامل فشار و دمای داخلی و خارجی مخزن می باشد. در پژوهش حاضر به تحلیل مخازن تحت فشار کامپوزیتی و مواد تابعی مدرج تحت فشار داخلی پرداخته می شود. مخزن با کامپوزیت کربن اپوکسی مسلح می شود. بعد از آن مخزن دیگری با جنس مواد تابعی مدرج مدل می گردد. در این جنس خاص از مخزن، مدول الاستیک ماده به صورت خطی از داخل به خارج مخزن کاهش می یابد. در مدل چهارم مخزنی با جنس مواد تابعی مدرج که مدول الاستیک آن به صورت تابع نمایی افزایش می یابد مدل می شود. در ادامه بررسی تنش و جابه جایی بر ظرفیت تحمل فشار مخزن انجام می شود. نمودار بیشینه ی تنش و جابه جایی مخزن بر حسب تعداد زمان بر اساس معیار فون مایسز ترسیم و با هم مقایسه می گردد. همچنین سایر خواص مکانیکی مخزن ونتایجی که از خروجی نرم افزارآباکوس استخراج می گردد با حل دقیق تحلیلی و خروجی نرم افزار متلب مقایسه می گردد. نتایج حاصل نشان داد که مخزن دارای جنس مواد تابعی مدرج رفتار مکانیکی بهتری از مخزن کامپوزیتی با همان ضخامت از خود نشان می دهد. رفتار مکانیکی ماده دارای مدول الاستیک نمایی نتیجه ی بهتری از حالت خطی نشان داد.