مسائل پلاستیسیته دارای زیر مجموعه های مختلفی میباشد. یكی از مهمترین مواردی كه در آنها تغییر
شكل پلاستیک رخ میدهد فرایندهای شكلدهی فلزات است.امروزه شبیه سازی عددی نقش مهمی در
فرایند شكل دهی فلزات دارا میباشد. مسائل شكل دهی فلزات عموماً غیر خطی و با تغییر شكل
پلاستیک بزرگ هستند. مدلسازی عددی برای شبیه سازی فرایندهای شكلدهی، به منظور پیشبینی
مشكلاتی كه در فرایند پیش خواهد آمد، مانند شكست قطعه، پروفیل ابزار نامناسب و كاهش عمر ابزار
بكار برده میشود. شبیهسازی فرایندهای شكل دهی فلزات شامل هندسه، ماده، و تماس غیر خطی
است و بنابراین احتیاج به تكنیكهای عددی پیشرفته دارد. حل یک مسئله در فرایند تغییر شكل فلزات
شامل بدست آوردن رفتار قطعه كار در برابر بار اعمالی میباشد. با توجه به رفتار قطعهكار میتوان بار
مورد نیاز برای فرایند شكلدهی و همچنین طراحی ابزار بهینه را بدست آورد .
چندین روش برای حل مسائل شكلدهی فلزات بكار میروند، كه میتوان آنها را بصورت زیر دستهبندی
 :كرد
 – 1 روش Slab، كه تنشهای روی صفحهی عمود به جهت جریان فلز را در نظر میگیرد .

خرید متن کامل این پایان نامه :

 – 2 روش حل خط لغزش پر شده(slip line filled)، كه به مسائل كرنش صفحهای محدود می .شود
 – 3 روش تفاضل محدود(Finite Difference)، كه نمیتواند مسائلی با شرایط مرزی پیچیده را حل
 .كند
 – 4 روش كرانبالا(Upper Bound)، كه برای بكار بردن مسائلی با هندسهی پیچیده مشكل است .
 – 5 روش FEM كه حل با دقت بالا میدهد اما زمان محاسبه بالاست .
در اینجا تا حدودی پیشرفتهایی كه در دو روش كران بالا و FEM بدست آمده بررسی میشود .

در میان روش های شبیه سازی FEM به طور گسترده ای استفاده میشود. البته به دلیل وابستگی
خیلی زیاد FEM به مش، در شكلدهی فلزات این روش با برخی مشكلات مواجه میشود كه موجب
كاهش سودمندی شبیه سازی می .شود هنگامیكه تغییر شكلها بزرگ است، مش ها دچار تغییر شكلهای
بزرگ میشوند و در نتیجه برای ادامه فرایند شبیه سازی احتیاج به مش بندی دوباره میباشد. اگرچه
تكنیكهای دوباره مش بندی مقداری پیشرفت داشته اند اما مش بندی دوباره موجب كاهش دقت و
همچنین افزایش زمان مصرفی می شود .
به منظور جلوگیری از مشكل بالا، روش FEM بدون مش ارائه شده است. روش های بدون مش در حل
مسائلی كه تغییر شكل پلاستیک بزرگ دارند و اعوجاج مش شدید است خیلی مفید هستند .

ای بر طراحی رباتهای
موازی شد. البته هر چند به لحاظ ملاحظات طراحی این گونه رباتها پیچیدگی بیشتری نسبت به انواع
مصارف عملی رباتها در صنایع، نیاز به همه شش درجه آزادی نداشت لذا رباتهای موازی با درجه آزادی
کمتر از شش طراحی و پیشنهاد شدند. این رباتها در مقایسه با نوع شش درجه آزادی کنترل آسانتر، فضای
کاری بیشتری دارند. بعد از آن رباتهای سه درجه آزادی که توانایی حرکت صرفا انتقالی و یا صرفا چرخشی
داشتند به دلیل استفاده خاص در صنایع مورد توجه زیادی واقع شدند. با گسترش استفاده و طراحی انواع
رباتهای متنوع، مسائل طراحی نیز به تدریج شکل گرفته و پیشرفت کردند و ایده های نو وارد حوزه طراحی
شد و انواع تئوریهای مختلف برای مورد خاصی از طراحی ارائه گردید. از جمله مسائلی که در طراحی مورد
توجه است کنترل پذیری ربات در فضای کاری آن میباشد. لذا یافتن نقاط و یا فضایی که ربات در آن
منطقه قابل کنترل نیست را باید از اولویتهای اصلی در طراحی ربات دانست. برای این منظور طراحی
مکانیزم حرکت اسپیندل در صفحه مورد مطالعه قرار میگیرد و به علت اینکه این حرکت باید خیلی دقیق
باشد از اصول طراحی ایزوتروپی استفاده میشود.

پیش زمینه کلی
 مطابق تعریف کمیسیون IFToMM بازوی مکانیکی ماهر (که از این پس به اختصار ربات گفته میشود)
وسیلهای برای گرفتن و حرکت کنترل شده اشیاء برای انجام عملی خاص است. تعدادی از این رباتها در
شکل های 1 -1 الی 5 -1 آورده شدهاند .
 تاریخ اتوماسیون صنعتی با دوره هایی مشخص می شود که در آنها تغییرات سریع و ناگهانی در روش های

خرید متن کامل این پایان نامه :

معمول فرایندهای تولید صورت گرفته است. استفاده از رباتهای صنعتی در فرایندهای تولید و اتوماسیون
صنعتی در دهه های اخیر رشد قابل توجهی کرده است و استفاده از رباتهای صنعتی در محیط های آلوده
صنعتی به شدت رایج شده است. همچنین رباتهای صنعتی به دلیل دقت و تکرار پذیری بالا در جهت تولید
محصول بیشتر و مرغوبتر همواره مورد توجه صنعتگران قرار گرفتهاند. امروزه از ربات ها در خطوط مونتاژ،
جوشکاری، ماشین کاری، پزشکی و صدها عملیات دیگر استفاده  و ربات های متحرك می شود. ربات های

صنعتی را می توان به دو دسته کلی روبات های ایستگاهی تقسیم کرد .
از بازوهای صلب که به در این پایان نامه ربات ها از نوع ایستگاهی و به صورت زنجیره سینماتیکی
به یکدیگر متصل شده اند، در نظر گرفته می شوند. یک جفت سینماتیکی، 4 وسیله جفت های سینماتیکی
اتصال دو بازو به صورتی است که حرکت نسبی آنها به یکدیگر مقید شده باشند. زنجیره های سینماتیکی به
زنجیره های سینماتیکی ساده یا پیچیده و باز یا بسته تقسیم می شوند. اگر این زنجیره حداقل شامل یک
بازو باشد که فقط به یک بازوی دیگر متصل شده باشد، آن زنجیره باز نامیده می شود (شکل 1-1)، در غیر
اینصورت زنجیره بسته نامیده می شود (شکل 2-1). همچنین وقتی یک زنجیره سینماتیکی، ساده نام می
گیرد که در آن یک بازو حداکثر به دو بازوی دیگر متصل شده باشد (شکلهای 1 -1و2- 1)؛ در حالیکه در یک
زنجیره سینماتیکی پیچیده، حداقل یک بازو به سه یا چند بازوی دیگر متصل می شود .

:
یكی از مهمترین هدفهای طراحان صنعتی استفاده بهینه از قطعات و اطلاع از قابلیت اعتماد و
كارآیی قطعات میباشد تا بتوانند بهترین استفاده را از وضع موجود قطعات برده باشند. عوامل بسیار
زیادی بر روی كیفیت قطعات مؤثر است. بدون شك یكی از مهمترین این عوامل وجود تنش پسماند در
قطعات میباشد. هر طراحی كه از وجود این نوع تنشها در قطعات بیاطلاع باشد مسلماً نمیتواند دید
صحیحی از عملكرد قطعه مورد نظر داشته باشد. شناسایی این نوع تنشها راه را برای استفاده مناسب و
بهینه قطعات هموار خواهد نمود. شخص طراح با اتكاء به این دانش مطمئناً طرح خود را بهبود میبخشد
و آنچنان كه باید و شاید نهایت استفاده از قطعه را خواهد برد و از بروز عوارض ناگوار جلوگیری خواهد
كرد. وجود تنشهای پسماند در قطعات، در بعضی موارد سبب افزایش كارایی و در برخی دیگر، كاهش
كارایی را موجب میشود. در بعضی موارد حساس كه قطعه باید كارایی فوقالعاده داشته باشد، شناسایی
چنین تنشهایی ضروری به نظر میرسد. برای تأكید بیشتر بر اهمیت تنشهای پسماند، به ذكر برخی از
مواردی كه شناسایی این تنشها بسیار مهم است پرداخته میشود.
یكی از مواردی كه تنش پسماند در آن ایجاد می شود، پره توربین است. اگر این نوع تنشها در
پره مشخص شوند، مسلماً از خسارات عظیمی كه در پی شكستن پرههای توربین به وجود میآید
جلوگیری خواهد شد. طراحان، تنشهای پسماند موجود در بال هواپیما را باید پی در پی اندازه گیری

كنند تا از عمر باقیمانده آن اطلاعات كافی داشته باشند كه در غیر این صورت عوارض ناگوار جانی و

خرید متن کامل این پایان نامه :

مالی را به همراه خواهد داشت. تنشهای پسماند نیز در بسیاری از سازه های مهندسی مانند هواپیماها و
رآكتورهای هستهای پدید میآیند كه بعضاً باعث شكست زود هنگام قطعات میگردند. در جوشها وجود
این تنشها بر عملكرد صحیح آنها تأثیر بسزایی میگذارد. در چند دهه گذشته در مجامع صنعتی تلاش
و كوشش فراوانی برای شناسایی این تنشها انجام دادهاند تا بتوانند دید صحیحی از كارائی جوش داشته
باشند.
فرایندهای جوشكاری در بسیاری از صنایع برای تولیدات قطعات سبكتر و سادهتر استفاده
میشود. فرایند جوش میتواند دو ماده شبیه به هم را با یک نواری كه خواص مكانیكی مشابهی با ماده
اصلی دارد، به یكدیگر متصل نماید. متأسفانه این روش تنشهای پسماندی را در قطعات جوشكاری شده
ایجاد میكند كه اگر با عملیاتی خاص رهاسازی نگردند میتواند سبب اعوجاج قطعه، واماندگی زودرس
در هنگام خستگی و یا ترك در طول قسمت جوشكاری شود. تنشهای پسماند ناشی از جوشكاری، در
اثر گرم و سرد شدن سریع مواد در نزدیكی منبع گرمایی ایجاد میشوند. تنشهای پسماند كششی عمر
خستگی مؤثر قطعات جوشكاری شده را كاهش داده كه این پدیده عامل واماندگی زودرس قطعه میشود.
هدف این سمینار بحث درباره روش های مختلف اندازه گیری تنش در فلزات و شیوه های رهاسازی تنش
پسماند قطعات جوشكاری شده است.

تعریف های متعددی تاكنون درباره كمپرسور و عملكرد آن ارائه گردیده است، تعریف غالب و سعی كه در
زمینه عملكرد كمپرسور ارائه می گردد این است كه :كار یک كمپرسور ایده ال بالا بردن جریان مشخص
از یک گاز،تا حد مجاز و با بهره گرفتن از كمترین انرژی ورودی می باشد .
كمپرسورها استفاده های زیادی در صنعت دارند، استفاده از آنها در توربوجتها،كاربرد آنها در نیروگاهای
گاز نیروگاه های برق،استفاده از آنها در توربوشارژهای موتورهای احتراق داخلی، كاربرد آنها بالا بردن فشار
سیالات در پروسه های شیمیایی و انتقال سیال در خطوط لوله، از مهمترین موارد كمپرسورها در صنعت
هستند. كاربردهای متفاوت كمپرسور های سبب شده است كه از نظراندازه متفاوت باشند، از كمپرسور
های بزرگ و حجیم گرفته تا كمپرسورهایی كه قطر آنها به یک فوت می رسد.
استفاده وسیع از كمپرسورها در صنایع مهم، اقتضا می كند كه دارای كارایی بالا و عملكرد باشند. برای
رسیدن به عملكرد مطمئن و كارایی بالا و همچنین برای جلوگیری و پرهیز از وارد كردن خسارت به
سیستم،می بایست از ایجاد ناپایداری در جریان سیال گذرنده از كمپرسور ممانعت كرده و تا حد امكان به

خرید متن کامل این پایان نامه :

تاخیر انداخت.

مروری بر انواع كمپرسورها و عملكرد آنها
كمپرسورها، بطور كلی به چهار دسته عمومی تقسیم میشوند، رفت و برگشتی، گردشی،گریز از مركز و
محوری. بسیاری از مؤلفان و نویسندگان به كمپرسور گریز از مركز، كمپرسور شعاعی نیز میگویند.
دو نوع كمپرسور رفت و برگشتی و گردشی بر این اساس كار میكنند كه حجم گاز را كم میكنند تا فشار
آن بالا رود. حال آنكه دو نوع دیگر، یعنی كمپرسورهای گریز از مركز و محوری، بر این اساس كار
میكنند كه ابتدا به سیال شتاب داده تا اینكه به سرعت بالایی برسد، پس از آن انرژی جنبشی سیال را
در یک مجرای واگرا (در اثر كاهش شتاب سیال) به انرژی پتانسیل تبدیل میكنند. این دو نوع كمپرسور،
توربو كمپرسور و یا كمپرسور جریان پیوسته نیز گفته میشود.
در هر دو نوع كمپرسور، افزایش سرعت در ناحیه پرههای متحرك و یا روتور اتفاق میافتد كاهش شتاب
در كمپرسورهای محوری با عبور سیال از پرههای ثابت و یا استاتور انجام میگیرد، حال آنكه در
كمپرسورهای گریز از مركز مرحله كاهش شتاب در دیفیوزر انجام میپذیرد.
افزایش انرژی پتانسیل یک سیال بوسیله افزایش فشار نمایان میگردد. این تبدیل را میتوان بامعادله
برنولی توضیح داد.

:
 روکش های مورد استفاده در بدنه شناورها و تجهیزات زیر دریا باید در مقابلPH آب دریا، املاح،
عوامل خورنده، نفوذ آب و رشد جلبکها مقاوم باشد .همچنین، باید دارای ویژگی پوشش های بالای سطح
آب باشد و در برابر عوامل محیطی مانند تابش نور، رطوبت هوا،عوامل فیزیکی و …مانند ضربه امواج مقاوم
باشند.
اخیراً چندین تحقیق راجع به مقاومت به خوردگی مواد نانو ساختاری ( نانو کامپوزیت ها، پوشش های
نازك در مقیاس نانو، نانو ذرات و…) صورت گرفته است . مواد رد مقیاس نانو، خواص فیزیکی، شیمیایی و
شیمی فیزیکی بی نظیری از خود نشان می دهند و این می تواند سبب بهبود مقاومت به خوردگی در مقا
یسه با همین مواد در حالت تولید گردد . همچنین روشن شده است که نانو ذرات به علت سطح ویژه
بالایشان، توزیع یکنواختی روی ماده زمینه داشته وبا بهره گرفتن از حداقل ماده مصرفی می توان به
حداکثربازده پوششی رسید.
تمام روکش های جامد از ترکیبی از نانو ذرات یا میکروذرات تشکیل شده اند .رنگ های معمولی ازیک
بخش جامد(رزین، پرکننده، رنگدانه، خشک کننده و افزودنی های دیگر و) یک جزء حامل مایع تشکیل

اجزای دیگری همانند آمونیاك برای حفظ حالت سوسپانسیونی رنگ به، آن اضافه می شود .

خرید متن کامل این پایان نامه :

معمولاً پوشش دهی بخش های مختلف شناور دریایی با دو هدف اصلی حفاظت در برابر خوردگی و ایجاد
خواص ویژه انجام می شود .سطح شناور در محیط دریا در معرض آب نمک، نور خورشید، سایش، باد و
باران، شوکهای گرمایی، موجودات زنده دریایی و سایر عوامل پیشبینی نشده دیگر قرار می گیرد .هر
بخش از سطح شناور در معرض نوعی شرایط خاص قرار دارد .به همین دلیل برای هر بخش باید پوششی
را انتخاب کرد که جوابگوی نیازهای ویژه آن محیط باشد .یکی از مهمترین بخشهای شناور، قسمت غوطه
رسوب ترکیبات دریایی روی بدنه باعث کاهش قابلیت مانور، کاهش سرعت، افزایش مصرف سوخت و
تغییر کارایی عمومی شناور می شود . این پدیده همچنین باعث افزایش نیروی مقاومت(drag force)
و انتشار صوتی کشتی ها و زیردریایی ها و در نتیجه افزایش هزینه ها نیز می شود .مقدار دقیق این
هزینه ها بستگی به اندازه و نوع شناور و محیط دریا دارد.پوشش های اعمال شده در بخش مغروق شناور،
براساس ویژگیهای سطحی آن، اثرهای متفاوتی بر اصطکاك شناور با آب و در نتیجه بر مقاومت
اصطکاکی شناور دارند .مقاومت اصطکاکی درصدی از مقاومت کل وارد بر شناور را تشکیل می دهد .
سهم مقاومت اصطکاکی در مقاومت کل از عوامل مختلفی مانند اندازه و سرعت حرکت شناور اثر می
پذیرد .مثلاً در کشتی های باربر و تانکرها، مقاومت اصطکاکی 80 – 90درصد مقاومت کل و در
شناورهای تندرو حداکثر 30 درصد مقاومت کل را تشکیل می دهد