تحلیل المان محدود کمانش غیرخطی در نرم افزار آباکوس (به همراه فایل های تحلیل)

در این آنالیز به بررسی کمانش غیرخطی یک قاب تحت یک نیروی برشی توسط نرم‌افزار آباکوس پرداخته شده است.

پایان نامه مدل سازی و آنالیز خواص مکانیکی نانو لوله های کربنی

این پایان نامه در 240 صفحه و در قالب فایل ورد (قابل ویرایش) تدوین شده است.

چکیده

از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوری مشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی و محیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشند بیشتر توسعه یافته اند.

پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.

در این پایان نامه از ثوابت میدان نیرویی بین اتمها و انرژی کرنشی و پتانسیل های موجود برای شبیه سازی رفتار نیرو های بین اتمی استفاده شده و به بررسی و آنالیز رفتار نانولوله های کربنی از چند دیدگاه مختلف می پردازیم، و مدل های تدوین شده را به شرح زیر ارائه می نمائیم:

مدل انرژی- معادلمدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYSمدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB

مدل های تدوین شده به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی نانولوله کربنی تک دیواره بکار گرفته شده است. در روش انرژی- معادل، انرژی پتانسیل کل مجموعه و همچنین انرژی کرنشی نانو لوله کربنی تک دیواره بکار گرفته می شود. خصوصیات صفحه ای الاستیک برای نانو لوله های کربنی تک دیواره برای هر دو حالت صندلی راحتی و زیگزاگ در جهت های محوری و محیطی بدست آمده است.

در مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS ، به منظور انجام محاسبات عددی، نانو لوله کربنی با یک مدل ساختاری معادل جایگزین می شود.

در مدل اجزاء محدود سوم، کد عددی توسط نرم افزار MATLAB تدوین شده که از روش اجزاء محدود برای محاسبه ماتریس سختی برای یک حلقه شش ضلعی کربن، و تعمیم و روی هم گذاری آن برای محاسبه ماتریس سختی کل صفحه گرافیتی، استفاده شده است.

اثرات قطر و ضخامت دیواره بر روی رفتار مکانیکی هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره و صفحه گرافیتی تک لایه مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده می شود که مدول الاستیک برای هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره با افزایش قطر لوله بطور یکنواخت افزایش و با افزایش ضخامت نانولوله، کاهش می یابد. اما نسبت پواسون با افزایش قطر ،کاهش می یابد. همچنین منحنی تنش-کرنش برای نانولوله تک دیواره صندلی راحتی پیش بینی و تغییرات رفتار آنها مقایسه شده است. نشان داده شده که خصوصیات صفحه ای در جهت محیطی و محوری برای هر دو نوع نانو لوله کربنی و همچنین اثرات قطر و ضخامت دیواره نانو لوله کربنی بر روی آنها یکسان می باشد. نتایج به دست آمده در مدل های مختلف یکدیگر را تایید می کنند، و نشان می دهند که هر چه قطر نانو لوله افزایش یابد، خواص مکانیکی نانولوله های کربنی به سمت خواص ورقه گرافیتی میل می کند.

نتایج این تحقیق تطابق خوبی را با نتایج گزارش شده نشان می دهد.

فهرست مطالب

چکیده

فصل اول

مقدمه نانو

1-1 مقدمه

   1-1-1 فناوری نانو

1-2 معرفی نانولوله‌های کربنی

   1-2-1 ساختار نانو لوله‌های کربنی

   1-2-2 کشف نانولوله

1-3 تاریخچه

فصل دوم

خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی

2-1 مقدمه

2-2 انواع نانولوله‌های کربنی

   2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT)

   2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT)

2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی

   2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره

   2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره

2-4 خواص نانو لوله های کربنی

   2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن

       2-4-1-1 مدول الاستیسیته

       2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک

       2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها

2-5 کاربردهای نانو فناوری

   2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی

       2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد

       2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی

       2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی

       2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی

فصل سوم

روش های سنتز نانو لوله های کربنی

3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی

   3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی

   3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری

   3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD)

   3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD )

   3-1-5 رشد فاز بخار

   3-1-6 الکترولیز

   3-1-7 سنتز شعله

   3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی

3-2 تجهیزات

   3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی

   3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)

   3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM)

   3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM)

       3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM)

       3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM)

فصل چهارم

شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته

4-1 مقدمه

4-2 مواد در مقیاس نانو

   4-2-1 مواد محاسباتی

   4-2-2 مواد نانوساختار

4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو

   4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد

       4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد

4-4 روش های شبیه سازی

   4-4-1 روش دینامیک مولکولی

   4-4-2 روش مونت کارلو

   4-4-3 روش محیط پیوسته

   4-4-4 مکانیک میکرو

   4-4-5 روش المان محدود (FEM)

   4-4-6 محیط پیوسته مؤثر

4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی

   4-5-1 مدلهای مولکولی

       4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی)

       4-5-1-2 روش اب انیشو

       4-5-1-3 روش تایت باندینگ

       4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی

   4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها

       4-5-2-1 مدل یاکوبسون

       4-5-2-2 مدل کوشی بورن

       4-5-2-3 مدل خرپایی

       4-5-2-4 مدل قاب فضایی

4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته

   4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته

   4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل

   4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله

   4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله

   4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته

       4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته

       4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته

   4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته

فصل پنجم

مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی

5-1 مقدمه

5-2 نیرو در دینامیک مولکولی

   5-2-1 نیروهای بین اتمی

       5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی

       5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی

   5-2-2 میدانهای خارجی نیرو

5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته

5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی

   5-4-1 مدل انرژی- معادل

       5-4-1-1 خصوصیات محوری نانولوله های کربنی تک دیواره

       5-4-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره

   5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS

       5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود

       5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS

   5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB

       5-4-3-1 مقدمه

       5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته

       5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی

       5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان

       5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی

       5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای

       5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن

       5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه

       5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه

فصل ششم

نتایج

6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل

   6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره

   6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره

6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS 

   6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [

   6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره

6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB  

فصل هفتم

نتیجه گیری و پیشنهادات

7-1 نتیجه گیری  

7-2 پیشنهادات  

فهرست مراجع

روش های شناسایی و آنالیز مواد

در این تحقیق روش های شناسایی و آنالیز مواد مورد بررسی و پژوهش قرار گرفته است در زیر به بخشی از این فایل اشاره شده است :
شناسایی و آنالیز مواد
آنالیز عنصری
آنالیز فازی
آنالیز ریز ساختار
میکروسکوپ نوری (OM)
میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)
میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)
میکروسکوپ روبشی تونلی (STM)
میکروسکوپ یون میدانی (FIM)

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی -آنالیز ریسک پذیری مخازن گازهای سمی در مجتمع پتروشیمی شیراز

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی

عنوان :
آنالیز ریسک پذیری مخازن گازهای سمی در مجتمع پتروشیمی شیراز و
اثرات مختلف آن بر منطقه

در زیر به مختصری ازعناوین و چکیده آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است

آنالیز ریسک پذیری مخزن آمونیاک مجتمع پتروشیمی شیراز و اثرات آن بر منطقه
120
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده ---------------------------------------------------- 1
مقدمه ---------------------------------------------------- 2
فصل اول : کلیات
1-1 هدف ------------------------------------------------- 5
1-2 پیشینۀ تحقیق ------------------------------------------- 5
1-3 روش کار و تحقیق --------------------------------------- 7
فصل دوم : مقدمه ای بر ایمنی
1-2 مقدمه ------------------------------------------------- 9
2-2 ضرورت ایمنی از دیدگاه آمار --------------------------------- 9
3-2 انواع و نتایج مخاطرات عمده واحدهای صنعتی -------------------- 11
4-2 نتیجه گیری --------------------------------------------- 18
فصل سوم : تجزیه و تحلیل پیامد حادثه
1-3 ضرورت تجزیه و تحلیل پیامدحادثه -------------------------- 22
2-3 شرایط اولیه و مدلسازی تخلیه ----------------------------- 23
-1-2-3 شرایط اولیه برای یک سناریو ---------------------------- 23
3-3 پارامترهای تخلیه ------------------------------------------ 26
4-3 انتشار پیوسته ------------------------------------------- 27

آنالیز ریسک پذیری مخزن آمونیاک مجتمع پتروشیمی شیراز و اثرات آن بر منطقه
121
5-3 تخلیه از طریق اریفیس -------------------------------------- 28
6-3 تخلیه از طریق لوله ----------------------------------------- 30
7-3 رهایی آنی ---------------------------------------------- 33
8-3 انواع مدلهای تخلیه ----------------------------------------- 33
-1-8-3 نشت مایع از یک سوراخ ------------------------------- 34
-2-8-3 نشت مایع از یک سوراخ ایجاد شده بر روی یک مخزن --------- 36
-3-8-3 نشت بخار از یک سوراخ ------------------------------- 37
-1-3-8-3 انتشار انبساط آزاد ------------------------------ 37
-2-3-8-3 جریان بحرانی --------------------------------- 39
-3-3-8-3 تخلیه غیرقابل تراکم ----------------------------- 40
-4-3-8-3 تخلیه قابل تراکم -------------------------------- 40
-4-8-3 تبخیرناگهانی مایعات ---------------------------------- 41
-5-8-3 تبخیرحوضچه مایعات یا جوشش ------------------------- 43
فصل چهارم : مدلسازی انتشار مواد شیمیایی
1-4 مقدمه ای بر مدلسازی آلودگی هوا ----------------------------- 46
2-4 هدف از مدل سازی --------------------------------------- 46
3-4 مسیرایجاد یک مدل --------------------------------------- 46
4-4 مدلهای انتشار ------------------------------------------- 48
-1-4-4 مدل پلوم گوس ------------------------------------ 49
-2-4-4 استنتاج پلوم گوس ----------------------------------- 51

آنالیز ریسک پذیری مخزن آمونیاک مجتمع پتروشیمی شیراز و اثرات آن بر منطقه
122
5-4 انتشار یک ، دو و سه بعدی ----------------------------------- 55
-1-5-4 توده گوس ، انتشار سه بعدی ---------------------------- 55
-2-5-4 پلوم گوس ، انتشار دو بعدی ---------------------------- 56
6-4 روایتهای معادله اصلی پلوم گوس ------------------------------- 62
-1-6-4 اثرزمین ------------------------------------------ 62
7-4 صعود پلوم --------------------------------------------- 63
( F.T.A ) فصل پنجم : تجزیه و تحلیل درخت خطا
1-5 مقدمه ای بر روش درخت خطا -------------------------------- 67
2-5 تخلیل درخت خطا ----------------------------------------- 67
3-5 علائم منطقی و نشانه های وقایع برای تحلیل درخت خطا ------------- 69
-1-3-5 تعاریف ------------------------------------------ 69
4-5 روش تحلیل --------------------------------------------- 73
-1-4-5 تعریف مسأله --------------------------------------- 73
-2-4-5 ساخت یک درخت خطا ------------------------------ 76
-3-4-5 تحلیل کیفی و کمی مدل درخت خطا ---------------------- 79
-1-3-4-5 استفاده از جبربول در حل درخت خطا ------------------ 80
-2-3-4-5 محاسبه خطای انسانی ----------------------------- 84
-4-4-5 ثبت و درج نتایج ------------------------------------ 85
فصل ششم : مخاطرات و نکات ایمنی مربوط به آمونیاک
1-6 معرفی مشخصات آمونیاک ----------------------------------- 88

آنالیز ریسک پذیری مخزن آمونیاک مجتمع پتروشیمی شیراز و اثرات آن بر منطقه
123
2-6 سمیت ------------------------------------------------ 89
3-6 تماس با پوست ------------------------------------------ 89
4-6 تماس با چشم ------------------------------------------- 90
5-6 استنشاق ------------------------------------------------ 90
6-6 بلعیدن ------------------------------------------------ 91
7-6 کمکهای اولیه ------------------------------------------- 91
فصل هفتم : آنالیزریسک پذیری مخزن آمونیاک مجتمع پتروشیمی شیراز و اثرات آن بر منطقه
1-7 مجتمع پتروشیمی شیراز ------------------------------------ 95
-1-1-7 موقعیت ------------------------------------------ 96
-2-1-7 شرایط جوی منطقه ----------------------------------- 96
-3-1-7 سرعت و مسیر باد ----------------------------------- 98
98 ---------------------- Tk- 2-7 آنالیز ریسک پذیری مخزن آمونیاک 5101
3-7 شرح فرآیند --------------------------------------------- 99
-1-3-7 سیستم اطفاء حریق ----------------------------------- 102
4-7 مدلهای شکست ------------------------------------------ 102
-1-4-7 موارد شکست انتخابی ----------------------------------- 102
103 --------------- Tk- 5-7 اهمیت تجزیه و تحلیل پیامد حادثه در مخزن 5101
6-7 محاسبات مربوط به پیامد حادثه ----------------------------- 104
-1-6-7 محاسبه میزان دبی جرمی خروجی آمونیاک مطابق باسناریوهای فرضی - 104
-2-6-7 محاسبه میزان پخش آمونیاک مطابق با سناریوهای فرضی ---- 110

آنالیز ریسک پذیری مخزن آمونیاک مجتمع پتروشیمی شیراز و اثرات آن بر منطقه
124
117 --------------------- F.T.A 7-7 آنالیز تکرار حوادث با روش درخت خطا
-1-7-7 افزایش فشاربیش از حد -------------------------------- 118
-2-7-7 کاهش فشار بیش از حد -------------------------------- 119
-3-7-7 فروپاشی و گسستگی مخزن بدلیل خطرات شیمیایی خارجی ------- 119
-4-7-7 فروپاشی و گسستگی مخزن بدلیل خطرات مکانیکی خارجی ------ 119
8-7 اثرات پخش آمونیاک در منطقه -------------------------------- 124
-1-8-7 نتایج حاصل از احتمال مرگ و میر ------------------------- 128
فصل هشتم : نتایج و پیشنهادات
نتیجه گیری ------------------------------------------------- 131
پیشنهادات ------------------------------------------------- 133
خذ ------------------------------------------------ 138 Ĥ منابع و م
فهرست منابع غیرفارسی -------------------------------------- 138
فهرست نام ها --------------------------------------------- 140
چکیدۀ انگلیسی ---------------------------------------------- 141

چکیده :
آمونیاک ماده ای بسیار سمی و خطرناک از نظر جنبه های بهداشتی و سلامتی است و
واحدهای تولید آمونیاک در میان پرمخاطره ترین واحدهای صنایع پتروشیمیایی قرار دارند . از
این رو پرداختن به ایمنی و مدیر یت ریسک این واحدها همواره مورد توجه بوده است . برای
مدیریت ریسک واحدهای فرآیندی ، علاوه بر محاسبه احتمال رخداد حوادث نامطلوب نیاز به
محاسبه شدت تأثیرات و عواقب این حادثه نیز هست . تا بدینوسیله ، ریسک اولویت محاسبه
شدت عواقب و پیامدهای حوادث احتمال تحت عنوان آنالیز پیامد 1 شناخته می شود . در این
پروژه کوشش شده است با استفاده از روش نوین آنالیز پیامد ، عواقب نشتی محتمل آمونیاک
از مخازن نگهداری ، در یک مجتمع پتروشیمی شناسایی و تحلیل شود . این تحلیل در ارزیابی
ریسک این واحد و نیز ارائه طرحی برای واکنش سریع در بر ابر حوادث ، مورد استفاده قرار
می گیرد 

نکته: فایلی که دریافت می‌کنید جدیدترین و کامل‌ترین نسخه موجود از پروژهپایان نامه می باشد.

این فایل شامل : صفحه نخست ، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که با فرمت (PDF ) در اختیار شما قرار می گیرد.

تعداد صفحات :157

تحلیل المان محدود ارتعاش یک خرپا در نرم افزار آباکوس (به همراه فایل های تحلیل)

در این آنالیز، ارتعاش یک خرپای دوبعدی با مقطع T شکل بررسی و مقادیر ویژه و فرکانس  طبیعی 10 مود اول آن استخراج می شود. | در این آنالیز، ارتعاش یک خرپای دوبعدی با مقطع T شکل بررسی و مقادیر ویژه و فرکانس  طبیعی 10 مود اول آن استخراج می شود.