فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:52
پایان نامه کارشناسی ارشد
رشته مهندسی مکانیک -گرایش طراحی کاربردی
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
1- فصل اول: مقدمه 2
1-1- اهمیت موضوع 2
1-2- هدف از انجام این پایاننامه و مراحل انجام آن 5
2- فصل دوم: مروری بر مطالعات پیشین 8
2-1- مقدمه 8
2-2-تاریخچه ارتعاشات تیرها 8
2-3-تاریخچه تحلیل معکوس 9
2-3-1-شناسایی معکوس بارهای ضربهای 10
2-3-2-شناسایی معکوس ثابتهای مواد 11
2-3-3-مسائل شناسایی ترک و عیوب 11
2-4-تاریخچه کاربرد فنرها و دمپرها 12
3- فصل سوم: مبانی تئوری 17
3-1- مقدمه 17
3-2-روند کلی حل یک مسأله معکوس 18
3-2-1-تعریف مسأله 20
3-2-2-ارائه مدل مستقیم 20
3-2-3-محاسبه حساسیت بین خروجیها و پارامترها 20
3-2-4-طراحی آزمایش 21
3-2-5-کمینه کردن خطای اندازهگیری 21
3-2-6-بکارگیری فرمولبندی معکوس 21
3-2-7-بازبینی پاسخ 22
3-3-مفاهیم اساسی مسائل معکوس 22
3-4-فرمولبندی معکوس 28
3-5-انتخاب خروجیها 30
3-6-هموارسازی برای مسائل بدنهاده 31
3-7- روشهای بهینهسازی 33
3-7-1- روشهای جستجوی مستقیم 36
3-7-2- روشهای جستجو بر پایه گرادیان 37
3-7-3-روش غیرخطی حداقل مربعات 37
3-7-4-روشهای پیدا کردن ریشه 38
3-7-5-الگوریتمهای ژنتیک 38
3-7-6-نکاتی در خصوص روشهای بهینهسازی 39
4- فصل چهارم: نحوه انجام تحقیق Error! Bookmark not defined.
4-1-مقدمه Error! Bookmark not defined.
4-2-تشریح مدل پیشنهادی Error! Bookmark not defined.
4-3- فرمولبندی تحلیل معکوس Error! Bookmark not defined.
4-3-1-محاسبه ماتریس حساسیت Error! Bookmark not defined.
4-3-2-شبیهسازی دادههای اندازهگیری Error! Bookmark not defined.
4-3-3-انجام محاسبات در نرم افزار Error! Bookmark not defined.
4-5- بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر پاسخ زمانمند تیرطرهای Error! Bookmark not defined.
4-5-1-بررسی تأثیر بازه اعمال نیرو بر پاسخ تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
4-5-2-بررسی تأثیر ضریب سفتی بر پاسخ تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
4-5-3-بررسی تأثیر ضریب میرایی بر پاسخ تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5- فصل پنجم: مثالهای عددی Error! Bookmark not defined.
5-1-مقدمه Error! Bookmark not defined.
5-2-بررسی تیر یک سر درگیر (تیر طرهای) Error! Bookmark not defined.
5-2-1-بررسی تأثیر خطای اندازهگیری بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-2-بررسی روند همگرایی پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-3-بررسی تأثیر محل قرارگیری حسگر بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-4-بررسی تأثیر تعداد دادههای اندازهگیری بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-5-بررسی تأثیر تعداد حسگر بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-6-بررسی تأثیر مقدار حدس اولیه بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-7-بررسی تأثیر زمان اعمال نیرو بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-8-بررسی تأثیر اختلاف زمانی بر پاسخ تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-9-بررسی تأثیر زمان دادهبرداری بر پاسخ معکوس در تیر طرهای بدون در نظر گرفتن اختلاف زمانی Error! Bookmark not defined.
5-2-10-بررسی تأثیر زمان دادهبرداری بر پاسخ معکوس در تیر طرهای با در نظر گرفتن اختلاف زمانی Error! Bookmark not defined.
5-2-11-بررسی تأثیر محل اعمال نیرو بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-12-بررسی تأثیر مقدار ضریب میرایی بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-2-13-بررسی تأثیر مقدار ضریب سفتی بر پاسخ معکوس در تیر طرهای Error! Bookmark not defined.
5-3-بررسی تیر دو سر درگیر Error! Bookmark not defined.
5-3-1-بررسی تأثیر خطای اندازهگیری بر پاسخ معکوس در تیر دو سر درگیر Error! Bookmark not defined.
5-3-2-بررسی تأثیر تعداد دادههای اندازهگیری بر پاسخ معکوس در تیر دو سر درگیر Error! Bookmark not defined.
5-3-3-بررسی تأثیر تعداد حسگرها بر پاسخ معکوس در تیر دو سر درگیر Error! Bookmark not defined.
6- فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات Error! Bookmark not defined.
6-1-مقدمه Error! Bookmark not defined.
6-2-نتیجهگیری Error! Bookmark not defined.
6-3-پیشنهادات Error! Bookmark not defined.
مراجع و منابع 42
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (1-1): کاربردهایی از تیرهای طرهای ....................................................................................... 4
شکل (3-1): روند کلی حل یک مسأله معکوس ................................................................................ 19
شکل (3-2): میله مستقیم با سطح مقطعهای متفاوت، ساخته شده از دو ماده، تحت نیروهای f_1 و f_2 ....................................................................................................................................... 23
شکل (3-3): میله مستقیم با سطح مقطع یکنواخت A تحت نیروی f ......................................... 25
شکل (3-4): مقایسه بین جابجایی دقیق و اندازهگیری شده در یک میله مستقیم .................... 26
شکل (3-5): مقایسه مقدار نیروی تخمین زده شده بر حسب مقدار واحد نیروی دقیق ............ 27
شکل (4-1): تیر طرهای معادل شده ................................................................................................... 44
شکل (4-2): شماتیک تیر طرهای تحت نیروی زمانمند .................................................................. 50
شکل (4-3): نمودار نیرو بر حسب زمان ............................................................................................. 50
شکل (4-4): سیستم جرم-فنر معادل با تیر طرهای ......................................................................... 51
شکل (4-5): نمودار کرنش-زمان تیر طرهای با تکیهگاه ایدآل تحت اثر ضربه برای مقادیر مختلف t^* ................................................................................................................................................. 53
شکل (4-6): سیستم جرم-فنر معادل شده برای تیر طرهای معادل شده ..................................... 54
شکل (4-7): نمودار کرنش-زمان تیر طرهای تحت اثر ضربه برای مقادیر مختلف پارامتر بیبعد شده k^* .......................................................................................................................................... 56
شکل (4-8): نمودار کرنش-زمان تیر طرهای تحت اثر ضربه برای مقادیر مختلف c^* ................. 58
شکل (5-1): تیر طرهای معادل شده (تکرار شکل (4-1)) .............................................................. 62
شکل (5-2): شماتیکی از نقطه دادهبرداری (نقطه A) و محل اعمال نیرو در تیر طرهای ..........
63
شکل (5-3): نمودار کرنش-زمان نقطه A از تیر معادل شده تحت اثر ضربه در انتهای تیر در تیر طرهای ........................................................................................................................................... 63
شکل (5-4): نمودار شتاب-زمان نقطه A از تیر معادل شده تحت اثر ضربه در انتهای تیر در تیر طرهای ................................................................................................................................................. 64
شکل (5-5): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای خطاهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................... 65
شکل (5-6): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای خطاهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای .................................................... 66
شکل (5-7): روند همگرایی پاسخ تحلیل معکوس با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای .............................................................................................................. 67
شکل (5-8): روند همگرایی پاسخ تحلیل معکوس با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای .............................................................................................................. 68
شکل (5-9): شماتیکی از نقاط قرارگیری حسگر در تیر طرهای ..................................................... 69
شکل (5-10): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مکانهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................... 69
شکل (5-11): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مکانهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای .................................................... 70
شکل (5-12): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداد دادههای اندازهگیری و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................... 71
شکل (5-13): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداد دادههای اندازهگیری و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای .................................................... 71
شکل (5-14): شماتیکی از نقاط دادهبرداری (نقاط A و B) در تیر طرهای ................................... 72
شکل (5-15): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداد کرنشسنجها در تیر طرهای ............
73
شکل (5-16): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداد شتابسنجها در تیر طرهای .............
73
شکل (5-17): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف حدس اولیه و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................... 74
شکل (5-18): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف حدس اولیه و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای .................................................... 75
شکل (5-19): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف زمان اعمال نیرو و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ............................................ 76
شکل (5-20): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف زمان اعمال نیرو و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ............................................. 77
شکل (5-21): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف ∆t و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................................ 78
شکل (5-22): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف ∆t و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................................. 78
شکل (5-23): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف t_3/t_2 و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای، بدون در نظر گرفتن اختلاف زمانی 80
شکل (5-24): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف t_3/t_2 و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای، بدون در نظر گرفتن اختلاف زمانی . 80
شکل (5-25): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف t_3/t_2 و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای و با در نظر گرفتن اختلاف زمانی . 82
شکل (5-26): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف t_3/t_2 و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای و با در نظر گرفتن اختلاف زمانی .. 82
شکل (5-27): شماتیکی از نقاط اعمال نیرو در تیر طرهای ............................................................. 83
شکل (5-28): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مکانهای مختلف اعمال نیرو با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................... 84
شکل (5-29): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مکانهای مختلف اعمال نیرو با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای .................................................... 84
شکل (5-30): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف c^* با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................................ 86
شکل (5-31): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف c^* با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................................. 86
شکل (5-32): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف k^* با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................................ 87
شکل (5-33): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف k^* با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ................................................................. 88
شکل (5-34): تیر دوسر درگیر معادل شده ....................................................................................... 89
شکل (5-35): شماتیکی از نقطه دادهبرداری (نقطه A) و محل اعمال نیرو در تیر دو سر درگیر ......................................................................................................................................................... 90
شکل (5-36): نمودار کرنش-زمان نقطه A از تیر معادل شده تحت اثر ضربه در وسط تیر در تیر دو سر درگیر ................................................................................................................................. 90
شکل (5-37): نمودار شتاب-زمان نقطه A از تیر معادل شده تحت اثر ضربه در وسط تیر در تیر دو سر درگیر ................................................................................................................................. 91
شکل (5-38): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای خطاهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر دو سر درگیر ......................................... 92
شکل (5-39): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای خطاهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر دو سر درگیر .......................................... 92
شکل (5-40): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداد دادههای اندازهگیری و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر دو سر درگیر ......................................... 94
شکل (5-41): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداد دادههای اندازهگیری و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر دو سر درگیر .......................................... 95
شکل (5-42): شماتیکی از نقاط دادهبرداری (نقاط A و B) در تیر دو سر درگیر ....................... 96
شکل (5-43): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداد کرنشسنجها در تیر دو سر درگیر
96
شکل (5-44): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداد شتابسنجها در تیر دو سر درگیر
97
چکیده
تکیهگاهها و اتصالات نقش اساسی و مهمی را در سازههای مهندسی ایفا میکنند. شناسایی پارامترهای مختلف تکیهگاهی ضروری میباشد. پارامترهای سفتی و میرایی مهمترین پارامترهای یک تکیهگاه به شمار میروند. در این پایاننامه یک روش معکوس بر پایه دادههای اندازهگیری دینامیکی کرنش و شتاب برای شناسایی و بررسی ضرایب سفتی و میرایی تکیهگاههای تیرهای طرهای و دو سر درگیر بکار برده شده است. به همین منظور، با استفاده از روش حداقل مربعات یک مسأله بهینهسازی تعریف شده است و سپس به حل آن پرداخته شده است. در تیر طرهای تأثیر پارامترهای مختلفی از قبیل مقدار خطای اندازهگیری، تعداد دادههای اندازهگیری، نوع دادهها (کرنش یا شتاب)، حدس اولیه، محل نصب حسگر، تعدا حسگرها، بازه زمانی اعمال نیرو، مقادیر پارامترهای سفتی و میرایی، زمان دادهبرداری بر پاسخ تحلیل معکوس مورد بررسی قرار گرفتهاند. در تیر دو سر درگیر تنها به بررسی تأثیر مقدار خطای اندازهگیری، تعداد دادههای اندازهگیری، نوع دادهها و تعداد حسگرها بر نتایج پرداخته شده است.
نتایج نشان میدهند که مسأله تیر دو سر درگیر بسیار مشکلتر از مسأله تیر یک سر درگیر است. استفاده از دادههای شتاب در مسأله تیر طرهای منجر به نتایج بهتری میشود. با بررسی دقیق نتایج عددی بدست آمده، تلاش شده است تا به سؤالات و مشکلاتی که ممکن است در طول آزمون عملی رخ می دهد، پاسخ داده شود.
واژههای کلیدی: تحلیل معکوس، تکیهگاه تیر، ضریب سفتی، ضریب میرایی، دادههای اندازهگیری دینامیکی
دانلود پایان نامه رشته متالوژی متالوگرافی، سختی سنجی، میکروسختی سنجی، تمپر در دماهای C˚(300-700)، چدن های سفید مقاوم به سایش کروم... با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 110
دانلود پایان نامه آماده
چکیده :
پدیده سایش (Wear) یکی از معضلاتی است که صنعت از دیرباز با آن مواجه بوده است . برخورد منطقی در جهت رفع این مشکل ، مرهون بررسی دقیق پدیده و عوامل موثر بر آن می باشد . بدین منظور برخی از مواد مناسبی که با توجه به مبانی متالورژیکی در عمل قابل استفاده می بانشد مانند (چدنهای سفید کرم دار، Ni-hard) مورد بررسی قرار می دهیم .
- تعریف سایش و عوامل موثر بر آن
سایش عبارت است از تلفات مکانیکی ماده از سطح یک جسم بواسطة تماس آن با سطح یا جسم دیگر علیرغم مکانیکی بودن این پدیده ، گاه با واکنشهای شیمیایی نیز همراه می شود .
- فاکتورهای کلیدی موثر برسایش عبارتند از :
1) متغیرهای متالورژیکی نظیر سختی ، چقرمگی ( tough ness) ساختار میکروسکوپی و ترکیب شیمیایی
2) متغیرهایی نظیر مواد در حال تماس ( نظیر ساینده ها و مشخصات آنها ) نوع و روش بارگذاری (Loading) ،سرعت ، دما ، زمان ، خشونت سطحی ، روانکاری ( Lubrication) و خوردگی .
در اینجا ما دو نوع ا زمواد مقاوم به سایش را مورد بررسی قرار می دهیم که عبارتند از چدنهای سفید پرکرم و چدنهای سفید Ni-hard که ابتدا چکیده ای از این دو نوع چدن سفید را در پایین می آوریم .
در اینجا دو نوع چدن سفید پرکرم و Ni-hard را مورد بررسی قرار میدهیم .
مقدمه:
چدنهای کرم دار
در تجهیزاتی که عملیات سایش انجام می گیرد آلیاژهای آهنی با بیشترین کربن بهترین مقاومت سایشی را دارند. ولی بخاطر تنشهای متعددی که هنگام کار به وجود می آید باید ماده به کار رفته چقرمگی کافی برای جلوگیری از بروز عیوب گوناگون را داشته باشد. فولادهای غیر آلیاژی یا کم آلیاژ با کربنی حدود 4/0% در حالتی که ساختارشان مارتنزیتی است چقرمگی پائینی دارند. چدنهای سفید غیر آلیاژی که اغلب کاربید موجود در انها سمنیتت است سالها به علت مقاومتی که در مقابل سایش دارند مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال در موارد متعددی استفاده از انها رضایت بخش نبوده است. ضعف این چدنها در ساختارشان است. فاز کاربید یک شبکه پیوسته ای را در اطراف دانه های آستنیت تشکیل داده و موجب تردی و ترک خوردن می گردد. افزایش یک عنصر آلیاژی که کربن را به صورت کاربیدی غیر از سمنتیت با سختی بیشتر و خواص مطلوب تر در آورده و نیز مقدار کربن زمینه را کاهش دهد، موجب بهبود همزمان چقرمگی و مقاومت سایشی می شود. عنصری که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد کرم است، و کاربید آن بیشتر به صورت M7C3 می باشد. در خردکننده ها قطعاتی که تحت سایش هستند باید نه تنها در مقابل سایش بلکه در مقابل تنشهای دینامیکی هم که می تواند منجر به شکستهای ناگهانی شود مقاومت کنند. قطعاتی که در معرض تنشهای سنگین هستند مشکل بزرگی را به وجود می آورند و آن اینکه قطعه باید دو خاصیت متناقض را در کنار هم داشته باشد که عبارت است از مقاومت سایشی و چقرمگی.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده
فصل اول :چدنهای کروم دار
مقدمه 1
چدنهای کرم دار 1
اثر ساختار میکروسکوپی 3
انتخاب زمینه 4
ذوب و ریخته گری چدن پرکرم 7
ریختن فلز مذاب 9
تنش های ناخواسته (پسماند ) در قطعات 10
ترک ناشی از سنگ زنی 11
ملاحظات متالورژیکی 11
سختی پذیری 15
انتخاب ترکیبات 15
مقادیر کربن و کرم 16
عناصر آلیاژی 21
خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای پرکرم 21
کاربرد چدنهای پرکرم 22
گلوله های آسیابها وبدنه ها 24
خوردگی و سایش با تنش پایین 26
کاربرد در پمپهای ضد سایش 26
دلایل ناموفق بودن 28
کم بودن مقاومت سائیدگی 28
شکست ترد 29
عملیات حرارتی چدنهای پرکرم 30
سرعت گرم کردن 31
روش آستنیته کردن 32
سرعت سرد کردن 33
برگشت یا تمپر 35
آستنیته باقیمانده 35
دمای کوئینچ 36
سخت کردن با کمک تصرمات حرارتی زیر دماهای بحرانی 37
فصل دوم : چدنهای نیکل دار (Ni-Hard)
چدنهای نیکل سخت 40
چدن سفید مارتنزیتی 40
استحکام کششی 41
مقاومت در برابر ضربه 41
مسائل طراحی 42
ترکیب شیمیایی 44
- کربن 44
-سیلیسیم 45
-منگنز 46
-گوگرد 46
-فسفر 46
-نیکل 47
-کرم 47
-عناصر دیگر 48
ساختمان میکروسکوپی 48
- ساختمان میکروسکوپی سطح قطعه ریختگی 52
ذوب در انواع کوره ها
-ذوب در کوره کوپل 54
-ذوب در کوره های برقی 57
- ذوب در کوره بوته ای 58
- ذوب در کوره های شعله ای 58
-ذوب به روش دوپلکس 59
قراضه های نیکل – سخت 59
ریخته گری چدنهای نیکل – سخت 59
انقباض 60
ماهیچه سازی 60
کاربرد مبرد 60
جلوگیری از پیچیدگی قطعات مبرد 62
قرار دادن قسمتهای قابل تراش در قطعات قبل از ریختن 62
ریختن مذاب و تغذیه قطعه ریختگی 64
عملیات تمیز کاری 65
کنترل 66
تعیین سختی 67
آنالیز شیمیایی 70
مطالعات میکروسکوپی 71
چدن های سفید مارتنزیتی ( Ni-Hard)عملیات حرارتی 72
Ni- Hard یوتکتیک 76
جوشکاری 76
عملیات تکمیلی و نهایی 78
قسمتهای قابل تراش 78
عملیات سنگ زنی 79
ماشینکاری 80
ماشینکاری بدنة پمپهای گریز از مرکز 81
ماشینکاری میله 81
صفحات مقاوم در مقابل سایش 81
تعیین سختی 82
فصل سوم :شرح آزمایش
عنوان آزمایش 84
شرح آزمایش 84
نتایج به دست آمده از آزمایش 91
منابع 93
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:106
عنوان : متالوگرافی، سختی سنجی، میکروسختی سنجی، تمپر در دماهای C˚(300-700)، چدن های سفید مقاوم به سایش کروم دار حاوی 8-12 درصد کروم
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
چکیده
فصل اول :چدنهای کروم دار
مقدمه 1
چدنهای کرم دار 1
اثر ساختار میکروسکوپی 3
انتخاب زمینه 4
ذوب و ریخته گری چدن پرکرم 7
ریختن فلز مذاب 9
تنش های ناخواسته (پسماند ) در قطعات 10
ترک ناشی از سنگ زنی 11
ملاحظات متالورژیکی 11
سختی پذیری 15
انتخاب ترکیبات 15
مقادیر کربن و کرم 16
عناصر آلیاژی 21
خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای پرکرم 21
کاربرد چدنهای پرکرم 22
گلوله های آسیابها وبدنه ها 24
خوردگی و سایش با تنش پایین 26
کاربرد در پمپهای ضد سایش 26
دلایل ناموفق بودن 28
کم بودن مقاومت سائیدگی 28
شکست ترد 29
عملیات حرارتی چدنهای پرکرم 30
سرعت گرم کردن 31
روش آستنیته کردن 32
سرعت سرد کردن 33
برگشت یا تمپر 35
آستنیته باقیمانده 35
دمای کوئینچ 36
سخت کردن با کمک تصرمات حرارتی زیر دماهای بحرانی 37
فصل دوم : چدنهای نیکل دار (Ni-Hard)
چدنهای نیکل سخت 40
چدن سفید مارتنزیتی 40
استحکام کششی 41
مقاومت در برابر ضربه 41
مسائل طراحی 42
ترکیب شیمیایی 44
- کربن 44
-سیلیسیم 45
-منگنز 46
-گوگرد 46
-فسفر 46
-نیکل 47
-کرم 47
-عناصر دیگر 48
ساختمان میکروسکوپی 48
- ساختمان میکروسکوپی سطح قطعه ریختگی 52
ذوب در انواع کوره ها
-ذوب در کوره کوپل 54
-ذوب در کوره های برقی 57
- ذوب در کوره بوته ای 58
- ذوب در کوره های شعله ای 58
-ذوب به روش دوپلکس 59
قراضه های نیکل – سخت 59
ریخته گری چدنهای نیکل – سخت 59
انقباض 60
ماهیچه سازی 60
کاربرد مبرد 60
جلوگیری از پیچیدگی قطعات مبرد 62
قرار دادن قسمتهای قابل تراش در قطعات قبل از ریختن 62
ریختن مذاب و تغذیه قطعه ریختگی 64
عملیات تمیز کاری 65
کنترل 66
تعیین سختی 67
آنالیز شیمیایی 70
مطالعات میکروسکوپی 71
چدن های سفید مارتنزیتی ( Ni-Hard)عملیات حرارتی 72
Ni- Hard یوتکتیک 76
جوشکاری 76
عملیات تکمیلی و نهایی 78
قسمتهای قابل تراش 78
عملیات سنگ زنی 79
ماشینکاری 80
ماشینکاری بدنة پمپهای گریز از مرکز 81
ماشینکاری میله 81
صفحات مقاوم در مقابل سایش 81
تعیین سختی 82
فصل سوم :شرح آزمایش
عنوان آزمایش 84
شرح آزمایش 84
نتایج به دست آمده از آزمایش 91
منابع 93
چکیده :
پدیده سایش (Wear) یکی از معضلاتی است که صنعت از دیرباز با آن مواجه بوده است . برخورد منطقی در جهت رفع این مشکل ، مرهون بررسی دقیق پدیده و عوامل موثر بر آن می باشد . بدین منظور برخی از مواد مناسبی که با توجه به مبانی متالورژیکی در عمل قابل استفاده می بانشد مانند (چدنهای سفید کرم دار، Ni-hard) مورد بررسی قرار می دهیم .
- تعریف سایش و عوامل موثر بر آن
سایش عبارت است از تلفات مکانیکی ماده از سطح یک جسم بواسطة تماس آن با سطح یا جسم دیگر علیرغم مکانیکی بودن این پدیده ، گاه با واکنشهای شیمیایی نیز همراه می شود .
- فاکتورهای کلیدی موثر برسایش عبارتند از :
1) متغیرهای متالورژیکی نظیر سختی ، چقرمگی ( tough ness) ساختار میکروسکوپی و ترکیب شیمیایی
2) متغیرهایی نظیر مواد در حال تماس ( نظیر ساینده ها و مشخصات آنها ) نوع و روش بارگذاری (Loading) ،سرعت ، دما ، زمان ، خشونت سطحی ، روانکاری ( Lubrication) و خوردگی .
در اینجا ما دو نوع ا زمواد مقاوم به سایش را مورد بررسی قرار می دهیم که عبارتند از چدنهای سفید پرکرم و چدنهای سفید Ni-hard که ابتدا چکیده ای از این دو نوع چدن سفید را در پایین می آوریم .
در اینجا دو نوع چدن سفید پرکرم و Ni-hard را مورد بررسی قرار میدهیم .
1- چدنهای سفید Ni-hard
Ni-hard چدن سفید آلیاژی نیکل – کرم داری است که مقاومت قابل ملاحظه ای در مقابل سایش دارد . بیش از 50 سال است که این آلیاژ وارد صنعت شده و موارد مصرف ، منحصر به فردی در صنایعی چون شکل دادن فلزات ، استخراج معدن ، نیروگاهها ، سیمان ، سرامیک ، رنگ، حفاری ، زغال سنگ و کک ، ریخته گری و دیگر صنایع پیدا کرده است این آلیاژ (که قیمت نسبی آن پایین است ) را می توان به جای چدن سفید معمولی در مواردی که به مقاومت در مقابل سایش مورد نیاز است و نیز به جای فولاد 12 درصد منگنز در مواردی که به مقاومت در مقابل آلیاژ، غلطک های نورد ، زره آسیاب ها ، رینگ های بولدوزر ، کلاهک غلطک ( Noll-heads)اجزاء پمپهایی که در گل و لای کار می کنند لوله و زانوها و خرد کننده ها می باشد .
در حالیکه Ni-hard نام مناسبی برای قطعات ریختگی این کلاس آلیاژی است ، و در حقیقت در پاره ای از کشورهای صنعتی جهان این نام بعنوان یک نام تجاری به ثبت رسیده است ، اما قطعاتی با ترکیب شیمیایی Ni-hard بوسیله تولید کننده هایی که در این زمینه تجربیاتی دارند تحت عناوین تجارتی خودشان از قبیل NI CROMAX , DIAMAX , BF954, ELVERITE, DIAMITE نیز تولید می شوند .
2- چدنهای سفید پرکرم
چدنهای سفید پرکرم از جمله پرمصرفترین آلیاژها در ساخت قطعات مقاوم به سایش هستند این آلیاژها اغلب با روش ریخته گری تولید می شوند و عملیات حرراتی عمدتاً باعث بهبود مقاومت سایشی انها می گردد ، لیکن گزارشاتی در ارتباط با قابلیت «کارسختی پذیری » آستنیت در حین سایش وجوددارد .
چدنهای سفید پرکرم یکی از مهمترین آلیاژهای مقاوم به سایش در صنعت می باشند و کاربرد وسیعی در ساخت گلوله وزره آسیاها و قطعات مقاوم به سایش دارند بکار گیری این آلیاژها رد صنعت اغلب بدلیل نتایج مطلوب خصوصاً در مورد گلوله های آسیا به علت نرخ سایش پایین تر آنها نسبت به سایر آلیاژهای مقاوم به سایش بوده است .
ما در اینجا این دو نوع از چدن سفید ( پرکرم و Ni-hard) را از جهات مختلفی مانند (ساختار میکروسکوپی ، پروسه تولید ، عملیات حرارتی ، ملاحظات متالورژیکی وغیره و...) مورد بررسی قرار دادیم .
چکیده : مولفه قائم زلزله و تاثیر آن در تحلیل ساختمانها از مدتها پیش مورد توجه محققین و مهندسین طراح قرار داشته است . ولی تا این زمان هنوز ملاحظات ناشی از اثر مولفه قائم زلزله در طراحی ساختمانها دارای نامنظمی جرم و سختی در ارتفاع مورد بررسی قرار نگرفته است . از اینرو ، این تحقیق به منظور جواب دادن به این سوالها که مولفه قائم زلزله بر این نوع ساختمان ها که دارای نامنظمی جرم و سختی در ارتفاع می باشند پرداخته شده است . تا اکنون فقط تحقیقاتی در مورد اثر مولفه قائم زلزله در ساختمانهای منظم مورد بررسی قرار گرفته شده است و تحقیقات در مورد ساختمانهای دارای نامنظمی جرم و سختی در ارتفاع تنها در اثر زلزله با مولفه افقی مورد بررسی قرار گرفته است . با این وجود در استاندارد ۲۸۰۰ اثر مولفه قائم زلزله در بارگذاری لرزه ای بصورت جامع پیش بینی نشده است و تنها اثر مولفه قائم زلزله طبق استاندارد ۲۸۰۰ در مورد تیرهای طره ای ، تیرهای با دهانه بیشتر از پانزده متر و تیرها با بار قائم متمرکز قابل توجه، اعمال می شود . با توجه به موارد مذکور جهت بررسی اثر مولفه قائم زلزله در ساختمانهای با نامنظمی جرم و سختی در ارتفاع ، سه سازه ۱۰ طبقه با قاب خمشی فولادی که هر کدام در طبقه ششم به یک شکلی متفاوت نسبت به هم دارای نامنظمی جرم و سختی هستند و این نامنظمی در آن مرز استاندارد ۲۸۰۰ رعایت شده است . سپس ۰٫۸g 0.65 و g ، ۰٫۵g ، ۰٫۳۵g ، ۰٫۲g اوج شتاب زمین) به مقادیر ) PGA سازه ها تحت ۵ گروه زلزله با تحلیل دینامیکی غیرخطی می شوند . لازم به ذکر هست که هر گروه دارای ۷ زلزله که دارای سه شتابنگاشت (دو مولفه افقی و یک مولفه قائم) می باشند سپس نتایج حداکثر هر زلزله را بدست آورده و از این نتایج حداکثر برای هر گروه جداگانه متوسط گیری کرده و پاسخ بدست آمده به عنوان نتیجه نهایی در نظر گرفته می شود . پس از اینکه سه سازه تحلیل دینامیکی غیرخطی شدند پارامترهای مختلفی از آنها نظیر برش طبقات ، نسبت دریفت طبقات و نیروی محوری ستونها و نحوه تغییر شکل سازه ها ، با دخالت مولفه قائم زلزله مورد بررسی قرار می گیرد
چکیده
مقدمه
فصل اول : کلیات
-1 هدف
-2 پیشینه تحقیق
-3 روش کار و تحقیق
فصل دوم : مروری بر تحقیقات گذشته
بخش اول : مطالعات نظری
در مورد مشخصات حرکات قائم و افقی زلزله ثبت شده زمین طی Yang و Lee -1 مطالعات -1 -2
زلزله نیگاتای ژاپن در سال 2004
-1-1-1 تحلیل اوج شتاب
-2-1-1 نسبت اوج شتاب قائم به اوج شتاب افقی
-3-1 -1 نسبت اوج سرعت به اوج شتاب
-4-1-1 تحلیل طیف پاسخ قائم
-5-1-1 تاثیر شرایط مکانی بر روی طیف پاسخ قائم
-6-1-1 وابستگی نسبت طیف پاسخ ( ) به مسافت مبدا تا کانون زلزله
در مورد نامنظمی هندسی عمودی در سازه های با قاب Prasad و Sarkar -2 مطالعات -1 -2
پلکانی
-2-2-1 روش پیشنهادی برای تعیین نامنظمی
-3-2-1 برآورد پریود اصلی برای سازه های پلکانی
در مورد بررسی تاثیر نامنظمی سازه ها در ارتفاع.. 23 Mivehchi و Shamlo -3 مطالعات -1 -2
بخش دوم
و همکارانش در مورد شتاب مولفه قائم زلزله در تحلیل ساختمانهای Zuniga -1-2 مطالعات -2
تک طبقه
-1-1-2 ترکیب پاسخ های مربوط به بارهای تک جهتی
-2-1-2 تجزیه و تحلیل نتایج
-3-1-2 برآورد پاسخ ها
در مورد بررسی پاسخ سازه در برابر مولفه قائم زمین Haldar و Salazar -2-2 مطالعات -2
لرزه ها
-1-2-2 تشریح سازه ها و زمین لرزه ها
-2-2-2 نتایج و مشاهدات
33 DMAX -3-2-2 اثر مولفه قائم زلزله در
-4-2-2 اثر مولفه قائم بر مقادیر لنگر خمشی در ستون ها
-5-2-2 اثر مولفه قائم بر نیروهای محوری موجود در ستونها
-6-2-2 مفاهیم طراحی
در مورد بررسی رفتار لرزه ای سازه مرتفع فولادی با سیستم Song و Choi -3-2 مطالعات -2
قاب خمشی در اثر نامنظمی جرم در ارتفاع
-1-3-2 انتخاب شدت زلزله
-2-3-2 نامنظمی عمودی جرم
-3-3-2 ورودی انرژی پسماند سیستم ها
در مورد بررسی اثرات مولفه قائم زلزله بر پاسخ Koshkjeh و Moharami -4-2 مطالعات -2
قابهای ساختمانی
-1-4-2 تاثیر گستردگی جرم
-2-4-2 تشدید نیروهای داخلی تیرها
-3-4-2 تشدید نیروهای محوری ستونها در طبقات
-4-4-2 تاثیر موقعیت ستونهای همتراز در افزایش نیروی محوری
-5-4-2 اثر ارتفاع (تعداد طبقات ساختمان ) و طول دهانه تیرها
-6-4 -2 اثر میرایی
در مورد آنالیز غیر خطی ساختمانهای فولادی با Kordkheili و Khoshnud -5 مطالعات -2 -2
در نظر گرفتن اثرات مولفه قائم زلزله
-1 مدلهای بدون خروج از مرکزیت
-2-5-2 بررسی اثر خروج از مرکزیت
در مورد تاثیر مولفه قائم زلزله بر ستونهای Hosseini و Hashemi -6-2 مطالعات -2
ساختمانهای فولادی با قاب خمشی
-1-6 -2 تاثیر مولفه قائم بر هیسترزیس ستونها
-2-6 -2 اثر مولفه قائم در نیروی محوری حداکثر ستونها
-3 -6-2 تاثیر مولفه قائم بر انرژی اعمال شده به سازه های مورد مطالعه
در مورد بررسی روش تحلیل استاتیکی فزاینده غیر خطی FALAH و HAFEZI -7-2 مطالعات -2
مودی در برآورد پاسخهای لرزه ای ساختمانهای با نامنظمی جرم در ارتفاع
-1-7-2 مفهوم تحلیل استاتیکی فزاینده غیرخطی مودی
-2-7-2 مراحل آنالیز استاتیکی فزآینده غیر خطی مودی
-3-7-2 معرفی مدل ها
-4-7-2 روش میانگین گیری واقعی و میانگین گیری نمایی
-4-7-2 ارائه نتایج
-5-7-2 تفسیر نمودارها
در مورد بررسی تحقیقات انجام شده در مورد سازه Pintucchi و Stefano -8-2 مطالعات -2
های دارای نامنظمی جرم و سختی در ارتفاع پس از سال 2002
در مورد بررسی رفتار غیر ارتجاعی قاب خمشی Bazeos و Karavasils -9-2 مطالعات -2
فولادی با نامنظمی جرم در ارتفاع
و همکارانش در مورد اثر توأم مؤلفههای افقی و قائم زلزله و جهت Hosseini -10-2 مطالعات -2
اعمال شتابنگاشت بر نیروی محوری ستونهای ساختمانهای فولادی منظم با قاب خمشی
-1 زلزلههای مورد استفاده
-2 اثرتوأم مؤلفههای افقی و قائم و جهت اعمال زلزله بر نیروی محوری ستونها
-3-10-2 نمودارهای نیروی محوری ستونها
-4-10-2 نتایج بدست آمده از تحلیل ها
بخش سوم : مطالعات آزمایشگاهی
و همکارانش در مورد تحلیل فتو الاستیکی امواج فشار در سازه Hashimoto -1-3 مطالعات -2
تحت اثر ضربه قائم ، توسط آزمونهای آزمایشگاهی زلزله
-1-1-3 مدل سازی سیستم شبیه سازی
-2-1-3 توضیحات و نتایج آزمایشگاهی
بخش چهارم : مطالعات عددی- نظری
در مورد بررسی کیفی پاسخ لرزه ای سازه های ساختمانی Mistry و Bharat -1-4 مطالعات -2
با نامنظمی عمودی
-1-1-4 بررسی مطالعات قبلی در مورد نامنظمی عمودی
و همکارانش در مورد برسی روش های ساده برای ارزیابی اثرات Sadashiva -2-4 مطالعات -2
نامنظمی در ارتفاع بر سازه
-1-2-4 انتخاب سازه های مورد استفاده و تعریف پارامترها
-2-2-4 انواع نامنظمی عمودی
-1-2-2-4 نامنظمی جرم در ارتفاع
-2-2-2-4 نامنظمی مقاومت – سختی در ارتفاع
-1-2-2-2-4 نامنظمی مقاومت- سختی به دلیل تغییر در ویژگی عضو
-2-2-2-4 نامنظمی سختی – مقاومت وابسته به اصلاح ارتفاع طبقه
فصل سوم : مطالعات تحلیلی و ارزیابی خطی سازه ها
-1 مقدمه
محدوده و هدف مدلسازی
-3 مشخصات سیستم های سازه ای
-4 مشخصات ساختمانهای مورد مطالعه
-5 بارگذاری
مشخصات لرزه ای سازه ها براساس استاندارد
-7 تحلیل استاتیکی معادل و تحلیل دینامیکی طیفی 112 -3
نیروی شلاقی113 ) Ft -8 تعیین نیروی -3
-9 آنالیز مودال 113 -3
-10 مدلسازی 114 -3
-11 محاسبه مقادیر ویژه 114 -3
118P و 3 P2 ، P -12-3 مشخصات مرکز سختی و مرکز جرم در سازه 1
-13 تحلیل طیفی 119 -3
-14 طیف طرح استاندارد 119 -3
-15 گسترش مدها 120 -3
-16 ترکیب مودها 120 -3
-17 هم پایه کردن نتایج 121 -3
-18 نتایج تحلیل طیفی برای نیروی افقی طبقات 121 -3
129Drift Ratio) -19 کنترل تغییر مکان جانبی نسبی -3
133-20 نیروی قائم ناشی از زلزله طبق ضوابط استاندارد 2800 -3
-21 کنترل سازه 134 -3
-22 ترکیبات بارگذاری ساختمان 134 -3
-23 نامگذاری بارها 134 -3
-24 ضرایب کاهش مقاومت 135 -3
-25 بررسی نتایج کنترل مقاطع 135 -3
-26 نتیجه گیری 139 -3
فصل چهارم : مطالعات تحلیلی و ارزیابی غیر خطی سازه ها
-1 مقدمه 141 -4
140PERFORM-3D -2 نرم افزار -4
-3 مدلسازی 142 -4
-4 جرم های متمرکز 142 -4
-5 رکورد زلزله 142 -4
-6 معرفی المان ها 142 -4
-8 سطوح اندرکنش 143 -4
-9 مدلسازی سازه 145 -4
-1-9 هندسه مدل 145 -4
-2-9 بارگذاری 145 -4
-3-9 مدل غیر خطی تیرها و ستون ها 146 -4
در (CP و LS و IO) و پارامترهای معیار پذیرش ( c و b و a ) -4 تعیین پارامترهای مدلسازی -9 -4
147 (FEMA- مفصل های تیر و ستون طبق دستور العمل بهسازی لرزه ای ( 356
-5-9 مدل غیر خطی میان قاب های مصالح بنایی 153 -4
-1-5-9 سختی میان قاب های مصالح بنایی 153 -4
-6-9 رفتار اجزای سازه ای 156 -4
-7-9 مقادیر سطوح اندرکنش 157 -4
-8-9 معیار پذیرش ستون های کنترل شونده توسط نیرو 157 -4
-10 خلاصه ای از نحوه معیار پذیرش در تحلیل استاتیکی غیر خطی و دینامیکی غیر خطی 158 -4
-11-4 تحلیل استاتیک غیرخطی 159
-1 نقطه کنترل159 -11 -4
-2 توزیع بار جانبی159 -11 -4
-3 مدل رفتار دو خطی نیرو – تغییر مکان سازه160 -11 -4
-4 ترکیب بار گذاری ثقلی و جانبی160 -11 -4
-5 محاسبه تغییر مکان هدف160 -11 -4
162P -12 محاسبه تغییر مکان هدف برای سازه های 1 -4
164P -13 محاسبه تغییر مکان هدف برای سازه های 2 -4
166P -14 محاسبه تغییر مکان هدف برای سازه های 3 -4
167 P -15 نمودار پوش آور برای سازه 1 -4
170 P -16 نمودار پوش آور برای سازه 2 -4
172 P -17 نمودار پوش آور برای سازه 3 -4
-18-4 تحلیل دینامیکی غیر خطی 174
-1 ملاحظات خاص مدلسازی و تحلیل174 -18 -4
-2 شتاب نگاشت سازگار با طیف طرح174 -18 -4
-3 مشخصات لرزه ای شتابنگاشت ها176 -18 -4
181-4 مقیاس کردن شتابنگاشت ها با توجه به ضوابط استاندارد 2800 -18 -4
-21 تاریخچه زمانی پاسخ نسبت دریفت طبقات (تغییر مکان نسبی طبقات بر ارتفاع طبقه 193 -4
193P -1 پاسخ تاریخچه زمانی نسبت دریفت طبقات سازه 1 -21 -4
199P -2 پاسخ تاریخچه زمانی نسبت دریفت طبقات سازه 2 -21 -4
205P -3 پاسخ تاریخچه زمانی نسبت دریفت طبقات سازه 3 -21 -4
211P -22 پاسخ نسبت دریفت – برش برای طبقات سازه 1 -4
-23 اثرتوأم مؤلفههای افقی و قائم و جهت اعمال زلزله بر نیروی محوری ستونها214 -4
214P -1 نمودارهای نیروی محوری ستونها سازه 1 -23 -4
220P -2 نمودارهای نیروی محوری ستونها سازه 2 -23 -4
226P -3 نمودارهای نیروی محوری ستونها سازه 3 -23 -4
232P و 3 P2 ، P -24 نحوه تغییر شکل سازه 1 -4
2340.35g -25 بررسی وضعیت مفاصل خمیری تحت زلزله های گروه -4
235P -1 مراحل تشکیل مفصل های خمیری اعضای سازه 1 -25 -4
236P -2 مراحل تشکیل مفصل های خمیری اعضای سازه 2 -25 -4
237P -3 مراحل تشکیل مفصل های خمیری اعضای سازه 3 -25 -4
0.35g -4 نتایج نهایی حاصل از متوسط گیری از عملکرد مفصل های خمیری هفت زلزله گروه -25 -4
238P و 3 P2 ، P برای اعضای سازه 1
-26 نتیجه گیری 238 -4
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات
-1 نتیجه گیری 240 -5
-1 پیشنهادات 242 -5
منابع و ماخذ 244
سایت های اطلاع رسانی 246
چکیده انگلیسی 247