تحقیق درباره تحلیل استاتیکی یک مخزن ضربه گیر

اختصاصی از یارا فایل تحقیق درباره تحلیل استاتیکی یک مخزن ضربه گیر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 45

مقدمات و کلیات :

این تحقیق در نظر دارد تحلیل استاتیکی یک مخزن ضربه گیر را به روش المان محدود برسی کند و با توجه به حد اقل سه حالت آب وهوا در داخل مخزن نیرو های وارد به مخزن و تنش های مختلف را برسی و نقاط ضعف و قوت در جداره مخزن را در حالت استاتیکی مشخص نماید

تاریخچه مطالعاتی:

در خصوص مخاذن ضربه گیر شرح مختصری ارائه می گردد. مخازن ضربه گیر معمولاً در شرکت ماشین سازی اراک ساخته می شوند و با در نظر گرفتن میزان ضربه قوچ حجم آب و هوای داخل طراحی میگردد . بطوریکه حجم آب آنقدر زیاد نباشد که باعث عدم نوسان ( خاصیت میرا کنندگی ) شود و یا آن قدر کم که پس از تزریق آب به خط ا نتقال باعث هواگیری پمپ های مسیر گردد . در نتیجه بهترین حالت آن است که موارد فوق رعایت شود از طرفی حجم آب بیشترین حالت ممکن خود باشد . تا آنکه بتواند ضربه را بهتر میرا کند به عبارتی خاصیت میرا کنندگی آن بالا باشد . مخازن ضربه گیر با توجه به میزان توانایی خنثی نمودن ضربه در حجم های مختلف ساخته می شوند . گاهی بدلیل عدم امکان استفاده مخزن به دلیل ابعاد آن به مخازن کوچکتر و در کنار هم بر روی خط انتقال در انتهای ایستگاه های پمپاز نصب می گردد . سطح آب موجود در این مخازن بایستی مرتب کنترل گردد و میزان آب موجود در مخزن کمتر از میزان تعیین شده نباشد به دلیل آنکه باعث هواگیری پمپ ها شده و شروع به کار مجدد پمپ ها را سخت تر می کند . معمولا با نصب این مخازن در انتهای خطوط از تخریب اتصالات انتهای خط جلو گیری به عمل می آید و ضربات قوچ توسط نوسانآب و هوای فشرده در این مخازن خنثی می شود .

بیان مسئله:

مسئله مورد برسی تحلیل استاتیکی یک مخزن ضربه گیر می باشد . در این خصوصا علاوه بر آن که بایستی مخزن متحمل ضربات وارد شونده آب بر اثر بر گشت وایجاد ضربه قوچ شود بلکه بایستی خللی در روند کار پمپ های خط نیز ایجاد ننماید همچنین بایستی متحمل تنشهای ایجاد شده بدنه مخزن بدلیل حالت استاتیکی مخزن با محتوای آب و هوای فشرده بگردد. حال از روش المان محدود که یک روش کاملا شناخته شده برای آنالیز تنش در سازه است می بایست استفاده گردد که این امر مسئله ای است که محقق قصد دارد به آن بپردازد .

فرضیات:

فرضیات تحقیق به علت ا ینکه در پی رد یا قبول فرضیات می باشیم دارای پایگاه اثباتی می باشد . با توجه به عنوان تحقیق فرضیات ذیل طرح و مورد برسی قرار می گیرد

فرض اول : مخزن در حالت سکون و حاوی آب و هوای تحت فشار باشد .

فرض دوم : ما می خواهیم در سه حالت مختلف ایستگاهی مخزن را مورد برسی قرار دهیم و تنشهای وارده بر اثر نیروهای داخلی مخزن در حالت استاتیکی آن را مورد برسی قرار دهیم ..

سه حالت فوق عبارتند از:

حالتی که حداکثر هوا در داخل مخزن وجود داشته باشد. حالتی که حداکثر آب در داخل مخزن باشد . و حالتی که آب و هوا به یک نسبت مساوی در مخزن وجود داشته باشند . حال برای رسیدن به یک نتیجه کلی که در بر گیرنده سه حالت فوق باشد ، بحرانی ترین حالت را در نظر می گیریم. چون در هر یک از سه حالت فشار درونی بین 19 الی 19.6 می باشد ما با یک فشار دست بالا (( 20 atm درونی محاسبات را انجام و نتایج را در این حالت برسی می کنیم که مطمئنا سه حالت مطرح شده بحرانی تر ازاین سه حالت نخواهد شد .

اهداف مطالعاتی :

اهداف این تحقیق رسیدن به یک مدل کامل و سالم از مخزن تحت فشار و سپس با داشتن اطلاعاتی از جمله شرایط تکیه گاهی (شرایط مرزی ) مخزن همچنین مقدارو حالتهای نیروهای استاتیکی وارده به سازه ، قصد رسیدن به مقادیر تنش در نقاط مختلف سازه را داریم در نهایت می توان گفت که هدف این تحقیق کوشش برای استفاده از اجزاء محدود در آنالیز تنش در این سازه می باشد.

اهمیت مطالعاتی:

اگر این تحقیق به انجام برسد نتایجش به عنوان یک کار المان محدود و به عنوان یک تجربه

تحقیق در مورد خواص استاتیکی 19 ص

اختصاصی از یارا فایل تحقیق در مورد خواص استاتیکی 19 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

ترسیم کننده :

محمود رضایی – حمید رضایی

زیر نظر استاد مربوطه :

جناب آقای محرری

فهرست مطالب

عنوان صفحه

1- خواص استاتیکی 3

2- آزمایش کشش 3

3- خواص استحکامی 3

4- شکل پذیری و تردی 7

5- چقرمگی 8

6- منحنی تنش حقیقی – کرنش حقیقی 9

7- سخت شدن کرنشی و نمای سخت شدن 11

8- قابلیت ضربه گیری 12

9- آزمایش فشار 12

10- سختی 13

11- سختی سنجی برنیل 13

12- آزمایش سختی راکول 15

13- سختی سنجی ویکزر 16

14- ریز سختی سنجی 17

15- دیگر سختی سنجی 18

16- رابطه بین آزمایش های مختلف سختی 18

17- رابطه بین سختی و استحکام 19

خواص استاتیکی

هنگامی که نیروهای اعمال شده بر یک ماده کاملا و یا تقریباً ثابت باشند و حالت حاصله را حالت استاتیکی می نامند.

در بیش تر موارد نیروی وارد بر مواد عملا استاتیکی هستند و بدین جهت رفتار مواد در حالت استاتیکی اهمیت فراوان دارد.در نتیجه آزمایش های استانداردی به منظور سنجش خواص استاتیکی مواد تعیین شده اند با استفاده از نتایج این آزمایش ها می توان برای انتخاب مواد بهره گرفت به شرط آن که شرایط کاری به اندازه ی کافی مشابه با شرایط آزمایشگاهی باشد. هنگامی که شرایط کار و آزمایش مثل هم نباشد می توان از نتیجه ی آزمایش برای ارزیابی مقایسه ای مواد مختلف کمک گرفت.

آزمایش کشش

متداول ترین آزمایش استاتیکی، آزمایش کشش تک محوری است نمونه ی استاندارد در ماشین کششی که نوعی انتخاب شرایط آزمایش استاندارد به منظوراطمینان از دسترسی نتایج آزمایش و تکرار پذیری آنها است .

خواص استحکامی :

نیروی ((w به وسیله ی ماشین کشش وارد شده و اندازه گیری می شود. هم زمان با این عمل ، تغییر طول (AL) یا کرنش در طول معینی از نمونه (طول سنجه) مشخص می شود.

از آن جا که مقدار بار با اندازه ای نمونه، و تغییر طول آن تغییر می کند، حذف اثرات ناشی از اندازه ای نمونه در صورتی که بخواهیم اطلاعاتی مربوط به ماده ی مورد نظر (و نه یک نمونه ی مشخص) داشته باشیم. مهم به نظر به می رسد. اگر نیروی اعمال شده بر سطح مقطع اولیه و تغییر طول به طول سنجه اولیه ی نمونه تقسیم شود، اثرات ناشی از اندازه های نمونه حذف می شود نتیجه ی این امر نموداری است که منحنی تنش – کرنش مهندسی خوانده می شود.

این شکل همان نمودار نیرو – تغییر طول است که برای حذف اندازه های نمونه، مقیاس محورهایش تغییر داده شده است.

در شکل ( 2 – 5 ) مشاهده می شود که تا سطح معینی از تنش منحنی خطی است و تنش و کرنش با هم تناسب خطی دارند حد تنی که از آن به بعد با کرنش تناسب خطی ندارد حد تناسب نام دارد. در تنش های پایین تر از حد تناسب ماده از قانون هوک تبعیت می کند. طبق این قانون در محدوده ی کش سان تنش و کرنش با هم تناسب خطی دارند نسبت بین تنش و کرنش در محدوه ی کش سان به مدول یانگ یا ضریب کش سانی شهرت دارد که خاصیت ذاتی ماده می باشد و از اهمیت ویژه ای برخوردار است ضریب کش سانی معیاری از سخت پایی ماده است و در نتیجه میزان مقاومت ماده در مقابل تغییر شکل هنگام وارد شدن نیرو را نشان می دهد نشانه ی آن معمولا حرف E است.

تا سطح معینی از تنش پس ا زبرداشتن نیرو نمونه به شکل اولیه ی خود بر می گردد ا زتنش صفر تا این تنش رفتار ماده کش سان است و این تنش حد کش سانی نام دارد در برخی مواد حدکش سانی و حد تناسب بر هم منطبق اند ولی د ر اکثر موارد حد کش سانی کمی بالاتر از حد تناسب است. البته نباید برای هیچ یک از این دو مقدار

پروژه تحلیل استاتیکی معادل، طیفی و تاریخچه زمانی یک ساختمان ده طبقه بتنی و طراحی آن بر اساس ویرایش چهارم استاندارد 2800

اختصاصی از یارا فایل پروژه تحلیل استاتیکی معادل، طیفی و تاریخچه زمانی یک ساختمان ده طبقه بتنی و طراحی آن بر اساس ویرایش چهارم استاندارد 2800 دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این پروژه یک ساختمان ده طبقه بتنی بر اساس ویرایش چهارم استاندارد 2800 و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (1392) توسط نرم افزار Etabs 2013 مورد تحلیل و طراحی قرار گرفته است. روش های مورد استفاده برای تحلیل در این پروژه عبارتند از: روش های استاتیکی معادل، دینامیکی طیفی و دینامیکی تاریخچه زمانی. در این پروژه نتایج بدست آمده از سه روش تحلیل ارائه شده و با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته است.

فایلهای قرار داده شده برای دانلود شامل موارد زیر میشوند:

1- فایل های TXT:

- هفت رکورد زلزله برای تحلیل تاریخچه زمانی.

-  هفت رکورد زلزله همپایه شده

- طیف استاندارد 2800 برای تحلیل طیفی

2- فایل های Exell

- محاسبات مربوط به پروژه در هفده sheet

- محاسبات مربوط به مقیاس کردن رکوردها در هشت sheet

3- فایل etabs 13.1.1

4- فایل PDF گزارش پروژه 35 صفحه

عناوین پروژه:

فصل 1 مقدمه

فصل 2 معرفی پروژه و ویژگی‌های لرزه‌ای سازه

2-1- مشخصات کلی پروژه

2-2- مشخصات مصالح

2-3- نظم کالبدی ساختمان

2-4- اثر همزمان مؤلفه‌های افقی زلزله (ترکیب 30 درصد)

فصل 3 تحلیل و طراحی سازه

3-1- انتخاب روش تحلیل

3-2- مدل‌سازی سازه

3-2-1- مقاطع اعضا 

3-2-2- بارهای وارد بر سازه

3-2-3- ضریب نامعینی سازه

3-2-4- ترکیب بار طراحی

3-2-5- توزیع نیروی جانبی زلزله در ارتفاع ساختمان

3-3- انجام تحلیل استاتیکی سازه

3-3-1- وزن مؤثر لرزه‌ای

3-3-2- نیروی برشی پایه ساختمان

3-4- طراحی سازه

3-4-1- کنترل کفایت مقاومت مقاطع

3-4-2- کنترل زمان تناوب تجربی با زمان تناوب تحلیلی

3-4-3- کنترل تغییرمکان جانبی نسبی طبقه‌ها 

3-5- نتایج تحلیل سازه طراحی‌شده

3-5-1- پریودهای طبیعی

3-5-2- شکل‌های مدی

3-5-3- نیروی برشی طبقه‌ها

3-5-4- جابجایی کف و جابجایی نسبی بین طبقه‌ها

فصل 4 تحلیل دینامیکی طیفی

4-1- معرفی طیف طرح استاندارد به نرم‌افزار

4-2- الگوهای بار طیفی

4-3- تعداد مدهای نوسان سازه

4-4- تحلیل طیفی سازه

4-4-1- اصلاح برش پایه حاصل از تحلیل طیفی

4-4-2- نیروی برشی طبقه‌ها

4-4-3- جابجایی کف و جابجایی نسبی بین طبقه‌ها

فصل 5 تحلیل تاریخچه زمانی

5-1- انتخاب رکوردهای زلزله

5-2- مقیاس کردن رکوردهای زلزله

5-3- معرفی شتاب‌نگاشت‌های مقیاس­ شده به نرم‌افزار

5-4- معرفی حالات بار تحلیل تاریخچه زمانی

5-5- تحلیل تاریخچه زمانی سازه

5-5-1- اصلاح برش پایه حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی

5-5-2- نیروی برشی طبقه­ ها

5-5-3- جابجایی کف و جابجایی نسبی بین طبقه‌ها

فصل 6 مقایسه پاسخ‌ها و نتیجه‌گیری

6-1- مقایسه پاسخ‌ها

6-1-1- مقایسه برش طبقه‌ها حاصل از تحلیل‌های مختلف

6-1-2- مقایسه جابجایی کف‌ها حاصل از تحلیل‌های مختلف

6-1-3- مقایسه جابجایی نسبی طبقه‌ها حاصل از تحلیل‌های مختلف

6-2- نتیجه‌گیری

منابع  

دانلود تحقیق درمورد خواص استاتیکی

اختصاصی از یارا فایل دانلود تحقیق درمورد خواص استاتیکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 19
فهرست و توضیحات:

1- خواص استاتیکی                                                                           

2- آزمایش کشش                                                                       

3- خواص استحکامی                                                                             

4- شکل پذیری و تردی                                                                

5- چقرمگی                                                                                

6- منحنی تنش حقیقی – کرنش حقیقی                                                        

7- سخت شدن کرنشی و نمای سخت شدن     

8- قابلیت ضربه گیری                   

9- آزمایش فشار                                                                        

10- سختی                                                                                

11- سختی سنجی برنیل                                                               

12- آزمایش سختی راکول                                                           

13- سختی سنجی ویکزر                                                              

14- ریز سختی سنجی                                                                           

15- دیگر سختی سنجی                                                                

16- رابطه بین آزمایش های مختلف سختی                                        

17- رابطه بین سختی و استحکام                                                                                                                                                                                                                                            

خواص استاتیکی

هنگامی که نیروهای اعمال شده بر یک ماده کاملا و یا تقریباً ثابت باشند و حالت حاصله را حالت استاتیکی می نامند.

در بیش تر موارد نیروی وارد بر مواد عملا استاتیکی هستند و بدین جهت رفتار مواد در حالت استاتیکی اهمیت فراوان دارد.در نتیجه آزمایش های استانداردی به منظور سنجش خواص استاتیکی مواد تعیین شده اند با استفاده از نتایج این آزمایش ها    می توان برای انتخاب مواد بهره گرفت به شرط آن که شرایط کاری به  اندازه ی کافی مشابه با شرایط آزمایشگاهی باشد. هنگامی که شرایط کار و آزمایش مثل هم نباشد می توان از نتیجه ی آزمایش برای ارزیابی مقایسه ای مواد مختلف کمک گرفت.

آزمایش کشش

متداول ترین آزمایش استاتیکی، آزمایش کشش تک محوری است نمونه ی استاندارد در ماشین کششی که نوعی انتخاب شرایط آزمایش استاندارد به منظوراطمینان از دسترسی نتایج آزمایش و تکرار پذیری آنها است .

خواص استحکامی :

نیروی (w) به وسیله ی ماشین کشش وارد شده و اندازه گیری می شود. هم زمان با این عمل ، تغییر طول (AL) یا کرنش در طول معینی از نمونه (طول سنجه) مشخص می شود.

از آن جا که مقدار بار با اندازه ای نمونه، و تغییر طول آن تغییر می کند، حذف اثرات ناشی از اندازه ای نمونه در صورتی که بخواهیم اطلاعاتی مربوط به ماده ی مورد نظر (و نه یک نمونه ی مشخص) داشته باشیم. مهم به نظر به می رسد. اگر نیروی اعمال شده بر سطح مقطع اولیه و تغییر طول به طول سنجه اولیه ی نمونه تقسیم شود، اثرات ناشی از اندازه های نمونه حذف می شود نتیجه ی این امر نموداری است که منحنی تنش – کرنش مهندسی خوانده می شود.

این شکل همان نمودار نیرو – تغییر طول است که برای حذف اندازه های نمونه، مقیاس محورهایش تغییر داده شده است.

در شکل ( 2 – 5 ) مشاهده می شود که تا سطح معینی از تنش منحنی خطی است و تنش و کرنش با هم تناسب خطی دارند حد تنی که از آن به بعد با کرنش تناسب خطی ندارد حد تناسب نام  دارد. در تنش های پایین تر از حد تناسب ماده از  قانون هوک تبعیت می کند. طبق این قانون در محدوده ی کش سان تنش و کرنش با هم تناسب خطی دارند نسبت بین تنش و کرنش در محدوه ی کش سان به مدول یانگ یا ضریب کش سانی شهرت دارد که خاصیت ذاتی ماده می باشد و از اهمیت ویژه ای برخوردار است ضریب کش سانی معیاری از سخت پایی ماده است و در نتیجه میزان مقاومت ماده در مقابل تغییر شکل هنگام وارد شدن نیرو را نشان می دهد نشانه ی آن معمولا حرف E است.

تا سطح معینی از تنش پس ا زبرداشتن نیرو نمونه به شکل اولیه ی خود بر می گردد ا زتنش صفر تا این تنش رفتار ماده کش سان است و این تنش حد کش سانی نام دارد در برخی مواد حدکش سانی و حد تناسب بر هم منطبق اند ولی د ر اکثر موارد حد کش سانی کمی بالاتر از حد تناسب است. البته نباید برای هیچ یک از این دو مقدار ارزش مهندسی زیادی قایل شد. زیرا این مقدار ارزش مهندسی زیادی قایل شد، زیرا مقادیر شدیداً تابع حساسیت و دقت ماشین آزمایش  هستند.

مقدار انرژی قابل ذخیره شدن در واحد حجم ماده در محدوده ی کش سان برجهندگی نام  دارد چون انرژی حاصل ضرب نیرو در فاصله است مساحت سطح زیر منحنی تنش – کرنش در محدوده ی کش سان همان انرژی جذب شده توسط نمونه است با تقسیم نیرو بر سطح اولیه ی نمونه ، تنش مهندسی و با تقسیم ازدیاد طول بر طول سنجه ی اولیه کرنش مهندسی به دست می آید پس سطح زیر منحنی تنش – کرنش انرژی در واحد حجم یا ضریب بر جهندگی خواهد بود.

تغییر طول ورای حد کش سانی غیر قابل بازگشت است و تغییر شکل موم سان خوانده می شود که پس از برداشتن نیرو به صورت تغییر شکل دایمی در جسم یاقی می ماند برای پیش تر قطعات تغییر شکل موم سان نشانه ی از کار افتادگی است زیرا از این پس ابعاد خارج از اندازه ی مجاز خواهد بود. البته در تولید از تغییر شکل موم سان ماده جهت ایجاد شکل مورد نظر استفاده می شود و تنش برای رساندن تعمدی آن به ناحیه ی موم سان می بایست به اندازه ی کافی زیاد باشد. بنابراین تغییر شکل دایمی ممکن است مطلوب یا نامطلوب باشد و تعیین شرایطی که رفتار کش سان به تغییر شکل موم سان تغییر می یابد، حائز اهمیت است.

بعد از حدکش سانی افزایش کرنش مستلزم افزایش تنش متناسب باآن نیست و در برخی مواد در سطح مشخصی از تنش تغییر شکل بدون اضافه شدن نیرو ادامه    می یابد این حد نقطه ی تسلیم و یا تنش نقطه ی تسلیم نامیده می شود.

بسیاری از مواد نقطه ی تسلیم مشخصی ندارند و منحنی تنش- کرنش آنها عموماً مانند شکل ( 2 – 6 ) است برای این مواد استحکام تسلبم تعریف می شود وآن مقدار تنشی است که باعث ایجاد میزان مشخصی تغییر شکل دایمی در ماده شود. برای بیش تر مواد مقدار کرنش برای ایجاد این تنش 2% درصد تعریف می شود البته ممکن است برای موادی که در اثر تغییر شکل های موم سان مختصر گسیخته می شوند کرنش 1% درصد یا حتی 2% درصد به کار رود.

گزارش استحکام تسلیم بدون بیان مقدار کرنش دایمی ، بی معنی است اگر تنش های به کار رفته زیر 2% درصد نقطه ی تسلیم بالایی نگه داشته شوند می توان به مصرف کننده ضمانت داد که هر تغییر شکل موم سان مشاهده شده ای کم تر از 2% درصد ابعاد اولیه خواهد بود.

اگر تغییر شکل موم سان ادامه باید ماده توانایی زیادتری برای تحمل بار به دست  می آورد. از آن جا که قابلیت تحمل بار برابر با حاصل ضرب استحکام ماده در سطح مقطع نمونه است و سطح مقطع نمونه نیز با کشیدن آن کم می شود الزاما استحکام ماده افزایش می یابد. هنگامی که ضعیف ترین قسمت ماده تغییر شکل می دهد و در اثر این تغییر شکل آن قسمت قویتر می شود و سپس قسمت  دیگری تغییر شکل    می دهد در اثر این توزیع مجدد پیوسته ی تغییر شکل نمونه شکل استوانه ای یا مقطع مربع مستطیلی خود را  حفظ می کند هنگامی که کرنش پیشرفت می کند مقدار استحکام افزوده شده کم می شود و ورای نقطه ی استحکام نهایی، زمانی می رسد که کاهش سطح افزایش استحکام را خنثی کرده یا بر آن غالب می شود.

این تنش به استحکام نهایی یا استحکام کششی یا استحکام کششی نهایی معروف است در آن زمان ضعیف ترین  نقطه ی میله ضعیف ترین نقطه باقی می ماند با این ویژگی که سطح کاهش می یابد و تغییر شکل های بعدی موضعی می شود این کاهش موضعی سطح مقطع را تشکیل گردنه می نامند.

اگر تغییر شکل ادامه یابد بالاخره نمونه خواهد شکست تنش ایجاد شده هنگام شکستن استحکام شکست یا استحکام گسستگی نام دارد درمواد نسبتاً شکل پذیر استحکام نهایی است و پیش از شکستن نمونه گردنه ایجاد می شود برای موادترد منحنی تنش – کرنش قبل از ایجاد گردنه و احتمالاً قبل از رسیدن به حالت موم سان با شکست نمونه به پایان می رسد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

مقاله در مورد تحلیل استاتیکی و دینامیکی پایه های مخازن در ارتفاع گاز فشرده و بهینه‌سازی آنها برای شرایط طوفان و زلزله

اختصاصی از یارا فایل مقاله در مورد تحلیل استاتیکی و دینامیکی پایه های مخازن در ارتفاع گاز فشرده و بهینه‌سازی آنها برای شرایط طوفان و زلزله دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه121

بخشی از فهرست مطالب

چکیده  .............................................................................................................................................................................  1

مقدمه  .............................................................................................................................................................................  2

فصل اول : کلیات

• کلیات طراحی مخازن تحت فشار .............................................................................................................  4
• مواد مورد استفاده در ساخت مخازن .......................................................................................................  4
• جرم مخازن ....................................................................................................................................................  5
• بررسی تنش در دیواره های مخزن ...........................................................................................................  5
• نکاتی در رابطه با نرم افزار Ansys ..........................................................................................................  5

فصل دوم : تحلیل پایه های مخازن

2-1 پایه های مخازن  .................................................................................................................................................  7

2-2 شرایط پیش فرض  .............................................................................................................................................  8

2-3 استاندارد لوله های مانسمان  ............................................................................................................................  10

2-4 بارگذاری ثقلی مرده  ..........................................................................................................................................  11

2-5 بار برف  ..................................................................................................................................................................  11

2-6 بارگذاری زلزله  ....................................................................................................................................................  11

2-7 بارگذاری طوفان  .................................................................................................................................................  14

فصل سوم : آنالیز نیرویی با نرم افزار قدرتمند ansys classic

3-1 مشخصات سیستم مورد استفاده  .....................................................................................................................  18

3-2 تحلیل پایه های مدل ساده ( مدل اول )  ......................................................................................................  20

3-3 مقادیر Axial stress در المان های پایه ها  ...............................................................................................  31

3-4 مقادیر تنش های خمشی و برشی در المان های پایه ها  ..........................................................................  33

3-5 مقادیر تنش های پیچشی درالمان های پایه ها  ..........................................................................................  35

3-6 تحلیل مدل دوم پایه مخازن  ............................................................................................................................  37

3-7 مقادیر Axial stress  در المان های پایه ها  .............................................................................................  46

3-8 مقادیر تنش های خمشی و برشی در المان های پایه ها  ..........................................................................  48

3-9 مقادیر تنش های پیچشی در المان های پایه ها  ..........................................................................................  50

3-10 مقایسه بین دو مدل  ........................................................................................................................................  52

3-11  نتیجه گیری  ....................................................................................................................................................  58

فصل چهارم : بهینه سازی

4-1 فرضیات  ................................................................................................................................................................  59

4-2 محاسبات نرم افزاری بهینه سازی   ..................................................................................................................  62

4-2 محاسبات نرم افزار Ansys work bench  ...............................................................................................  67

4-3 جواب های نرم افزار  Ansys work bench  ...........................................................................................  68

نتیجه گیری ............................................................................................................................................................  106

منابع و ماخذ 

فهرست منابع فارسی  ................................................................................................................................................  107

فهرست منابع لاتین  ..................................................................................................................................................  108

سایت های اطلاع رسانی  ..........................................................................................................................................  109

فهرست اشکال

2-1پایه مخازن – مدل ساده  ....................................................................................................................................  7

2-2 پایه مخازن – مدل V  شکل  ...........................................................................................................................  7

2-3 شناسایی نوع جریان با توجه به عدد رینولدز ( جریان شناسی )  ............................................................  16

2-4 محاسبه ضریب درگ با استفاده از عدد رینولدز  .......................................................................................... 17

3-1 مشخصات المان و راستاهای اصلی ..................................................................................................................  19

3-2 المان ها و گره های مشخص شده برای نرم افزار در مدل اول ( مدل ساده )  ......................................  20

3-3 وارد کردن مقادیر نیرو به نرم افزار  .................................................................................................................  21

3-4 نتایج  Translation  المان های پایه ها در راستاهای X,Y,Z  ..............................................................  25

3-5 نتایج  Rotation  المان های پایه ها در راستاهای X,Y,Z  ....................................................................  28

3-6 المان ها و گره های مشخص شده برای نرم افزار در مدل دوم  ................................................................  38

3-7 نتایج  Translation  المان های پایه ها در راستاهای X,Y,Z  ..............................................................  40

3-8 نتایج  Rotation  المان های پایه ها در راستاهای X,Y,Z  ....................................................................  43

3-9 مقایسه Translation بین مدل اول و دوم  ...............................................................................................  54

3-10 مقایسه  Rotation  بین مدل اول و دوم  ................................................................................................  55

4-1 نمودار جرم بر حسب تکرار  ..............................................................................................................................  64

4-2 نمودار قطر بر حسب تکرار  ...............................................................................................................................  65

4-3 نمودار ضخامت بر حسب تکرار  .......................................................................................................................  66

• چکیده  :

یکی از مخازنی که به وفور مورد استفاده قرار میگیریند مخازن گاز فشرده میباشند. در این پروژه ما قصد داریم به انالیز استاتیکی و دینامیکی  پایه هایی از مخازنی که در ارتفاع نصب میشوند بپردازیم و نیز علاوه بر این قصد داریم مشخصات از مخازن را در ارتفاع داده و برای شرایط زلزله و طوفان بهینه سازی نماییم.

بدین منظور ابتدا هر دو مدل رایج پایه های مخازن فشرده گاز برای مقایسه  و بهینه سازی را در شرایط طوفان و زلزله در نظر میگیریم .  همچنین برای زلزله نیز از یکی از نمونه های زلزله واقعی که در اقیانوس هند در سال 2004 میلادی رخ داده  بهره میجوییم و با استفاده از نمودارهای لرزه نگاری مربوط به این  زلزله  نیروهای وارده بر هر یک از پایه ها را محاسبه مینماییم . ضمنا سرعت طوفان را نیز با فرض حدود صد و سی کیلومتر بر ساعت محاسبه نموده و با استفاده از فرمول های کتاب سیالات فاکس نیروی درگ وارده بر مخزن و پایه ها را محاسبه مینماییم. علاوه بر این بار ثقلی مخزن که شامل وزن سیال داخل مخزن، وزن پوسته مخزن و وزن اسکلت نگهدارنده مخزن میباشد را و همچنین بار  مرده ی مخزن را که بار برفی که روی سطح فوقانی مخزن قرار میگیرد را در نظر میگیریم.  سپس با استفاده از نرم افزار انسیس و انجام عمل مش بندی و آنالیز تنش ،‌ تنش  وارده بر هر یک از المان ها و نود های ( گره ، nod  )   موجود برای هر دو مدل میپردازیم. و بر این اساس و با کمک نرم افزار انسیس مدل برتر را در شرایط بارگذاری یکسان شناسایی میکنیم . سپس  با استفاده از نرم افزار انسیس ورک بنچ ( Ansys workbench ) به بهینه‌سازی مدل مربوطه با دیدگاه اقتصادی میپردازیم. و بدین ترتیب که حداقل قطر استاندارد پایه ها را در شرایط بارگذاری مدل شده در حالت بهینه بدست میاوریم .

• مقدمه :

مخازن تحت فشار مخازن فلزی برای نگه داری و یا انجام فرآیند های شیمیایی مایعات و یا گازها می‌باشند که توانایی مقاومت در برابر بارگذاری‌های مختلف (فشار داخلی، و یا فشار خارجی و خلا در داخل) را دارا می‌باشند. استاندارد اصلی برای طراحی این مخازن ASME Section VIII می‌باشد که توسط انجمن مهندسان‫ مکانیک آمریکا تدوین شده و هر چهار سال یکبار مورد بازنگری قرار می‌گیرد. کاربرد عمده این مخازن در صنایع نفت و گاز می‌باشد.مخازن تحت فشار به مخازنی اطلاق می گردد که به منظور انجام فرآیند بخصوص تحت فشارمعین مورد نیاز باشد. در ساخت چنین مخازنی می بایست دقت کافی به عمل آید. زیرا عدم دقت در جوشکاری، انتخاب صحیح مواد و ... منجر به انفجار مخزن می گردد. در حقیقت مخازن تحت فشار همانند یک بمب عمل نموده و فاجعه آمیز می باشد.

یک نمونه از مخازن تحت فشار

• مشخصات عمومی مخازن تحت فشار:

مخازن تحت فشارکه حاوی سیالات ( مایع یا گاز( تحت فشار بالاتر از 100 کیلو پاسکال ( یک بار) هستند. اینگونه مخازن به دو گونه Fired همچون دیگهای بخار(بویلرها ) که مخزن از طریق کوره یا مشعل گرم میشود و Unfired مثل مخازن اکسیژن و هیدروژن طبقه بندی میشوند. 

شکل اکثر مخازن تحت فشار استوانه ای یا کروی بوده که فرم استوانه ای آن با کلگی کروی یا بیضوی یا کاسه ای قابل ساخت و مونتاژ می باشد . و کلگی های کروی به دو حالت نورد گرم و سرد تولید می شوند.طبق استاندارد های مرتبط ، بعد از مشخص شدن پارامتر های اصلی یاد شده ضخامت و مشخصات هندسی و جوشکاری و جنس مواد تعیین شده با امکانات کارگاهی نیز تهیه می شود. اتصالات کنترل کننده مختلفی نیز روی مخازن تعبیه می گردد، از قبیل محل مورد نصب فشار سنج، شیر تخلیه اضطراری، ترمومتر، سطح سنج، و در صورتی که مخزن جهت کارهای پیچیده تر استفاده شود، طبعا" نیاز اتصالات مربوط به آن نیز اضافه خواهد شد.

مثالهای مختلفی از مخازن تحت فشار را در صنایع مختلف همچون برجهای تقطیر در پالایشگاههای نفت و پتروشیمی ها و همچنین مخازن راکتور هسته ای در نیروگاههای هسته ای می توان نام برد.

تغییر و افزایش فشار بسیار خطرناک میباشد و ممکن است باعث رخداد های مهلکی شود که این موضوع در تاریخ عملکرد منابع تحت فشار به وضوح مشخص می باشد.

منابع تحت فشار در زمینه های متفاوتی همچون صنعتی و خانگی استفاده دارند .برای مثال در صنعت ، این منابع برای ذخیره هوای متراکم و در مصارف خانگی برای مخازن آب در آبگرم کن ها استفاده می شود.دیگر مثال هایی برای منابع تحت فشار ،کپسول های اکسیژن، منبع ذخیره ی گاز شهری، منابع ذخیره گاز در ماشین، مخازن تحت فشار برای جدا سازی اجزای یک ماده شیمیایی و بسیار مثال های دیگر ، مثلا" در پتروشیمی و پالایشگاه ها و در معدن و راکتور های هسته ای ٬ در فضاپیماها ، ذخیره روغن های هیدرولیکی و ذخیره ی گاز هایی همچون آمونیاک و بوتان و گاز طبیعی .

• فصل اول :

• کلیات طراحی مخازن تحت فشار :

مخازن تحت فشار در کل میتوانند به هر شکلی ساخته شوند اما این فقط در تئوری میباشد اما در عمل بیشتر این مخازن به صورت کره ، استوانه و مخروط میباشد. معمول ترین روش ساخت منابع تحت فشار، ساخت آن به صورت استوانه با دو سر عدسی میباشد ، این شکل ساده ترین نوع برای آنالیز کردن مخازن را در اختیار ما قرار میدهد .در تئوری ساختن مخازن تحت فشار به صورت کره بهترین راه حل برای تحمل فشار می باشد اما متاسفانه در حین ساخت ، ساختن یک منبع به شکل کره بسیار سخت و در عین حال پر هزینه می‌باشد. بنابراین بیشتر مخازن تحت فشار استوانه ای با دو عدد عدسی به شکل بیضی در دو انتهای آن می باشد .هر چه عرض این استوانه بیشتر باشد هزینه ساخت آن بالا می رود .

• مواد مورد استفاده در ساخت مخازن :

مواد مورد استفاده در ساخت مخازن در تئوری هر ماده ای با تحمل تنش کششی بالا وخاصیت های کششی مناسب میتواند در ساخت مخازن به کار گرفته شود اما استاندارد های ساخت(ASME BPVC section II) لیستی از بهترین مواد و محدودیت دما و فشار آنها را مشخص کرده است.

بسیاری از منابع تحت فشار از آهن تشکیل شده اند که ورق های آهنی به صورت رول در آمده و به عدسی‌ها و به همدیگر جوش داده میشوند. اما این جوش ممکن است بر بسیاری از خواص آهن رول شده تاثیر منفی بگذارد مگر اینکه توجه هایی قبل از جوش کاری صورت بگیرد.

علاوه بر استحکام مکانیکی مناسب ، استاندارد های حال حاضر دنیا ، شرکت ها را موظف میکند تا از آهنی با مقاومت بالایی در مقابل ضربه استفاده شود و همچنین برای محیطها و سیالاتی که موجب خوردگی کربن استیل می شوند لازم است که از موادی با قابلیت مقاومت در برابر خوردگی استفاده کرد.

برخی از منابع تحت فشار از کمپوزیت ها ساخته شده اند مانند فیبر های کربن . با توجه به استحکام بالای فیبر کربن در برابر کشش، این نوع از مخازن تحت فشار میتوانند بسیار سبک باشند اما ساخت آن ها بسیار بسیار سخت میبا شد .برخی مواد رایج دیگر در ساخت مخازن تحت فشار پلیمر هایی مانندPET  که در کانتینر های مواد آشامیدنی استفاده میشود ، یا مس در لوله کشی های خانگی .منابع تحت فشار برای جلوگیری از خرابی می توانند با پلیمر ها  یا سرامیک ها محافظت بشوند، علاوه بر این ، این پوشش خودش میتواند میزان زیادی از فشار را تحمل کند و یک پشتیبان خوب برای لایه ی اصلی میباشد.

• جرم مخازن :

جرم مخازن با توجه به فشار و حجم مورد نظر و دمای سیال  ، می تواند تغییر کند میزان نیرو وارد بر سطح بر اساس چگالی مواد تا زمانی که این جسم بشکند یا ترک بردارد را نسبت استحکام به وزن ماده می گویند،که نسبت مهمی در تعیین نوع ماده مورد استفاده در مخازن دارد چون بالا رفتن وزن یک مخزن یک نکته اساسی در طراحی آن میباشد.

• بررسی تنش در دیواره های مخزن :

مخازن تحت فشار در مقابل فشار گاز درون آن بنا به استحکام کششی دیواره ها مقابله میکند
تنش وارد شده تعیین کننده ی قطر مخزن و ضخامت ورق استفاده شده درآن می باشد.

انتخاب نوع مخزن بسته به شرایط کاری و شرایط سرویس دهی آن فرق می کند. مخازن متداولی که وجود دارند، استوانه ای و کروی هستند که در جاهای مختلف به کار می روند. مخازن استوانه ای می توانند دارای سطح مقطع یکسان باشند یا بسته به نیاز سطح مقطع آنها تغییر کند. انواع استوانه ای در صنعت با ابعاد مخ