دانلود کامل پایان نامه رشته مکانیک با موضوع انواع جوشکاری

در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را  با فرمت ورد word دانلود نمائید:

 انواع جوشکاری

 I. جوشکاری با قوس الکتریکی :

 یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود.

 در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است.

 در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر می گردد.

 طول قوس شعله Arc length بین 8/0 تا 6/0 قطر الکترود می باشد و تقریباً 90% از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد می گردد و 10% باطراف پراکنده می گردد. برای ایجاد قوس الکتریکی با ولتاژ کم بین 40 تا 50 ولت در جریان مستقیم و 60 تا 50 ولت در جریان متناوب احتیاج می باشد ولی در هر دو حالت شدت جریان باید بالا باشد نه ولتاژ.

 انتخاب صحیح الکترود برای کار

انتخاب صحیح الکترود برای جوشکاری بستگی به نوع قطب و حالت درز جوش دارد مثلاً یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه با ضخامت زیاد حداکثر با قطر اینچ که معادل 2 میلیمتر است برای ردیف اول گرده جوش استفاده می گردد تا کاملاً در عمق جوش نفوذ نماید. ولی چنانچه از الکترود با قطر بیشتر استفاده شود مقداری تفاله در ریشه جوش باقی خواهد ماند. که قدرت و استحکام جوش را تقلیل می دهد.

 انتخاب صحیح الکترود( از نظر قطر)

 بایستی توجه داشت که همیشه قطر الکترود از ضخامت فلز جوشکاری کمتر باشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی عده ای از جوشکاران الکترود با ضخامت بیشتر از ضخامت فلز را به کار می برند. این عمل بدین جهت است که سرعت کار زیادتر باشد ولی انجام آن احتیاج به مهارت فوق العاده جوشکار دارد.

همچنین انتخاب صحیح قطر الکترود بستگی زیاد به نوع قطب ( + یا – ) و حالت درز جوش دارد مثلاً اگر یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه باشد بایستی حداکثر از الکترود با قطر پنج شانزدهم اینچ برای ردیف اول گرده جوش استفاده کرد تا کاملاً بتوان عمق درز را جوش داد. چنانچه از الکترود با قطر زیادتر استفاده شود مقداری تفاله در جوش باقی خواهد ماند که قدرت و استحکام جوش را به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد داد. در حین جوشکاری گاهی اوقات جرقه هائی به اطراف پخش می شود که دلایل آن چهار مورد زیر است.

 ایجاد حوزه مغناطیسی و عدم کنترل قوس الکتریکی

 ازدیاد فاصله الکترود نسبت به سطح کار

 آمپر بیش از حد یا آمپر بالای غیر ضروری

 عدم انتخاب قطب صحیح برای جوشکاری

 اطلاعات پاکت الکترود

 مطابق استاندارد پاکت ها و کارتنهای الکترود بایستی علامت ها و نوشته هائی داشته باشند که حتی المقدور مصرف کننده را در دسترسی به کیفیت مطلوب جوش راهنمائی و یاری نمایند.

در روی پاکت الکترود علاوه بر نام کارخانه سازنده , نوع جنس نیز درج می شود که برای مصرف صحیح حائز اهمیت است.

هر پاکت الکترود بایستی علاوه بر اسم تجارتی الکترود, طبقه بندی آن الکترود را حداقل طبق یکی از استانداردهای مهم بیان نماید. برای آگاهی از طول زمان ماندگی الکترود در کارخانه, بازار یا انبار و غیره . شماره ساخت یا تاریخ تولید روی پاکت نوشته یا مهر زده می شود.

قطر سیم مغزی الکترود مصرف کننده را در کاربرد صحیح آن با توجه به صخامت فلز, زاویه سیار , ترتیب پاس و غیره راهنمایی می کند.

نوع جریان برق از اینکه جریان دائم یا جریان متناوب لازم است( با موتور ژنراتور یا ترانسفورماتور می توان جوش داد) یا هر دو و در جریان دائم نوع اتصال قطبی بایستی یا به عبارت یا علامت روی پاکت درج شود.

حالت یا حالاتی از جوشکاری که این الکترود در آن حالت یا حالات مناسب است روی پاکت بیان می شود.

درج حدود شدت جریان برق ( بر حسب آمپر ) جهت انتخاب اولیه ( تنظیم دقیق شدت جریان ضمن جوشکاری با توجه به عوامل مختلف انجام می شود) ضروری است. وزن الکترودها یا تعداد الکترود داخل هر بسته روی پاکت یا بر چسب آن درج می شود. نوشتن مواردی که در بالا به آن اشاره شد, روی پاکت مطابق بیشتر استانداردها اجباری است.

همچنین خواص مکانیکی و شیمیائی , وضعیت ذوب و کیفیت قوی, نحوه نگهداری و انبار کردن, درجه حرارت خشک کردن, مواد استعمال بخصوص و پاره ای توصیه های دیگر در روی پاکت برای آگاهی مصرف کننده چاپ شده و یا مهر زده می شود.

 انواع الکترودها

 الکترودهائی که در جوش اتصال فولاد به کار برده می شوند مفتولهای مغزی با آلیاژ یا بدون آلیاژ دارند که جریان جوش را هدایت می کند. شعله برق بین قطعه کار و سرآزاد الکترود می سوزد و الکترود به عنوان یک ماده اضافی ذوب می شود.

الکترودهای نرم شده دارای علائم اختصاری بوده ( دین 1913 ) که روی بسته بندی آنها نوشته شده است. علائم اختصاری تمام نکات مهمی که در به کار بردن آن الکترود باید مراعات شوند نشان می دهند.

دانلود پروژه رشته مکانیک – امکان‌پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار

دانلود متن کامل پروژه رشته مکانیک با موضوع امکان‌پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار با فرمت ورد word دانشگاه تربیت مدرسدانشکده فنی و مهندسیبخش مکانیکبررسی امکان‌پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار(Modular)

مقدمه:

برای بهینه سازی صنعتی و رونق اقتصادی، و ارتقاء و پیشرفت آموزشی و تکنولوژیکی و قدرت علمی و رقابت فرآورده‌های تولیدی در بازارهای جهانی نیاز به کسب دانش‌ جدید، آموزش و به کارگیری تکنولوژی و روش‌های مدرن در صنعت قالبسازی می‌باشد.

هم اکنون بیشتر قطعات مهم صنایع خودروسازی، و صنایع نظامی و موتورسیکلت، و ابزار آلات صنعتی و … به کمک صنعت آهنگری و قالب های فورج تهیه می‌شوند.

با توجه به آمار و ارقام و تحلیل‌های علمی و کاربردی صنعتی که انجام شده است، باید پروسه طراحی و ساخت قالب‌های فورج که شامل طراحی علمی و محاسباتی قالب است و انتخاب مواد قالب و مراحل ساخت و ماشینکاری و عملیات حرارتی قطعات و مونتاژ قالب به شکل صحیح و علمی انجام شود تا قالب‌ها عمر و بازدهی مفیدی داشته باشند و محصولات تولیدی اشان نیز کیفیت مطلوب، عالی و استانداردی را پیدا نمایند.

آهنگری قدیمی ترین و اصلی ترین روش شکل دادن فلزات است. آهنگری به معنای تغییر شکل مواد با فشار بین قالبها، احتمالاً قدیمی ترین روشی است که توسط انسان به کار گرفته شده است تا فلزات را به شکل مناسبی در آورد. طی سالهای متمادی صنعت آهنگری مراحل پیشرفت را طی نموده است.

شکل دادن طبق DIN 8580 یعنی «تولید با روش تغییر شکل خمیری (پلاستیکی) یک جسم جامد که در آن جرم و نیز همبستگی آن حفظ شود.

طبق یک تقسیم بندی در روشهای شکل دادن براساس تنشهای غالب موجود در منطقه شکل دادن، شکل دادن با قالب بسته‌ آهنگری و شکل دادن با قالب باز در این تقسیم بندی روشهای شکل دادن، جزء زیر مجموعه‌های شکل دادن فشاری می باشند.

از قابلیت‌های روش فورج در تولید فرآورده‌های صنعتی می‌توان به کاهش هزینه و انبوهی تولید، و از معایب این روش به کمتر دقیق بودن قطعات تولید شده اشاره کرد.

موضوع مورد بحث، بررسی امکان‌پذیری طراحی و ساخت قالبهای فورج مدولار می‌باشد یعنی انعطاف پذیر کردن قالب فورج، یا قطعه قطعه کردن قالب فورج، یعنی در ساخت قالب از چندین قطعه استفاده شود به صورت Modular. که از کنار هم قرار گرفتن آنها، کل قالب شکل می‌گیرد.

هدف این طرح آن است که یک قالب تنها برای تولید یک قطعه یا یک محصول نباشد، بلکه با جابه‌جا کردن مدولهای آن و جایگزین کردن مدول مناسب بتوان محصول دیگر را تولید کرد.

حتی اگر قسمتی از قالب دچار مشکل شد یعنی ترک بردار یا بشکند می‌توان مدول آسیب دیده را خارج کرد و مدول مناسب را در سرجای خود جازد. مهم آن است که این طرح باعث می شود، زمان طراحی فوق‌العاده کاهش یابد، و یک کاهش مهم در هزینه‌های ابزار ایجاد می‌شود.

این امر همچنین باعث تنوع در محصولات تولیدی خواهد شد و ما می توانیم در کوتاهترین زمان ممکن با تعویض قسمتهایی از قالب با مدولهای مناسب، محصول جدید دیگری را تولید کنیم و میزان تولیدات محصولها را نیز افزایش می دهد.

– صنعت فورج

فورج و شکل دهی فلزات گداخته یا تحت فشار قرار دادن آنها، توسط قالب‌های فورج و یا پرس‌های هیدرولیک یا پنوماتیک و یا پتک های ضربه‌ای را صنعت فورجینگ می نامند.

اکثر قطعات صنعتی در صنایع مهم مانند ماشین سازی، خودروسازی و صنایع نظامی با روش فورج تهیه می‌شوند.

در روش فورجینگ (آهنگری) مواد کار با قابلیت کوره‌کاری، و در حالت گداخته، فرم لازم را می گیرند. این قطعات دارای مقاومت و استحکام بیشتری نسبت به قطعات مشابه ماشینکاری شده هستند.

زیرا در پروسه آهنگری مواد اولیه قطعات به هم فشرده شده و قطعات مهمی مانند، میل لنگ‌ها، دسته پیستون ها و … ساخته می‌شوند.

از قابلیت‌های روش فورج در تولید فرآورده‌های صنعتی می‌توان به کاهش هزینه و انبوهی تولید، و از معایب این روش به کمتر دقیق بودن قطعات تولید شده اشاره کرد.

اکثر فلزات چکش خوار مانند فولاد‌ها، و آلیاژ‌های مس، آلیاژ‌های آلومینیوم و … قابلیت عملیات آهنگری را دارند.

چدن خاکستری جزء فلزاتی است که خاصیت آهنگری نداشته، زیرا امکان شکستگی در آن وجود دارد.

قابلیت کوره‌کاری و فورج قطعات فولادی، به مواد آلیاژی موجود در آن‌ها بستگی دارد. هر چه مقداری کربن فولاد‌ها کمتر باشد، می‌توان حرارت شروع آهنگری را افزایش داد.

در پروسه فورجینگ با افزایش مقدار کربن در فلزات از قابلیت فرم‌گیری و آهنگری آن‌ها کاسته می‌شود. همچنین فولاد‌هایی برای عملیات فورج مناسب می باشند که مقدار فسفر و گوگرد آن‌ها از 1% بیشتر نباشد و اگر مقداری گوگرد در فولاد زیاد باشد باعث ایجاد و شکستگی و ترک‌هایی بر روی فولاد گداخته می‌گردد.

در ساخت قالب‌های فورج از روش‌های جدید تکنولوژی ماشین‌کاری و اسپارک استفاده می کنند، به این شکل که ابتدا محفظه قالب‌های فورج را با روش سنتی ماشین‌کاری می‌کنند و اندازه نهایی را با ساختن الکترودهای مسی که شکل و ابعاد دقیق قطعه کار است، با عملیات اسپارک اورژن انجام می دهند.

انرژی های تجدید پذیر

انرژی های تجدید پذیردانلود متن کامل - 20 صفحه با فرمت ورد word

پیشگفتار

 آینده انرژی

 از انقلاب صنعتی یعنی 200 سال پیش تاکنون بشر به سوخت فسیلی وابسته بوده است حتی تصور تغییر این وضعیت نیز دشوار است. احتمال کاهش مصرف وجود دارد اما توقف استفاده از سوخت فسیلی غیرممکن است زیرا مسلماً جایگزین مناسبی برای آن وجود ندارد. غیرقابل تصور بودن این موضوع، مورد بحث در حوزه تغییرات آب و هوایی بوده است. مصرف کمتر سوخت یعنی درخواست هواداران حفظ محیط زیست مشکل را حل نمی کند مگر آنکه همزمان رشد اقتصادی نیز متوقف شود. اگر چنین شرطی تحقق نیابد (که نخواهد یافت) هر میزان صرفه جویی از طریق رشد کارایی به واسطه رشد مصرف سرانه انرژی از میان خواهد رفت. طی چندماه اخیر جهان شاهد تحولات مختلفی در حوزه انرژی بوده است، قیمت نفت به رکوردهای جدید رسیده و بحث درباره تمام شدن نفت دیگر زمزمه نمی شود بلکه آشکارا درباره آن بحث می شود. به این ترتیب این وسوسه به وجود می آید که پایان جهان نزدیک است.

اما همه تا این اندازه بدبین نیستند زیرا در دنیای خیال بیولوژیست ها، مهندسان و فیزیکدان ها، دنیایی جدید در حال شکل گیری است. برنامه ها برای پایان اقتصاد وابسته به سوخت فسیلی در حال تدوین است. آنها به جای اعمال فشار یا ترساندن مردم تلاش می کنند ایشان را متقاعد کنند. آنها جهانی را وعده می دهند که در یک سطح فراتر از حد تصور دگرگون شده اما در سطحی دیگر به همین شکل کنونی باقی مانده و حتی بهتر شده است.
به نظر می رسد انرژی جایگزین سوخت فسیلی نوعی فریب است. ظاهراً سلول های خورشیدی و نیروگاه های بادی قادر نیستند به اندازه کافی برای جهان پرمصرف و خودخواه کنونی انرژی برق تولید کنند. اتومبیل های برقی نیز شبیه یک شوخی هستند اما هواداران جایگزین های جدید انرژی فسیلی جدی به نظر می رسند اگرچه بسیاری از آنها به فواید زیست محیطی این جایگزین ها علاقه مند هستند اما انگیزه اصلی آنها پول است. آنها در حال سرمایه گذاری پول خود در ایده هایی هستند که تصور می کنند سود بالایی در پی دارد اما برای تحقق این هدف، جایگزین ها باید به ارزانی (یا ارزان تر) سوخت های کنونی باشند و استفاده از آنها به آسانی (یا آسان تر از) استفاده از سوخت های موجود باشد.

    انرژی های تجدید پذیر                                                                                                  

بشر از دیرباز با بکارگیری انرژیهای فراوان و در دسترس طبیعت، در پی گشودن دریچه‌ای تازه به روی خویش بود تا از این رهگذار، بتواند افزون بر آسانتر کردن کارها، فعالیتهای خود را با کمترین هزینه و بالاترین سرعت به انجام رساند و گامی برای آسایش بیشتر بردارد.
نخستین انرژی بکاررفته توسط بشر، انرژی خورشید بود. انسان از نور و گرمای آفتاب بهره‌های فراوان می‌برد؛ تا آنجا که این انرژی جزیی جدایی‌ناپذیر از فرآیند برخی صنایع گشت و حتی امروزه نیز جایگاه خود را از دست نداده است.
مردمانی که به جریانهای آزاد آب دسترسی داشتند یا در سرزمینهای بادخیز می‌زیستند، از این انرژی حرکتی استفاده می‌کردند و با تبدیل و مهار آن، بر توان خویش جهت انجام کارهای بزرگتر و دشوارتر، می‌افزودند.
انرژی دیگری که در گذشته با آن آشنا بوده، از آن یاری می‌جستند، انرژی گرمایی زمین بود. انسانهای ساکن نواحی آتشفشانی، آگاهانه یا ناخودآگاه، با بهره بردن از ویژگیهای درمانی-گرمایی چشمه‌های آبگرم، بنوعی این انرژی را بکار می‌بستند.
با افزایش جمعیت و گسترش و پراکندگی آن و نیز همگام با نیاز روزافزون به انرژیهای جدید و کارآتر با بازده بیشتر، کم‌کم بشر سوخت‌های فسیلی را کشف کرد و آن را منبعی پایان‌ناپذیر یافت که نویدبخش آینده‌ای روشن بود.
وابستگی انسان به سوختهای فسیلی، روزبروز بیشتر می‌شد و با پیشرفت علم و فناوری و ساخت ماشینها و ابزارهای گوناگون و بویژه با رخ دادن انقلاب صنعتی، بکارگیری سوختهای فسیلی به اوج خود رسید؛ اما در کنار این پیشرفتها، رفته‌رفته بشر دریافت که گذشته از محدود بودن انرژی فسیلی، بهره‌گیری از این انرژی نیز چندان بدون هزینه نخواهد بود و دیری نپایید که پیامدهای ناشی از سوزاندن سوختهای فسیلی، خود به چالشی تازه برای جوامع انجامید.
برای نمونه مصرف کنونی نفت، حدود ده میلیارد تن در سال است که بیش از این نیز خواهد شد و با این که ذغالسنگ از ابتدایی‌ترین سوختهای فسیلی است، امروز هنوز 40% انرژی الکتریکی

 جهان و 56% برق آمریکا، از سوختن ذغالسنگ بدست می‌آید و سالان چندین میلیون تن گاز NO2، SO2 و CO حاصل از سوختن ذغال،؛ در جو زمین رها می‌شود.
امروزه عوامل بسیاری از جمله گسترش فزاینده‌ی نیاز به انرژی، محدودیت منابع فسیلی، فاجعه‌ی آلودگی زیست‌محیطی ناشی از سوخت مواد فسیلی، گرم شدن هوا و اثر گلخانه‌ای، لزوم تعادل پخش گازهای آلاینده و بسیاری از دیگر عوامل، سبب رویکرد دوباره‌ی علم به انرژیهای تجدیدپذیر طبیعی شده؛ با این تفاوت که پیشرفت علم و فناوری، فصلی تازه در بکارگیری و تبدیل و مهار این انرژیها گشوده است.
در بکارگیری انرژیهای تجدیدپذیر، دو رویکرد عمده وجود دارد؛ روش نخست، روش ترکیبی است که در آن همه‌ی انواع این انرژیها به برق تبدیل می‌شود. در روش دوم با تجهیزات ویژه، این انرژیها را بی‌واسطه در گرمایش، سرمایش و محورهای چرخان مکانیکی بکار می‌برند (روش مجموعه‌های مکمل).
روش دوم بدلیل حذف تبدیلهای غیرلازم، نسبت به روش نخست برتری دارد و بازدهی آن نیز بسیار بیشتر است؛ اما بخاطر فراگیرتر بودن فناوری، گرایش بیشتری به روش ترکیبی نشان داده شده است.

انرژی خورشیدی( Solar Energy )

خورشید سرچشمه‌ی عظیم و بیکران انرژی است که حیات زمین بدان بستگی دارد و همه‌ی دیگر انواع انرژی نیز، بگونه‌ای از آن نشأت گرفته‌اند.
اگر همه‌ی سوختهای فسیلی را جمع کرده، بسوزانیم، این انرژی معادل تابش خورشید به زمین، تنها برای 4 روز خواهد بود و حرارت و نوری که در هر ثانیه از خورشید به زمین می‌رسد، میلیون‌میلیون برابر قدرت بمب اتمی منفجرشده در هیروشیما یا ناکازاکی است.
در حال حاضر، تأمین انرژی بیش از 160 هزار روستا در سراسر جهان بر پایه‌ی انرژی خورشیدی است و این تازه آغاز راه است.
در کشوری مانند اندونزی که از چندین هزار جزیره‌ی کوچک و بزرگ تشکیل شده است، بکارگیری نیروگاه و خطوط انتقال نیرو، تقریبا ممکن نیست و انرژی خورشیدی تنها امید جمعیت 20 میلیونی روستاهای اندونزی است.
هم‌اکنون تحقیقات دامنه‌دار و بی‌وقفه‌ای در حال انجام است و در آینده‌ای نه چندان دور، موج ساخت و بهره‌برداری از نیروگاههای بزرگ خورشیدی، همه‌گیر خواهد شد.
امروزه شش شیوه‌ی تولید برق از نور خورشید شناخته شده است که عبارت‌اند از: آیینه‌ی سهمیگون، دریافت‌کننده‌ی مرکزی، آیینه‌های شلجمی (بشقابی یا استرلینگ)، دودکش خورشیدی، استخر خورشیدی و سلولهای نوری (فتوولتاییک)؛ اما امروزه انرژی خورشیدی را بیشتر با بکارگیری سلولهای خورشیدی یا راه‌اندازی نیروگاههای حرارتی، مهار می‌کنند.
فراگیر ساختن روشهای دیگر نیز در دست بررسی است. صحرای نوادا در آمریکا -که زمانی محل آزمایشهای هسته‌ای بود- اینک به بزرگترین آزمایشگاه خورشیدی جهان تبدیل شده است و بانک جهانی نیز از مدتها پیش تحت فشار است تا طرح بهره‌گیری از انرژی خورشیدی ودیگر طرحهای سازگار با محیط زیست را زیر پوشش مالی قرار دهد.
نیروگاههای خورشیدی با هزینه‌ای بسیار کم، بدون تولید گازهای مخرب و بدون اشغال فضاهای مفید، بزودی جایگزینی کامل برای نیروگاههای سوخت فسیلی خواهند بود.
کشور ما ایران، بر کمربند خورشیدی زمین قرار دارد و یک‌چهارم مساحت آن را کویرهایی با شدت تابش بیش از 5 کیلووات‌ساعت بر متر مربع، پوشانده است که اگر 1% این مساحت، برای ساخت نیروگاه خورشیدی با بازده 10% بکار رود، توان تولید برق بدست‌آمده، از 7 برابر میزان تولید ناخالص برق همه‌ی نیروگاههای کشور در سال 1376 (9 میلیون مگاوات‌ساعت) بیشتر

 خواهد بود.
در این بخش، فعالیتهایی در کشور انجام شده است که عبارت‌اند از:
-هواگرمکنهای خورشیدی و مجموعه‌های ذخیره کردن و خشک کردن خورشیدی.
-آبرگرمکنهای خورشیدی و حمام خورشیدی.
-تیوبهای حرارتی.
-آب‌شیرین‌کنهای خورشیدی.
-متمرکزکننده‌های خورشیدی.
-دنبال‌کننده‌های خورشیدی.
-مجموعه‌های غیرفعال خورشیدی.
-سردکننده‌ی خورشیدی.

دانلود پایان نامه در مقطع کارشناسی مربوط به سیر تحول پلاستیک ها

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی با فرمت ورد word

مقدمه ای بر پلاستیک ها

 واژه پلاستیک دارای ریشه یونانی و مشتق از واژه یونانی Plastikos به معنی “شکل دادن یا جای دادن درون قالب برای قالبگیری” می باشد. انجمن صنعت پلاستیک SPI یک توضیح بسیار دقیق تر و مشخص تری را در این خصوص ارائه می کند. این انجمن پلاستیک ها را به شرح زیر مشخص و تعریف می کند: “هر یک از گروههای بزرگ و متفاوتی از مواد به طور کامل یا در بخشی از ساختار شیمیایی خود شامل ترکیباتی از کربن با اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن و یا سایر عناصر آلی و معدنی می باشند به طوری که در حالت نهایی خود، حالت جامد به خود می گیرند و در چند مرحله از فرایند ساخت و تولید خود نیز، شکل مایع به خود می گیرند و درنتیجه قادر به تشکیل اجسامی سه بعدی در شکل های گوناگون می باشند که فرایند شکل دادن آ نها، نتیجه استفاده از گروه های مواد به طور منفرد یا متصل شده به هم در کنار یکدیگر تحت تأ ثیر حرارت و فشار
 می باشد.”
‏یک شیمیدان انگلیسی به نام جوزف پریستلی (Joseph Priestley)، اولین باو واژه لاستیک Rubber ‏را متداول کرد، پس از اینکه او متوجه شد که تکه ای از لاتکس طبیعی بخوبی نوشته های مدادی را پاک می کند. لاستیک طبیعی را در گروه بزرگی از پلیمرها موسوم به “الاستومرها یا کشپارها Elastomers ” می توان جای داد. الاستمرها،مواد پلیمری طبیعی یا سنتتیک می باشند که تا حد %200 طول اولیه خود و در دمای اتاق می توانند کشیده شوند و تقریبا به طور سریعی به طول اولیه خود برگردند.

تاریخچه پلاستیک ها

امروزه تصور زندگی کردن بدون وجود پلاستیک ها بسیار ‏سخت و دشوار می باشد.درفعالیت های روزمره به کالاهای پلاستیکی همانند بطریها، شیشه های عینک، تلفن ها، نایلون ها و بسیاری از اشیا پلاستیکی دیگر وابسته ایم. درهر صورت، بیش از یکصد سال از تاریخچه پلاستیک ها به شکل کنونی در زندگی ما نمی گذرد و صد سال پیش آ نها به صورت امروزی وجود نداشتند. تا مدتها قبل از توسعه پلاستیک های تجاری، برخی از مواد موجود، خواص منحصر به فردی را از خود به نمایش گذارده اند. اگر چه پلاستیک ها قوی، نیمه شفاف، دارای وزن سبک می باشند وقابلیت قالبگیری دار‏ند، فقط تعداد بسیار اندکی از مواد وجود دارند که چنین خواصی را به صورت درهم آمیخته با هم و با کیفیت مطلوب ازخود نشان می دهند. امروزه از این مواد، به عنوان پلاستیک های طبیعی نامبرده می شود.
‏پلاستیک های طبیعی در طی قرون متمادی از ترکیب و تلفیق خواص زیر بهره مند شده اند: وزن سبک، استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر نفوذ آب، مات بودن و نیم شفافیت و قابلیت قالبگیری. توانایی بالقوه آ نها آ شکار بود ولیکن آ نها موادی بودند که جمع آوری شان دشوار بود یا فقط در حجم ها و یا ابعاد محدود در دسترس بودند. در سرتاسر دنیا، افراد بسیاری تلاش کردند تا پلاستیک های طبیعی را بهبود بخشیده، بهینه سازند و یا اینکه جایگزینها یی را برای آ نها پیدا کنند. ‏
در فرایند ساخت و تولید پلاستیک های طبیعی اصلاح شده، مواد خام طبیعی همانند بذرهای پنبه یا کتان یا لاستیک صمغی به شکل های جدید و بهتری مبدل شدند. سلولوئید مزایا و کیفیت افزون تری نسبت به شاخ داشت که برتری آ ن را در عمل نشان می داد. ولیکن مواد اصلاح شده هنوز دو نخستین جزء تشکیل دهنده شان بر پایه منابع طبیعی استوار بودند.تا قبل از توسعه باکلیت امکان ساخت ماده ای که بتواند در کارخانه تهیه و ساخت شود و در عین حال با طبیعت رقابت کند، وجود نداشت. باکلیت، دریچه های توسعه گروهی از پلیمرهای سنتتیک را باز کرد که برای فراهم کردن شرایط خاص، تنظیم و طراحی شدند.
‏کاوش و تحقیق برای مواد بهبود یافته تا به امروز ادامه دارد. بسیاری از الیاف جدید نتیجه تلاش برای ساخت ابریشم مصنوعی(Artificial silk) می باشد. مواد مرکب (Compositematerials) هم اکنون در کلیه کاربردها یی که قبلا مخصوص فلزات بود، مورد استفاده قرار می گیرد. امکانات برای یافتن جانشین های جدید به نظر بی انتها و پایان ناپذیر می ایند.

سیر تکاملی پلاستیک ها

پلاستیک های طبیعی<a href="http://www.honaretarahi.com/all-pages/learn/plastic-evolution.htm#مواد_طبیعی_اصلا

پایان نامه کارشناسی رشته مکانیک مربوط به طراحی بدنه ایرشیپ‌ها و زیر دریائی‌ها

تعداد صفحات پایان نامه: 110 صفحه

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی با فرمت ورد word

 فهرست مطالب

عنوان                                                

فهرست علائم

فهرست جداول

فهرست اشکال

 چکیده

 فصل اول

مقدمه و مطالعات پیشین

1-1 مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1-1 مدل آیرودینامیکی

فصل دوم

معادلات حاکم و روش حل عددی

2-1 مقدمه

2-2 محاسبات لایه مرزی

2-2-1 محاسبات لایه مرزی آرام

   2-2-2 محاسبات ناحیه گذرا

   2-2-3 محاسبات لایه مرزی درهم

   2-2-4 روش محاسبه درگ

   2-2-5 معیار جدایش

 فصل سوم

الگوریتم و برنامه به همراه ورودی و خروجی های برنامه

3-1 روند محاسبه درگ

 3-2 الگوریتم محاسبات لایه مرزی آرام

3-3 الگوریتم محاسبات ناحیه گذرا

3-4 الگوریتم محاسبات لایه مرزی درهم و ضریب درگ

3-5 برنامه کامپیوتری به زبان فرترن

3-6 ورودی و خروجی های برنامه برای پروفیل های بدنه شماره 1 تا 7

3-6-1 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

3-6-2 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 1

3-6-3 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

3-6-4 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 2

3-6-5 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

3-6-6 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 3

3-6-7 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

3-6-8 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 4

3-6-9 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

3-6-10 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 5

3-6-11 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 6

3-6-12 ورودی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 7

3-6-13 خروجی برنامه برای پروفیل بدنه شماره 6و7

 فصل چهارم

ارائه نتایج و بحث و مقایسه

4-1 مقدمه

4-2 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 1

4-3 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 2

4-4 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 3

4-5 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 4

4-6 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 5

4-7 نتایج و بحث برای پروفیل بدنه شماره 6و7

4-8 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 1

4-9 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 2

4-10 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 3

4-11 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 4

4-12 نمودارهای مربوط به پروفیل بدنه شماره 5

4-13 مقایسه ضریب درگ

فصل پنجم

نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 نتیجه گیری

5-2 پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده

فصل اول

 1-1 مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

در طراحی بدنه ایرشیپ‌ها و زیر دریائی‌ها نکات زیادی مورد توجه قرار می‌گیرد که مهمترین آنها قدرت جلوبرندگی است که به مقدار زیادی بستگی به درگ اصطکاکی روی بدنه ایرشیپ دارد و 3/2 درگ کل را شامل می‌شود. کاهش کوچکی در این درگ باعث صرفه جویی قابل توجهی در سوخت می‌شود و یا می‌تواند باعث افزایش ظرفیت حمل و ابعاد ایرشیپ شود.

اولین بهینه سازی عددی شکل، توسط پارسنز  انجام شده است. روش محاسبه در قالب یک پنل کد می‌باشد که با یک روش لایه مرزی کوپل شده است. زدان  یک توزیع محوری از چشمه و چاه را برای نشان دادن میدان جریان اطراف یک جسم معرفی می‌کند. قدرت (شدت) به صورت خطی روی هر المان طول توزیع می‌شود.

در روند محاسباتی آیرودینامیکی ابتدا یک بدنه دوار با ماکزیمم قطر ثابت و نسبت فایننس  ثابت تعریف می‌شود.پروفیل بدنه و توزیع سرعت جریان غیر لزج توسط روشهای غیر مستقیم حل جریان پتانسیل بدست می‌آید. پروفیل این بدنه باید به گونه‌ای باشد که در جریان یکنواخت موازی با محور بدنه، لایه مرزی دچار جدایش نشود. با این قید، درگ توسط تغییر در شکل پروفیل بدنه کاهش می‌یابد. محدودیت در عدم جدایش لایه مرزی باعث حذف درگ فشاری می‌شود و درگ کلی منحصر به نیروهای ویسکوز در لایه مرزی می‌شود. لایه مرزی به سه ناحیه آرام گذرا  و درهم تقسیم می‌شود. برای محاسبه لایه مرزی آرام از متد توویتس استفاده شده که بر اساس رابطۀ مومنتوم می‌باشد. ناحیه گذرا در محاسبات به صورت یک نقطه در نظر گرفته می‌شود که در آن ضریب شکل به طور ناگهانی از آخرین مقدار در ناحیه آرام به اولین مقدار در ناحیه درهم تغییر می‌کند. از آنجا که محل گذر به عواملی مانند: زبری سطحی، سر و صدا، لرزش و غیره بستگی دارد که کنترل آنها مشکل است در بیشتر تحقیقات این ناحیه را به صورت دلخواه بین سه تا ده درصد طول بدنه در نظر می‌گیرند.

محاسبات لایه مرزی مغشوش بر اساس یک روش ساده انتگرالی معادله مومنتوم بنا شده است، که توسط شینبروک  و سامنر  برای جریان با تقارن محوری بدست آمده است. از آنجا که لایه مرزی مجاز به جدایش نیست درگ از نقصان مومنتوم در انتهای لایه مرزی محاسبه می‌شود.

حل این مسأله در ساخت اژدرها، زیر دریائی‌ها و ایرشیپ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بعضی از این گونه‌ها پروفیل بدنه را به صورت یک یا دو چند جمله‌ای از درجات مختلف نشان می‌دهند و شامل پارامترهایی مانند شعاع در دماغه و انتهای دم محل نسبی قطر ماکزیمم و شعاع طولی در آن نقطه و شیب دم هستند. بوسیله تغییر در بعضی یا همه این پارامترها در شکلهای مختلف درگ کاهش یافته است. دیگران سعی کرده‌اند که مستقیما از کپی پروفیل بدنه ماهی‌های پرسرعت و پرندگان این کار را دنبال کنند. نتیجه تمام این تلاشها منجر به طبقه بندی بدنه هایی با درگ پایین شده است و گرچه از نظر شکل متفاوت هستند ولی ضریب درگهایی خیلی شبیه به هم دارند این بدنه‌ها در شکل 1-1 آمده است.

1-1-1 مدل آیرودینامیکی

جریان اطراف بدنه ایرشیپ با زاویه حمله صفر را به کمک روش سوپر پوزیشن بر روی یک سری توزیع چشمه و چاه که روی محور بدنه و بصورت المانهایی بطول و با توزیع شدتی که توسط یک پاره خط مستقیم و روی المان قرار دارد تخمین می‌زنیم.

خط محوری چشمه و چاه به 20 المان با طول مساوی و در نتیجه به 21 نقطه انتهایی تقسیم می‌شودکه هر المان توزیع شدت خطی دارد (شکل1-3).با مشخص کردن شدت‌ها در 21 نقطه انتهایی توزیع شدت در همه جا تعریف شده است. پروفیل بدنه بوسیله ی تغییر در مقدار شدت این 21 نقطه انتهایی تغییر می‌کند. ترکیبات جدیدی از این 21 شدت تولید می‌شود که در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد رضا حسن زاده ارائه شده است. ضریب درگ با استفاده از محاسبات لایه مرزی در نزدیک سطح بدنه بدست می‌آید که   محاسبات لایه مرزی آرام و درهم و همچنین ناحیه گذرا که در این تحقیق بررسی می‌شود بطور مفصل در قسمتهای بعدی شرح داده خواهد شد.

این بدنه جدید به عنوان مبنا قرار می‌گیرد و می‌تواند در یک پروسه ی تکاملی بهینه سازی شود تا به پروفیل با کمترین درگ دست یابیم.در چهل سال اخیر سیستم‌های حل مسأله ی بهینه سازی که بر اساس تکامل و وراثت بنا شده‌اند مورد توجه قرار گرفتند،استراتژی تکامل ریخنبرگ]6 [یکی از این روش‌هامی‌باشد.روش قدرتمند دیگری که بر پایه تکنیک‌های هوش مصنوعی می‌باشد و قابل استفاده در فضا‌های عملکرد بزرگ و توابع چند بعدی و چند وضعیتی (دارای چندین می‌نیمم)و غیر خطی می‌باشد، روش الگوریتم ژنتیک است.

فصل دوم

معادلات حاکم وروش حل عددی

2-1 مقدمه

مقاومت ویسکوز بدنه اغلب از حل لایه مرزی محاسبه می‌شود که برای حل لایه مرزی نیاز به دانستن توزیع سرعت در لبه لایه مرزی می‌باشد که از حل جریان پتانسیل بدست می‌آید. لایه مرزی به سه قسمت آرام،گذرا و درهم تقسیم می‌شود. براساس معادله مومنتوم در شرایط جریان پایدار،دوبعدی،تراکم ناپذیر وویسکوز با گرادیان فشار در جهت x داریم.

-2-2 محاسبات ناحیه گذرا

پیش بینی تئوری ناحیه‌ای که گذر از لایه مرزی آرام به درهم رخ می‌دهد، به عنوان یکی ازمسائل پیچیده و مشکل در مکانیک سیالات می‌باشد زیرا ناحیه گذرا به فاکتورهای زیادی مــانند سروصـدا،لرزش، محیـط، زبری سطحی بدنه وگرادیان فشار سطحی بستگی دارد که تعیین اثرات آنها روی ناحیه گذرا مشکل است. اولین تحقیقات جدی در این زمینه در اواخر قرن نوزدهم وتوسط رینولدز صورت گرفت.تحقیقات دیگری توسط گرانویل، کربتری صورت گرفت و به خاطر ناتوانی این متد‌ها در بیان تاثیرات سطح بدنه ومحیط روی پدیده گذر تعدادی از محققان به صورت دلخواه ناحیه گذرا را بین سه تا ده درصد طول بدنه از دماغه در نظرگرفتند که در این روش نیز از همین تجربه استفاده شده است. ناش این ناحیه را به صورت یک نقطه ودرسه درصد طول بدنه فرض کرده است. در ناحیه گذرا چند تغییر اساسی در لایه مرزی رخ می‌دهد.این تغییرات به صورت تغییر در ضخامت جابجایی و ضخامت مومنتوم نشان داده می‌شودکه منجر به کاهش ضریب شکل می‌شود. باجایگزین کردن ناحیه گذر به صورت یک نقطه ناش توانست روش مفیدی برای محاسبه مقادیر و در آغاز لایه مرزی آرام بدست آورد.مقدار در طول ناحیه گذر تغییر نمی‌کند در حالیکه مقدار در شروع لایه مرزی درهم از رابطه تعادلی ناش بدست می‌آید.