پایان نامه طراحی مواد سلولی، با حداکثر سختی و حداقل ضرایب انبساط حرارتی، با استفاده از بهینه­سازی توپولوژی

دانشکده­ی مهندسی مکانیک

پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد در رشته­ ی

مهندسی مکانیک (طراحی کاربردی)

طراحی مواد سلولی، با حداکثر سختی و حداقل ضرایب انبساط حرارتی، با استفاده از بهینه­سازی توپولوژی

استادان راهنما

دکتر محمد رحیم نامی

دکتر محمد حسن کدیور

خرداد ماه 1394

 

چکیده

مواد­ سلولی، اغلب متشکل از ریزساختارهایی، به نام سلول پایه­اند که این سلول­های پایه به­طور متناوب در ماده تکرار می­شوند. تغییرات خواص مواد ­سلولی را می­توان ناشی از تغییر در شکل و نحوه­ی توزیع مواد، در درون سلول پایه­ی آن­ها دانست. لذا تعیین دقیق­تر نحوه­ی توزیع مواد در درون سلول پایه، می­تواند موجب بهبود عملکرد این مواد به­منظور هدفی خاص گردد. این کار را می­توان با کمک بهینه­سازی توپولوژی انجام داد.

در این پایان­نامه، سلول پایه­ای برای یک ماده الاستیک و همسانگرد طراحی شده است که حداکثر سختی و یا حداقل ضرایب انبساط حرارتی موثر را داشته باشد. به­منظور تخمین خواص موثر سلول پایه از روش انرژی کرنشی استفاده شده است. به­منظور اطمینان از صحت نتایج، پاسخ­ها با باندهای معتبر موجود مقایسه شده اند. پژوهش حاضر گامی نو در استفاده همزمان روش انرژی کرنشی و روش بهینه­سازی تکاملی دوجهته در طراحی مواد ­سلولی محسوب می­شود، همچنین در این پژوهش نشان داده می­شود که بکارگیری همزمان روش­های نامبرده، نسبت به روش­هایی که پیشتر به این منظور به­کار گرفته می­شدند، از حجم محاسبات تا حدود زیادی کاسته است.
فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                                  صفحه
1   مقدمه    11
1-1   پیش درآمد    2
1-2   بیان مسأله و روش ها    4
1-3   اهداف تحقیق    7
1-4   اهمیت و ضرورت تحقیق    8
1-5   فصل بندی پایان نامه    10
2   پیشینه تحقیق    12
2-1   پیشینه تخمین خواص موادمرکب    12
2-2   پیشینه بهینه سازی توپولوژی    15
2-3   پیشینه بهینه سازی ریزساختارهای مواد سلولی    24
3   تئوری    27
3-1   مقدمه    27
3-2   روش بهینه سازی توپولوژی دوجهته – مرگ نرم    29
3-2-1   بیان مسأله    29
3-2-2   تعیین حساسیت بهبودیافته    31
3-2-3   همگرایی پاسخ ها    33
3-2-4   نرخ تکامل و معیار همگرایی    33
3-2-5   چارت روش بهینه سازی تکاملی دوجهته    35
3-3   روش انرژی کرنشی    37
3-3-1   مقدمه    37
3-3-2   روش انرژی کرنشی    40
3-3-3   تعیین ماتریس موثر الاستیک    42
3-3-4   پیش بینی ضرایب انبساط حرارتی موثر:    47
4   بهینه سازی توپولوژی ریزساختارهای مواد سلولی با هدف حداکثرسازی سختی    54
4-1   مقدمه    54
4-2   خواص موثر الاستیک    55
4-3   ماده ی سلولی    56
4-4   فرمول بندی    58
4-5   آنالیز حساسیت    59
4-6   تعیین توپولوژی سلول پایه    60
4-7   مدل سازی    62
4-7-1   مقدمه    62
4-7-2   مدل دو بعدی    62
4-7-3  مدل سه بعدی    73
5   بهینه سازی توپولوژی ریزساختارهای مواد سلولی با هدف حداقل سازی ضرایب انبساط حرارتی موثر    79
5-1   مقدمه    79
5-2   محاسبه ضرایب انبساط حرارتی موثر    80
5-3   فرمول بندی    81
5-4   خواص موثر    81
5-5   مدل سازی    83
6    نتیجه گیری و پیشنهادات    89
6-1   نتیجه گیری    89
6-2   پیشنهادات    90
منابع    91

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید 

مطالب مشابه

پایان نامه برآوردی از ظرفیت وتلاش مالیاتی در ایران و مقایسه آن باکشورهای منتخب عضو کنفرانس اسلامی200...
پایان نامه : بررسی رابطه میان سرمایه اجتماعی کارکنان و رضایت شغلی آنان درسازمان جهاد کشاورزی
پایان نامه بررسی سهم آگهی ­های مزایده و مناقصه در صفحات اول روزنامه­ های کشور
سمینار کاویتاسیون و راه های مقابله با آن در سازه های هیدرولیکی
پایان نامه مسئولیت مدنی پزشک از منظر حقوق ایران با تاکید بر قانون مجازات جدید
پایان نامه تعیین میزان حصول اهداف آموزشی با بررسی روایی و اعتبار امتحانات نهایی