پدیده های غیرخطی به طور گسترده ای در کاربردهای مهندسی وجود دارند. یک نمونه متداول از این پدیده ها در سازه های هوافضایی، ایجاد ترک های خستگی می باشد که تحت بارهای دینامیکی در طی سیکل ارتعاشات مدام باز و بسته می شوند و سبب ایجاد یک رفتار دو خطی در سازه می شوند. شناسایی دیرهنگام چنین آسیب های سازه ای می تواند منجر به ایجاد خرابی های فاجعه بار شود. بنابراین، شناسایی رفتار غیرخطی سازه ترک دار امری ضروری و بسیار حائز اهمیت می باشد. در این مطالعه رفتار غیرخطی یک تیر یکسرگیردار با یک ترک خستگی تنفسی و رفتار دوخطی مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور در ابتدا به تخمین تابع چندجمله ای معادل با تابع دو خطی سفتی تیر پرداخته می شود. در ادامه با استفاده از روش اغتشاشات مقیاس های چندگانه معادله غیرخطی تیر مورد بررسی قرار گرفته و روابط دامنه بر حسب فرکانس تنظیمی در هر دو حالت رزونانس های هارمونیک و سوپرهارمونیک استخراج می گردند. سپس به بررسی حساسیت پاسخ به پارامترهایی مانند عمق و محل قرارگیری ترک، مقدار نیروی تحریک و میرایی تیر پرداخته شده است. با توجه به نتایج مشاهده گردید منحنی های پاسخ تیر در رزونانس اصلی در اثر تشدید پارامترهای ترک به شدت غیر خطی شده و دچار پدیده نرم شوندگی منحنی پاسخ گردیده اند. همچنین مطابق با نتایج رفتار تیر در رزونانس سوپرهارمونیک مرتبه دوم حساسیت بالاتری را به وجود ترک تنفسی نسبت به حالت رزونانس اصلی تیر دارد.

در دنیای پیشرفته امروز، به ویژه در حوزه های مهندسی مکانیک و صنایع هوافضا، کامپوزیت ها به دلیل ویژگی منحصربه فرد استحکام بالا در کنار وزن کم، جایگاه برجسته ای یافته اند. با این حال، رفتار پیچیده این مواد، تحلیل دقیق و ابزارهای پیشرفته ای را برای مدل سازی و پیش بینی آسیب های ساختاری آن ها می طلبد. پژوهش حاضر با بهره گیری از ترکیب مدل های چندمقیاسی مزو-ماکرو و مفاهیم مکانیک آسیب پیوسته، رویکردی نوین برای تحلیل و ارزیابی خرابی در ساختارهای کامپوزیتی ارائه می کند. این مطالعه از چارچوب مدل های چندمقیاسی شبه همزمان بهره می گیرد که با استفاده از روش های پیشرفته شبیه سازی المان محدود و ابزارهای پردازش تصویر، امکان تحلیل جامع ترک خوردگی زمینه و شکست الیاف را فراهم می سازد. افزون بر این، زیربرنامه ای مبتنی بر مفاهیم مکانیک خرابی پیوسته در نرم افزار المان محدود میتوان توسعه داد که قادر باشد تکامل آسیب ها، از جمله پیشرفت ترک ها، شکست الیاف و پیش بینی بار نهایی شکست سازه های کامپوزیت را به صورت پیش رونده تحلیل کند. از سوی دیگر، به کارگیری روش های هوش مصنوعی، به ویژه در پردازش تصویر، سبب کاهش زمان و هزینه های محاسباتی شده و دقت تحلیل های مکانیکی را به طرز چشمگیری افزایش داده است. این رویکردهای چندمقیاسی هوشمند نقشی کلیدی در بهینه سازی طراحی و پیش بینی دقیق مکانیزم های خرابی ایفا می کنند. این روش ها، به ویژه در کاربردهای پیچیده و حساس هوافضایی، ابزارهای مؤثری برای ارتقای عملکرد و قابلیت اطمینان ساختارهای کامپوزیت ها به شمار می روند.

با رشد روز افزون حفریات عمیق معدنی و عمرانی، شناخت و تحلیل شکست سنگ بکر اهمیت زیادی یافته است. دو مشخصه مهم تنش در شکست سنگ بکر، تنش شروع ترک و تنش خسارت ترک است که اهمیت بسزایی در شناخت رفتار سنگ هنگام شکست دارد. با وجود انجام مطالعات متعدد آزمایشگاهی در زمینه شکست فشاری سنگ بکر، مطالعات بسیار محدودی در زمینه تحلیل این دو سطح تنش در شکست برشی سنگ بکر انجام شده است. در این مطالعه با استفاده از مدل سازی عددی المان مجزا، رفتار سنگ بکر در آزمون برش مستقیم در حالت های مختلف شکست ترد، انتقالی و شکل پذیر بررسی و نسبت تنش شروع ترک و خسارت ترک به مقاومت برشی اوج تعیین شد. برای این منظور، ابتدا خواص ریزمقیاس مدل عددی تحت شرایط مختلف بارگذاری کششی مستقیم، تک محوره و سه محوره برای نوعی سنگ مصنوعی واسنجی شد. سپس آزمون برش مستقیم بر روی سنگ بکر و تحت شرایط تنش نرمال قائم متفاوت شبیه سازی شد. نتایج مدل سازی آزمون برش انجام گرفته با نتایج آزمایشگاهی موجود در مطالعات پیشین مورد مقایسه قرار گرفت و مشخص شد که مدل عددی توانایی مناسبی در پیش بینی رفتار برشی سنگ بکر را دارد. همچنین مشخص شد که تنش شروع ترک و تنش خسارت ترک به ترتیب در بازه های 70 تا 91 و 85 تا 95 درصد مقاومت برشی اوج تحت تنش های قائم مختلف رخ می دهد. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش تنش نرمال، نسبت تنش شروع ترک و خسارت ترک به مقاومت برشی اوج یک روند کاهشی دارد. از نتایج این تحقیق می توان برای تحلیل سازه های تحت برش همانند دیواره های شیب دار و پیچ سنگ ها استفاده کرد.

طراحی کنترل کننده ی بهینه برای سیستم های دوخطی زمان پیوسته با معلوم بودن دینامیک سیستم طبق اصل بهینگی بلمن پیچیدگی محاسباتی بالایی دارد و عموماً از روش های تقریبی وابسته به دانستن دینامیک سیستم برای طراحی کنترل کننده استفاده می شود. هنگامی که دینامیک سیستم نامعلوم است این مسئله بسیار پیچیده تر می شود. اولین چیزی که برای حل این مشکل به نظر می رسد شناسایی سیستم دوخطی به کمک روش های شناسایی سیستم است. همان طور که می دانیم روش های شناسایی مدلی خطی شده بر اساس داده های ورودی و خروجی سیستم در اختیار طراح قرار می دهد تا به سراغ طراحی کنترل کننده برود. در این مقاله با استفاده از رویه ای برخط و تطبیقی، یک روش تکراری جدید به منظور طراحی کنترل کننده بهینه برای یک سیستم دوخطی که دینامیک آن نامعلوم است پیشنهاد می گردد. در روش تکرای پیشنهادی و به صورتی تطبیقی، به جای دانستن دینامیک سیستم دوخطی با استفاده از اطلاعات برخط ورودی و اندازه گیری حالت ها، کنترل کننده ی بهینه طراحی می گردد. همچنین با اعمال نویز به منزله ورودی به سیستم در یک بازه ی زمانی خاص، نیاز به اندازه گیری مجدد حالت ها برای تکرارهای بعدی برطرف می گردد. همگرایی روش تکراری تطبیقی به کنترل کننده بهینه به صورت قضیه ارائه و اثبات شده است.

در این پژوهش، مدل پیوسته ارائه شده توسط شن و پی یر برای بررسی رفتار غیرخطی ارتعاش عرضی تیر اویلر- برنولی با ترک خستگی مورد بازنگری قرار گرفته و با اعمال فرضیات واقع بینانه تری، برای میدان های جابجایی و کرنش توابع جدیدی پیشنهاد شده است. سپس با استفاده از اصل هو واشیزو معادله دیفرانسیل حرکت استخراج شده است. این معادله برخلاف معادله شن و پی یر، خود الحاق می باشد. شکل مودهای ارتعاشی تیر ترک دار با ترک باز و بسته شونده با اعمال روش گالرکین به دست آمده و سپس به منظور به دست آوردن قسمت زمانی پاسخ تیر با ترک خستگی، مدل جدید سفتی دوخطی برای هر شکل مود ارتعاشی ارائه گردیده است. به کمک این مدل، معادله دیفرانسیل حاکم به شکل قابل حل به روش لیندست- پوانکاره نوشته شده است. حل تحلیلی بیان می کند که پاسخ روش اغتشاشات از دو قسمت تشکیل شده است که بخش اول سیستم خطی متناظر با سفتی برابر سفتی میانگین تیر در حالت های کاملا باز و کاملا بسته ترک بوده و بخش دیگر، جملات تصحیحی هستند که اثرات غیرخطی ناشی از تغییر در سفتی معادل را در پاسخ سیستم منظور می کنند. با استفاده از تئوری ارائه شده می توان به بررسی رفتار ارتعاشی تیرهای ترک دار در تمامی شکل مودهای ارتعاشی پرداخت. نتایج نشان می دهد که تغییرات فرکانس های طبیعی برای ترک باز و بسته شونده کمتر از ترک باز می باشد. صحت نتایج به دست آمده با استفاده از نتایج تجربی موجود در ادبیات فن به اثبات رسیده است. مقایسه نتایج نشان می دهد که مدل جدید ارائه شده با دقت مناسبی رفتار ارتعاشی تیر ترک دار را به ازای بازه گسترده ای از پارامترهای ترک پیش بینی می کند.

سابقه و هدف: مصرف سیگار به عنوان شایعترین علت مرگ و میر قابل پیشگیری شناخته شده است. این مطالعه به بررسی تاثیر آموزش و توصیه های رفتار درمانی در ترک سیگار پرداخته است. مواد و روشها: در این مطالعه 743 نفر داوطلب ترک سیگار طی 2 سال در دوره های آموزش و درمان ماهیانه کلینیک ترک سیگار شرکت کرده اند. این افراد تحت آموزشهای سمعی و بصری و توصیه های رفتار درمانی قرار گرفته اند. میزان وابستگی به نیکوتین این افراد در ابتدای هر دوره بر اساس نتایج تست تحمل فاگرشتروم جهت انجام درمان جایگزین نیکوتین ارزیابی شده است. یافته ها: 170 نفر (31.2%) نمره پایین تر از 7 (وابستگی کم به نیکوتین) و 376 نفر (68.8%) نمره 7 یا بالاتر (وابستگی زیاد به نیکوتین) داشته اند. در گروه اول 90% و در گروه دوم با توجه به وابستگی زیاد به نیکوتین 87.5% افراد موفق به ترک سیگار در پایان دوره ماهیانه شده اند. در گروه اول 23.5% و در گروه دوم 48.9% از افراد علاوه بر آموزش و توصیه های رفتار درمانی از داروهای جایگزین نیکوتین داده شده است و مصرف و عدم مصرف آن بر اساس آموزشهای دوره در اختیار خود فرد می باشد.این بدین مفهوم است که نیمی از افراد گروه دوم (51.1%) فقط به وسیله آموزش و توصیه های رفتار درمانی و بدون استفاده از دارهای جایگزین نیکوتین موفق به ترک سیگار گردیده اند.نتیجه گیری و پیشنهادات: نقش اینگونه آموزشها در اجرای برنامه های ترک سیگار ضروری به نظر میرسد.

در این مقاله ابتدا با استفاده از معادله فضای حالت سیستم های دوخطی مدل جدیدی برای کنترل کننده یک پارچه توان (UPFC) به دست آورده شده است. سپس با استفاده از اصول سیستم های ساختار متغیر و اصلاح آن روش کاملا جدیدی جهت طراحی کنترل کننده های UPFC ارایه گردیده است. در این روش سیگنال های ورودی مبدل هایUPFC  توسط کنترل کننده مد لغزشی طراحی شده است. در طراحی این کنترل کننده ها ابتدا با تعریف چهار سطح لغزش و صفر قراردادن مشتق آنها که دینامیک جریان های محور d و q در مبدل های موازی و سری را بیان می کند، قوانین کنترلی به دست آمده است. با اعمال خروجی های این کنترل کننده به UPFC در واقع جریان های محور d و q در دو مبدل UPFC به مقادیر مرجع رسانده می شود. از طرفی دینامیک داخلی (ولتاژ خازن DC) در UPFC نیز توسط کنترل کننده PI تثبیت می شود. پایداری این سیستم در رسیدن به سطوح لغزش توسط قوانین کنترلی به دست آمده، با استفاده از تابع لیاپانوف به دست آمده است. مقاوم بودن روش کنترل مد لغزشی نسبت به اغتشاش های ایجادشده در شبکه، عدم قطعیت پارامترها و دینامیک های مدل نشده شبکه از مزایای استفاده از این روش جدید کنترلی در UPFC می باشد.

در این تحقیق، یک روش نوآورانه برای شناسایی تعداد ترک های تنفسی بدون نیاز به اطلاعات سازه اولیه توسعه داده شده است. برای مدل سازی سازه های خسارت دیده در نرم افزار MATLAB، یک برنامه تحلیل دینامیکی غیرخطی با قابلیت مدل سازی ترک های دو خطی کد نویسی گردید. مدل سازی ترک های تنفسی با استفاده از روش نرمی و مفهوم خمیدگی اعضا انجام گرفت و به منظور تعیین حالت باز یا بسته بودن ترک در هر لحظه ارتعاش، شاخصی بر اساس خمیدگی لحظه ای هر عضو تعریف شد. به دلیل باز و بسته شدن ترک ها، فرکانس قاب به طور مداوم در طول زمان ارتعاش تغییر می کند اگر فقط یک ترک در سازه وجود داشته باشد، دو مقدار فرکانس در طول ارتعاش به دست می آید. واضح است که یک فرکانس مربوط به زمانی است که ترک باز و فرکانس دیگر مربوط به زمانی است که ترک بسته است. با افزایش تعداد ترک ها، تعداد باندهای فرکانسی ارتعاش نیز به صورت غیرخطی افزایش می یابد. در این تحقیق از این ویژگی برای تعیین تعداد نقاط آسیب دیده در سازه استفاده شده است. با رسم فرکانس های مرتب شده ارتعاش، نقاط با فرکانس های یکسان در یک خط مشخص قرار می گیرند و یک پله فرکانسی را تشکیل می دهند. بین تعداد پله های فرکانس و تعداد نقاط ترک خورده رابطه معنی داری وجود دارد. با استفاده از سناریوهای مختلف ترک خوردگی در ساختمان های یک، دو و پنج طبقه، رابطه ی بین تعداد پله های فرکانس و تعداد ترک ها به دست آمد. اثر شدت و توزیع ترک خوردگی در سه حالت مختلف مورد بررسی قرار گرفت. حالت اول شامل 20 سناریوی مختلف ترک خوردگی با ترک هایی به عمق 0/1 ارتفاع مقطع و توزیع تصادفی، حالت دوم 20 سناریوی مختلف ترک خوردگی با ترک هایی به عمق 0/3 ارتفاع مقطع و با توزیع تصادفی و حالت سوم 20 سناریوی مختلف ترک خوردگی با ترک هایی با عمق و توزیع تصادفی در نظر گرفته شدند. میانگین و انحراف استاندارد تعداد پله های فرکانسی به دست آمد. این مطالعه نشان می دهد که تغییرات تعداد پله های فرکانسی برحسب تعداد ترک در سازه های مختلف مشابه است.

در این مقاله، مدل پیوسته جدید و کامل تری از ناحیه ترک برای مطالعه و آنالیز ارتعاشات عرضی تیر ترک دار اویلرـ برنولی ارائه شده است. به این منظور، ترک به صورت یک اغتشاش پیوسته در میدان تنش و کرنش مدل شده که با کمک اصول مکانیک شکست به صورت تابع اغتشاش ترک ارائه شده است. در ادامه با کمک این تابع و به کارگیری اصل همیلتون معادله حرکت تیر ترک دار با ترک لبه باز به دست آمده است. فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی تیر ترک دار با استفاده از حل معادله حرکت به روش گالرکین، استخراج شده است. سپس برای در نظر گرفتن اثر باز و بسته شوندگی ترک، سفتی تیر در محل ترک به صورت دوخطی مدل شده است. یکی از ویژگی های این روش، قابلیت اعمال آن به تیرهای ترک دار در تمامی شکل مودهای ارتعاشی می باشد. نتایج نشان می دهد که کاهش فرکانس های طبیعی برای ترک باز و بسته شونده کم تر از ترک باز می باشد. در پایان نتایج به دست آمده با نتایج تجربی موجود در مقاله های پیشین مقایسه شده است، این نتایج نشان می دهد که مدل ارائه شده نسبت به مدل های قبلی، بهبود یافته است و رفتار ارتعاشی تیرهای ترک دار را به ازای پارامترهای مختلف ترک با دقت بهتری پیش بینی می نماید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.