پایان نامه تحلیل رفتارهای غیرخطی یک تیر ترک‌دار با سفتی غیرخطی

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه تحلیل رفتارهای غیرخطی یک تیر ترک‌دار با سفتی غیرخطی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:131

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد
رشته مهندسی مکانیک-گرایش طراحی کاربردی

فهرست مطالب:
فصل 1    - مقدمه و مرور کارهای انجام شده    16
1-1    مقدمه    17
1-2    تاریخچه مطالعات و مرور کارهای انجام شده    17
1-3    انواع مدل سازی های ترک    20
1-4    بیان مسئله مدل سازی ترک باز    20
1-5    اهداف و مسائل بررسی شده در پایان نامه    21
فصل 2    - مدل سازی خطی  و غیر خطی ترک و بررسی معادلات حرکت    22
2-1    مقدمه    23
2-2    معادلات ارتعاش آزاد    23
2-2-1    تئوری اویلر - برنولی    23
2-2-2    تئوری تیموشنکو    32
2-2-3    بررسی تیر  شامل چند ترک    41
2-2-4    ترک با شکل های هندسی مختلف:    45
2-3    مدل سازی ترک باز و بسته شونده    50
2-3-1    مدل سازی ترک ساختار منحنی    51
2-3-2    بررسی ترک v- شکل    61
2-3-3    حل مسئله با روش میانگین گیری    66
فصل 3    - نتایج مدل سازی    71
3-1    مقدمه    72
3-2    نتایج ترک باز ساده    72
3-2-1    تیر با نسبت های مختلف عمق ترک    72
3-2-2    تیر با نسبت های مختلف طول دهانه ترک    75
3-2-3    بررسی اثر تغییر موقعیت ترک    78
3-3    بررسی اثر تعداد ترک    81
3-3-1    بررسی نتایج به ازای عمق و طول دهانه ثابت و موقعیت های متفاوت    82
3-3-2    بررسی نتایج به ازای موقعیت و طول دهانه ثابت و عمق های متفاوت    83
3-3-3    بررسی نتایج به ازای موقعیت و عمق ثابت و طول دهانه های متفاوت    85
3-4    بررسی تیر با  شکل های هندسی  مختلف    87
3-4-1    ترک بیضی شکل    87
3-4-2    ترک سهمی شکل    91
3-4-3    ترک مثلثی    92
3-5    ترک باز و بسته شونده     95
3-5-1    ترک منحنی با ساختار دایره ای شکل    96
3-6    شکل مود، شکل شیب، گشتاور خمشی و نیروی برشی    106
3-7    اعتبار سنجی نتایج مدل های پیشنهادی    111
3-7-1    ترک باز ساده    111
3-7-2    ترک مثلثی شکل    112
3-7-3    ترک باز و بسته شونده    115
فصل 4    - نتیجه گیری و پیشنهادات    117
4-1    نتیجه گیری    118
منابع


فهرست اشکال
شکل  ‏2 1:الف) تیر به طول  با یک ترک به عمق   در موقعیت نشان داده شده. ب)همان تیر با فنر پیچشی جایگزین ترک با سفتی      23
شکل  ‏2 2:  تیر ترکدار به طول L ،ارتفاع h،  عمق ترک h_c و طول دهانه d_o    24
شکل  ‏2 3 تیر دو  سر گیر دار    27
شکل  ‏2 4: تیر یک سر گیر دار – یک سر آزاد    31
شکل  ‏2 5  تیر دو  سر لولا    31
شکل  ‏2 6: تیر گیردار – مفصل برشی (در مفصل برشی، شیب و نیروی برشی صفر است.)    32
شکل  ‏2 7 : تیر به طول , شامل دو ترک به عمق  وارتفاع   و طول دهانه ترک      41
شکل  ‏2 8 تیربه طول , شامل سه ترک به عمق  وارتفاع   و طول دهانه ترک      42
شکل  ‏2 9 :  تیربه طول ,  وارتفاع  ، شامل یک ترک مثلثی به عمق   و طول دهانه ترک      48
شکل  ‏2 10 : تیربه طول ,  وارتفاع  ، شامل یک ترک بیضوی به عمق   و طول دهانه ترک      48
شکل  ‏2 11 : تیربه طول ,  وارتفاع  ، شامل یک ترک سهموی به صورت عمودی به عمق   و طول دهانه ترک     50
شکل  ‏2 12 : تیر به طول ,  وارتفاع  ، شامل یک ترک سهموی به صورت افقی به عمق   و طول دهانه ترک      50
شکل  ‏2 13 : تیر ترکدار با ترک منحنی شکل با شعاع انحناهای متفاوت، عمق  و طول وجه      51
شکل  ‏2 14  ترک با ساختار منحنی دایره ای شکل به شعاع انحنای در دو طرف و زاویه اولیه   و طول دهانه      51
شکل  ‏2 15 : موقعیت نقاط ابتدا و انتهای ترک و نیز تغییرات هندسه ترک در حین ارتعاش    53
شکل  ‏2 16  ترک با ساختار v-شکل و مشخصات هندسی    61
شکل  ‏2 17  : ترک با ساختار v- شکل در حین ارتعاش در هنگام بسته شدن.    62
شکل  ‏3 1 : تغییر فرکانس طبیعی تیر دوسر گیردار به ازای   و موقعیت     96
شکل  ‏3 2: تغییر زاویه ترک تیر دوسر گیردار در حین ارتعاش به ازای   و موقعیت      97
شکل  ‏3 3: تغییرات فرکانس طبیعی تیر دوسر گیردار در حین ارتعاش به ازای عمق های مختلف ترک و موقعیت      97
شکل ‏3 4: تغییرات فرکانس طبیعی تیر دوسر گیردار در حین ارتعاش در موقعیت های مختلف به ازای  .    98
شکل ‏3 5: تغییر فرکانس طبیعی تیر یکسر گیردار به ازای   و موقعیت .    99
شکل ‏3 6: تغییر زاویه ترک تیر یکسر گیردار در حین ارتعاش به ازای   و موقعیت .    99
شکل‏ 3 7: تغییرات فرکانس طبیعی تیر یکسر گیردار به ازای نسبت عمق های مختلف و موقعیت .    100
شکل ‏3 8: تغییرات فرکانس طبیعی تیر یکسر گیردار به ازای موقعیت های مختلف و عمق ترک  .    100
شکل ‏3 9: تغییرات فرکانس طبیعی تیر دو سر لولا به ازای   و موقعیت  .    101
شکل ‏3 10: تغییر زاویه ترک تیر دو سر لولا در حین ارتعاش برای  و موقعیت  .    101
شکل ‏3 11: تغییر فرکانس طبیعی تیر دو سر لولا در حین ارتعاش به ازای عمق های مختلف و موقعیت  .    102
شکل ‏3 12: تغییر فرکانس طبیعی تیر دوسر لولا در حین ارتعاش به ازای موقعیت های مختلف و  .    102
شکل ‏3 13: تغییر فرکانس طبیعی مود دوم تیر دوسر گیردار به ازای   و موقعیت  .    103
شکل ‏3 14: تغییر زاویه ترک در حالت دو مود برای تیر دوسر گیردار در حین ارتعاش به ازای   و موقعیت  .    103
شکل ‏3 15: تغییر فرکانس طبیعی تیر دوسر لولا در حالت دو مود به ازای عمق و موقعیت  .    104
شکل ‏3 16: تغییر زاویه ترک تیر دوسر لولا در حالت دو مود به ازای عمق  و موقعیت  .    104
شکل ‏3 17: تغییر فرکانس طبیعی دوم تیر دوسر لولا به ازای عمق های مختلف و موقعیت  .    105
شکل ‏3 18: تغییر فرکانس طبیعی دوم تیر لولا-مفصل برشی به ازای عمق و موقعیت .    105
شکل ‏3 19: تغییر زاویه ترک تیر لولا-مفصل برشی در مود دوم به ازای عمق و موقعیت .    106
شکل ‏3 20: تغییر فرکانس طبیعی دوم تیر لولا-مفصل برشی به ازای عمق های مختلف و موقعیت  .    106
شکل ‏3 21: شکل مد اول و دوم تیر دو سرگیردار به ازای عمق ترک الف) ، ب) .    107
شکل ‏3 22: شکل شیب اول و دوم تیر دو سرگیردار به ازای عمق ترک الف)  ، ب) .    108
شکل ‏3 23: گشتاور خمشی مد اول و دوم تیر دو سرگیردار به ازای عمق ترک الف)  ، ب) .    108
شکل ‏3 24: نیروی برشی مد اول و دوم تیر دو سرگیردار به ازای عمق ترک الف)  ، ب) .    109
شکل ‏3 25: شکل مد اول و دوم تیر یک سرگیردار به ازای عمق ترک الف)  ، ب) .    109
شکل ‏3 26: شکل شیب اول و دوم تیر یک سرگیردار به ازای عمق ترک الف) ، ب)  .    110
شکل ‏3 27: گشتاور خمشی مد اول و دوم تیر یک سرگیردار به ازای عمق ترک الف)  ، ب)  .    110
شکل ‏3 28: نیروی برشی مد اول و دوم تیر یک سرگیردار به ازای عمق ترک  الف)  ، ب) .    111
شکل ‏3 29:  مقایسه نتایج بدست آمده از روش پیشنهادی با نتایج تجربی در مرجع [18] و روش المان محدود مرجع [20].    112
شکل ‏3 30: مقایسه نسبت فرکانسی پایه بدست آمده بر اساس روش پیشنهادی با نتایج تحلیلی مرجع [20].    113
شکل ‏3 31: مقایسه نسبت فرکانسی سوم بدست آمده بر اساس روش پیشنهادی با نتایج تحلیلی مرجع [20].    113
شکل ‏3 32: مقایسه شکل مود اول ارتعاشی تیر دو سر لولا به ازای عمق ترک  و موقعیت ترک      114
شکل ‏3 33: مقایسه شکل مود دوم ارتعاشی تیر دو سر لولا به ازای عمق ترک  و موقعیت ترک      114
شکل ‏3 34: مقایسه شکل مود سوم ارتعاشی تیر دو سر لولا به ازای عمق ترک  و موقعیت ترک      115
شکل ‏3 35: مقایسه نتایج بدست آمده از مدل ارائه شده با داده های آزمایشگاهی و مدل تحلیلی در مرجع [69]    116

فهرست جداول
جدول ‏3 1: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر دو سر گیردار با عمق های مختلف و موقعیت ترک  و طول دهانه و مقایسه نتایج با روش متعارف و تیر سالم    73
جدول ‏3 2: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر یکسر گیردار با عمق های مختلف و موقعیت ترک  و طول دهانه  و مقایسه نتایج با روش متعارف و تیر سالم    73
جدول ‏3 3: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر گیردار-مفصل برشی  با عمق های مختلف و موقعیت ترک  و طول دهانه  و مقایسه نتایج با روش متعارف و تیر سالم    74
جدول ‏3 4: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر دو سر لولا  با عمق های مختلف و موقعیت ترک  و طول دهانه  و مقایسه این نتایج با روش متعارف و تیر سالم    74
جدول ‏3 5: فرکانس های طبیعی تیر دو سر گیردار با طول های مختلف دهانه ترک و موقعیت ترک  و عمق ترک  و مقایسه این نتایج با روش متعارف و تیر سالم    75
جدول ‏3 6: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر یکسر گیردار با طول های مختلف دهانه ترک و موقعیت ترک  و عمق ترک   و مقایسه این نتایج با روش متعارف و تیر سالم    76
جدول ‏3 7: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر گیردار- مفصل برشی با طول های مختلف دهانه ترک و موقعیت ترک  و عمق ترک   و مقایسه این نتایج با روش متعارف و تیر سالم    77
جدول ‏3 8: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر دو سر لولا  با طول های مختلف دهانه ترک و موقعیت ترک  و عمق ترک   و مقایسه این نتایج با روش متعارف و تیر سالم    77
جدول ‏3 9: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر دو سر گیردار با موقعیت های مختلف ترک و طول دهانه   و عمق ترک   و مقایسه این نتایج با روش متعارف و تیر سالم    78
جدول ‏3 10: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر یک سر گیردار با موقعیت های مختلف ترک و طول دهانه   و عمق ترک   و مقایسه نتایج با روش متعارف و تیر سالم    79
جدول ‏3 11: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر دو سر لولا با موقعیت های مختلف ترک و طول دهانه   و عمق ترک   و مقایسه این نتایج با روش متعارف و تیر سالم    80
جدول ‏3 12: فرکانس های طبیعی مربوط به تیر گیردار- مفصل برشی با موقعیت های مختلف ترک و طول دهانه   و عمق ترک   و مقایسه این نتایج با روش متعارف و تیر سالم    81
جدول ‏3 13: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار و تیر یک سر گیردار به ازای  و طول دهانه ترک   و موقعیت های      82
جدول ‏3 14: فرکانس های طبیعی تیر گیردار-مفصل برشی و تیر لولا- مفصل برشی به ازای  و طول دهانه ترک   و موقعیت های      82
جدول ‏3 15: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار و تیر یک سر گیردار به ازای  و طول دهانه ترک   و موقعیت های      83
جدول ‏3 16: فرکانس های طبیعی تیر گیردار-مفصل برشی و تیر لولا- مفصل برشی به ازای  و طول دهانه ترک   و موقعیت های      83
جدول ‏3 17: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار و تیر یک سر گیردار به ازای   و طول دهانه ترک   و موقعیت های      84
جدول ‏3 18: فرکانس های طبیعی تیر گیردار-مفصل برشی و تیر لولا- مفصل برشی به ازای  و طول دهانه ترک   و موقعیت های      84
جدول ‏3 19: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار و تیر یک سر گیردار به ازای   و طول دهانه ترک   و موقعیت های      84
جدول ‏3 20: فرکانس های طبیعی تیر گیردار-مفصل برشی و تیر لولا- مفصل برشی به ازای   و طول دهانه ترک   و موقعیت های      85
جدول ‏3 21: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار و تیر یک سر گیردار به ازای   و طول دهانه ترک   و موقعیت های      85
جدول ‏3 22: فرکانس های طبیعی تیر گیردار-مفصل برشی و تیر لولا- مفصل برشی به ازای  و طول دهانه ترک   و موقعیت های      86
جدول ‏3 23: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار و تیر یک سر گیردار به ازای   و طول دهانه ترک   و موقعیت های      86
جدول ‏3 24: فرکانس های طبیعی تیر گیردار-مفصل برشی و تیر لولا- مفصل برشی به ازای  و طول دهانه ترک   و موقعیت های      87
جدول ‏3 25: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار با ترک بیضی شکل به ازای عمق های مختلف ترک و نسبت های مختلف قطر و موقعیت ترک در میانه تیر    88
جدول ‏3 26: فرکانس های طبیعی تیر یک سرگیردار با ترک بیضی شکل به ازای عمق های مختلف ترک و نسبت های مختلف قطر و موقعیت ترک در میانه تیر    88
جدول ‏3 27:  فرکانس های طبیعی تیر دو سر لولا با ترک بیضی شکل به ازای عمق های مختلف ترک و نسبت های مختلف قطر و موقعیت ترک در میانه تیر    89
جدول ‏3 28: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار با ترک بیضی شکل به ازای موقعیت های مختلف ترک و نسبت های مختلف قطر و عمق ترک      89
جدول ‏3 29: فرکانس های طبیعی تیر یک سرگیردار با ترک بیضی شکل به ازای موقعیت های مختلف ترک و نسبت های مختلف قطر و عمق ترک      90
جدول ‏3 30: فرکانس های طبیعی تیر دو سر لولا با ترک بیضی شکل به ازای موقعیت های مختلف ترک و نسبت های مختلف قطر و عمق ترک      90
جدول ‏3 31: فرکانس های طبیعی تیر با شرایط مرزی مختلف با ترک سهمی شکل به ازای عمق های مختلف ترک و نسبت های مختلف  و موقعیت ترک در میانه تیر    91
جدول ‏3 32: فرکانس های طبیعی تیر با شرایط مرزی مختلف با ترک سهمی شکل به ازای عمق های مختلف ترک و نسبت های مختلف  و موقعیت ترک در میانه تیر    92
جدول ‏3 33: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار با ترک مثلثی به ازای عمق های مختلف ترک و مقادیر مختلف   و موقعیت ترک در میانه تیر    92
جدول ‏3 34: فرکانس های طبیعی تیر یک سرگیردار با ترک مثلثی به ازای عمق های مختلف ترک و مقادیر مختلف   و موقعیت ترک در میانه تیر    93
جدول ‏3 35: فرکانس های طبیعی تیر دو سر لولا با ترک مثلثی به ازای عمق های مختلف ترک و مقادیر مختلف  و موقعیت ترک در میانه تیر    93
جدول ‏3 36: فرکانس های طبیعی تیر دو سرگیردار با ترک مثلثی به ازای موقعیت های مختلف ترک و مقادیر مختلف   و عمق      94
جدول ‏3 37: فرکانس های طبیعی تیر یک سرگیردار با ترک مثلثی به ازای موقعیت های مختلف ترک و مقادیر مختلف   و عمق      94
جدول ‏3 38: فرکانس های طبیعی تیر دو سر لولا با ترک مثلثی به ازای موقعیت های مختلف ترک و مقادیر مختلف   و عمق      95
جدول ‏3 39: مقایسه نتایج روش پیشنهادی بامدل آزمایشگاهی در مرجع [68]    111

چکیده
در این تحقیق به بررسی ارتعاش آزاد تیر ترکدار و یافتن فرکانس های طبیعی پرداخته ایم. در قسمت اول با استفاده از مدل ترک باز با مدل کردن قسمت ترکدار به صورت یک المان به شکل تیر و ارضای شرایط مرزی، فرکانس های طبیعی را برای شرایط مرزی مختلف بدست آورده ایم و تغییرات فرکانس طبیعی را به ازای تغییر پارامترهای مختلف ترک نشان دادیم. در قسمت بعد با همین مدل سازی تیر چند ترکه را بررسی کرده و در ادامه، مسئله را برای ترک با شکل های هندسی مختلف، مانند بیضی، مثلث و سهمی با استفاده از روش گالرکین حل نموده و فرکانس های طبیعی را بدست آوردیم در انتها با استفاده از مدل ترک باز و بسته شونده تیر ترکدار را با این فرض که ترک در حین ارتعاش باز و بسته می شود مدل سازی کرده و معادلات حرکت را برای دو حالت ترک منحنی شکل و ترک v- شکل استخراج کرده ایم. برای حل این معادلات غیر خطی از روش میانگین گیری بهره برده و تغییرات فرکانس طبیعی و همچنین تغییر زاویه ترک را در حین ارتعاش ترک و تغییرات فرکانس طبیعی را به ازای تغییر عمق ترک برای شرایط مرزی مختلف مورد بررسی قرار دادیم.          
کلمات کلیدی: تیر ترک دار، فرکانس طبیعی، ارتعاش آزاد.