ماسه ای سبک با رطوبت ۵%

۱۲۸۵

۰.۹- ۱.۹

۲-۱۰-۴- پیش بینی رفتار دمای زمین
نمودار ۵ دمای زمین در اعماق مختلف شهر یزد را نشان می­دهد. همانطور که مشاهده می­کنیم با زیاد شدن عمق خاک دامنه­ نوسان دمای آن کمتر می­گردد. بحث اهمیت نوسان دمای خاک در دو بازه­ی زمانی روزانه و فصلی مطرح می­گردد. بنا بر موارد ذکر شده در مباحث قبل، تفاوت دمای عمق زمین و محیط پیرامون آن نسبت به هم داراری یک تاخیر زمانی می­باشد تا به اوج دمایی خود برسد. محدوده­ زمان تاخیر دقیقا در زمان تغییر فصول ایجاد می­گردد و این موضوع پتانسیلی برای بهره گیری ساختمان در رسیدن به تعادل است (Anselm,2008).

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

نمودار ۵- نمودار تغییر دمای خاک در اعماق مختف شهر یزد (ماخذ: فایل اقلیمی شهر یزد^[۲۶])
۲-۱۱- آینده بناهای خاک پناه
استفاده­از ایده معماری در پناه زمین چه در چه در مقیاس شهری و یا تک بنا، با توجه به فواید خاص و همه­جانبه­ای که دارد و این واقعیت که این ویژگی­ها در دنیای در حال تخریب امروز حیاتی می­نمایند، می ­تواند همیشه به­عنوان یک ایده­ موثر مد نظر معماران، شهرسازان و برنامه­ ریزان شهری باشد. در کل می­توان گفت ساخت و ساز در زیر زمین توسط از بین بردن فشار روی سطح، ایجاد شبکه حمل و نقل عمومی بهتر، کاهش سر و صدا، رها کردن فضاهای سبز در مراکز شهری به صورت دست نخورده، کم کردن فواصل با تمرکز بهتر عملکر­دها، حل بسیاری از معضلات زیست­محیطی مانند جزیره گرمایی، افزایش محیط­های شهری و ایجاد روابط شهری بهتر، کیفیت محیط شهری ما را بهبود می­بخشد (Santamouris,2005) . روشن است که­این مواهب با ترکیب مناسب این ایده با معماری شهرهای امروز حاصل خواهد شد و هیچ­گاه مقصود دفن کردن شهر در زمین نمی ­باشد(جعفری،۱۳۸۸) . همچنین با توجه به قابلیت­هایی که در این گونه­ معماری در زمینه­ پایداری وجود دارد می­توان به پیشنهاد اصولی پرداخت که در دهه­ اخیر در جوامع پیشرفته به منظور ترفیع مسائل انرژی مورد بررسی قرار گیرد (میرزا کوچک خوشنویس،۱۳۹۱) با تمام این تفاسیر و با توجه به فقدان استانداردی دقیق و جامع در زمینه­ این گونه­ معماری، تلاشی متمرکز بر روی این مبحث مورد نیاز است تا با صحیح و خطای خود در بستر و اقلیم های متفاوت، بهترین پاسخ را برای احداث معماری خاک پناه داشته باشد.
۲-۱۲- جمع بندی
ساختمان­های خاک­پناه در سرتاسر جهان قدمتی بس دیرینه دارد. شناخت عملکرد حرارتی ساختمان­های خاک پناه، قبل از هر چیزی نیازمند شناخت ویژگی های کالبدی و تامین آسایش انسان است. ساختمان خاک­پناه ایده­ای مطرح جهت کاهش مصرف انرژی در بین محققان است اما مانند تمام پدیده ­های دیگر مزایا و معایبی همزاد با خود ایجاد می­ کند. جدول ۵ خلاصه­ای از این ویژگی­های شرح داده شده در فصل را ارائه می­نماید.
جدول۵ – جمع­بندی مزایا و معایب ساختمان­های خاک­پناه

رویکرد

مزایا

معایب

بهره وری انرژی

کاهش انتقال حرارتی خاک
افزایش اینرسی حرارتی
ثبات دمای زمین
کنترل میزان هوای ورودی
کاهش دریافت حرارت

نیاز به تهویه
پاسخ حرارتی آهسته
دسترسی محدود به نور طبیعی
فقدان اطلاعات حرارتی

بهره­وری از سطح زمین و محیط زیست

زیبایی شناسی
کانسپت خاص معماری

مشگل آب­های روان

اهمیت چرخه­ی زندگی بنا

محافظت کالبدی، صوتی و آلودگی
امنیت

هزینه­ های تحمیل شده بر بنا

این گونه­ ساختمانی همانند تمامی سیستمهای غیر فعال انرژی محاسن و معایبی را ایجاب می­ کند که بایستی با هوشمندی درنظر گرفته شود. چگونگی رفتار حرارتی زمین و پدیده ­های در ارتباط با آن برای شناخت محیط اطراف ساختمان خاک پناه، موضوعی است که مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. پوسته­ی زمین متشکل از لایه­ های خاکی است که رفتار اجزای آن نقش تعیین کننده ­ای در مسیر جریان حرارت دارد. از آنجایی­که خاک ترکیبی از فازهای جامد،مایع و گاز می­باشد و توانایی انتشار حرارتی این اجزا به طور معنی داری با یکدیگر متفاوت است، لذا هرگونه تغییر در نسبت حجمی اجزای تشکیل دهنده خاک، منجر به تغییر در مقدار پخشندگی حرارتی خاک می­گردد. این موضوع تاثیر بسیار بالایی در مصرف انرژی ساختمان دارد که در فصول بعد مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
فصل سوم:

با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق و مطالعات قبلی صورت گرفته در زمینه کنترل حشرات با ترکیبات گیاهی، امکان استفاده از این ترکیبات برای کنترل آفات انباری قوت بیشتری می‏گیرد. لذا به دلیل اثر تدخینی، تماسی و دورکنندگی که اسانس برگ اکالیپتوس و اثر تماسی و دورکنندگی‏ای که اسانس برگ نارنج بر روی این سه آفت داشتند، دو اسانس می‏توانند به عنوان ترکیبی موثر، کارآمد و قابل استفاده در قالب روش‏های مدیریت تلفیقی در انبارها مورد استفاده قرار گیرند.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

بر خلاف سموم تدخینی شیمیایی رایج، استفاده از ترکیبات اسانس‏ها در داروسازی بسیار متداول بوده است. با توجه به اینکه ۱و۸ سینئول در تهیه‏ی شربت اسپکتورانت استفاده شده است (راجندران و سریرانجینی، ۲۰۰۸)، احتمالا در صورت استفاده به عنوان حشره‏کش روی محصولات انباری، اثرات سوء روی بدن انسان نخواهد داشت. بنابراین باید غلظت‏های موثر در توده، میزان جذب اسانس توسط محصول و اثر باقیمانده‏ی آن روی طعم مواد غذایی مورد توجه قرار گیرد و تحقیقات بیشتری صورت گیرد تا زمینه‏ی استفاده از اسانس‏ها برای کنترل آفات فراهم شود.
فهرست منابع
باقری. ف.، م. محمدی‏شریف، ع. ر. هادی‏زاذه و ب. امیری‏بشلی. ۱۳۹۰٫ اثرات زیستی اسانس اکالیپتوس (Eucalyptus globulus) روی شپشه آرد. فصل‏نامه‏ی داروهای گیاهی. (۳): ۱۷۸- ۱۷۱٫
باقری‏زنوز، ا. ۱۳۷۴٫ تکنولوژی نگهداری محصولات کشاورزی. انتشارات دانشگاه تهران. ۳۴۱ ص.
باقری‏زنوز، ا. ۱۳۸۹٫ آفات و عوامل زیان‏آور انباری و مدیریت کنترل آنها. انتشارات دانشگاه. تهران. ۴۵۵ ص.
جباری، ل و ش. منصوری‏جاجایی. ۱۳۸۸٫ تحلیلی بر وضعیت و جایگاه ترکیبات با منشا گیاهی به عنوان جایگزینی مناسب برای آفت‏کش‏های شیمیایی جهت کنترل آفات کشاورزی. همایش ملی ‏ مصرف آفت‏کش‏ها در ایران. تهران. صص: ۴۲۹-۴۰۳٫
جوانشیر، ک و ا. مصدق. ۱۳۵۱٫ اکالیپتوس. انتشارات دانشگاه تهران. ۴۳۴ ص.
حمزه‏وی. ف.، س. محرمی‏پور و ع. ا. طالبی. ۱۳۹۰٫ سمیت تنفسی سانس اکالیپتوس (Eucalyptus camaldulensis) و بطری‏شور (Callistemon viminalis) روی شپشه آرد. مجله دانش گیاه پزشکی ایران. ۴۲ (۲): ۲۴۹- ۲۴۱٫
رجبی، م. ۱۳۸۶٫ استخراج و بررسی روغن‏های اسانسی و طراحی برج تقطیر فراکسیون. پایان‏ نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.
رخشانی، ۱۳۸۱٫ اصول سم‏شناسی (آفت‏کش‏ها). انتشارات فرهنگ. ۳۷۶ص.
سرداربنده، ه. ۱۳۸۵٫ کنترل آفات، بیماری‏ها و علف‏های هرز. انتشارات فدک ایساتیس. تهران. ۲۰۵ص.
شهسواری، ن.، م. برزگر، م. ع. سحری و ح. ع. نقدی‏بابادی. ۱۳۸۷٫ بررسی فعالیت آنتی‏اکسیدانی اسانس گیاه آویشن‏شیرازی (Zataria multiflora Boiss) در روغن سویا. فصلنامه گیاهان دارویی. ۴ (۲۸). ۶۸-۵۶٫
طالبی‏جهرمی، خ. ۱۳۸۶٫ سم‏شناسی آفت‏کش‏ها. انتشارات دانشگاه تهران. ۴۶۲ ص.
طالبی‏جهرمی، خ. ۱۳۹۰٫ سم‏شناسی آفت‏کش‏ها (حشره‏کش‏ها، کنه‏کش‏ها و موش‏کش‏ها). انتشارات دانشگاه تهران. ۵۰۰ ص.
عسگری‏کوچی، ع.، ا. ولیزادگان، ر. فولادی‏ و ح. محمودپور‏. ۱۳۹۰٫ ارزیابی سمیت تدخینی اسانس، نهنج و گلبرگ درخت نارنج Citrus aurantium (Rutaceae) علیه آفت انباری شپشه‏ی برنج Sitophilus oryzae. اولین کنگره‏ی ملی علوم و فناوری‏های کشاورزی. دانشگاه زنجان. صص: ۴-۱٫
قانع‏جهرمی، م.، ا. عپورمیرزا و م. ح. صفرعلیزاده. ۱۳۹۱٫ اثر دورکنندگی سیرینول روی لارو و حشرات کامل Tribolium castaneum (Herbst) (Col.:Tenebrionidae) وOryzaephilus surinamensis (L.) (Col: Cucujidae) با سه روش آزمایشگاهی. نشریه‏ی حفاظت گیاهان. ۲۷ (۲): ۱۹۹-۱۹۲٫
قائمی، س. ۱۳۸۷٫ اثر حشره‏کشی و کنه‏کشی اسانس‏ها بر روی آفات مهم اقتصادی گلخانه‏ای کشور، نشریه برزگز. (۱۰۱۸): ۴۹-۴۸٫
مرتضوی، ع و ح. ر. ضیاءالحق. ۱۳۸۳٫ فناوری فرآورده‏های جانبی مرکبات. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. ۳۲۲ ص.
مصدق، م.، م. کمالی‏نژاد، آ. دهموبد شریف‏آبادی و ب. اصفهانی. ۱۳۸۳٫ بررسی و مقایسه روغن فرار حاصل از برگ سه گیاه نارنج، لیموترش و نارنگی. فصلنامه‏ی گیاهان دارویی. (۱۱). ۳۰-۲۵٫
مظفریان، و. ۱۳۳۲٫ درختان و درختچه‏های ایران. تهران. انتشارات فرهنگ معاصر. ۹۹۱ ص.
میرزا، م و ز. باهرتیک. ۱۳۸۵٫ ترپن‏زدایی در ترکیب شیمیایی اسانس پوست پرتقال. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. ۲۲ (۳): ۲۵۵-۲۵۰٫
نجف‏آبادی، س. ۱۳۸۸٫ ارزیابی تأثیر پودر برگ چریش (Azadirachta indica Adr.Juss.) و پودر برگ و مغز دانه اکالیپتوس (Eucalyptus camaldulensis Dehnh.) در کنترل لمبه گندم و شپشه آرد(Trogoderma granarium and Tribolium sp.) . فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. ۲۵ (۴): ۵۲۷-۵۱۳٫
نگهبان، م و س. محرمی‏پور. ۱۳۸۵٫ اثر دورکنندگی و دوام اسانس Artemisia sieberi Besser روی سه گونه حشره انباری. فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. ۲۲ (۴): ۳۰۲-۲۹۲٫
Abbas, S. K., Ahmad, F., Sagheer, M., Ul-Hasan, M., Yasir, M., Ahmad, S. and Muhammad, W. 2012. Insecticidal and Growth Inhibition Activities of Citrus paradisi and Citrus reticulata Essential Oils Against Lesser Grain Borer, Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera:Bostrichidae). World Journal of Zoology. 7 (4): 289-294.
Al-Jabr, A. 2006. Toxicity and Repellency of Seven Plant Essential Oils to Oryzaephilus surinamensis (Coleoptera: Silvanidae) and Tribolium castaneum (Coleoptera: Tenebrioidae). Scientific Journal of King Fasial University (Basic and Applied Sciences). 7 (1): 1427-1432.
Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D. and Idaomar, M. 2008. Biological effects of essential oils of review. Journal of Food and Chemical Toxical Toxicology. 46: 446-475.
Ben Jema, J. M., Ter
sim, N. Taleb Toudert, K. and Larbi Khouja, M. 2012. Insecticidal activities of essential oils from leaves of Laurus nobilis L. from Tunisia, Algeria and

در مطالعات مشخص شده است که اسپرماتوزوآ بالغ انسان اغلب سطوح بالایی از قطعه قطعه شدن DNA را نشان می­دهد که این آسیب DNA، یک عامل مهم در تعیین عملکرد اسپرم می­باشد و با طیف گسترده­ای از عوارض جانبی بالینی در ارتباط است. از جمله این عوارض می­توان به افزایش اختلالات در مرحله­ لقاح و پیش از لانه گزینی،کم شدن میزان لانه گزینی، نقص در رشد و نمو جنین و بروز سقط جنین اشاره کرد(R. Aitken & De Iuliis, 2010).
بازهایDNA به آسیب اکسیداتیو حساس بوده که در نتیجه سبب قطعه قطعه شدن DNA و آسیب جزیی در DNAسلول­ها مانند اسپرم می­شوند که می ­تواند منجر به عوارضی در فرزندان از جمله : بیماری­های ژنتیکی غالب مانند آکندروپلازیا، شرایط عصبی پیچیده مانند اسکیزوفرنی، صرع، بیماری دو قطبی، اوتیسم و با افزایش ناهنجاری­های مادرزادی سبب افزایش نرخ مرگ و میر و سقط می­ شود(Singh, Muller, & Berger, 2003).
هنگامی­که آسيب اکسیداتیو وسيع باشد، آپوپتوز يا مرگ برنامه­ريزي شده سلول^[15] و فراگمنته شدن ژنوم جنين رخ مي­دهد و در مواقعی که آسیب­های اکسیداتیو کمتر است، لقاح اتفاق می­افتد اما اووسیت باید شکست­های DNA را ترمیم کند(Kodama, Yamaguchi, Fukuda, Kasai, & Tanaka, 1997).
آپوپتوز يا مرگ برنامه­ريزي شده سلول، يک پاسخ غيرالتهابي به آسيب­هاي بافتي است که توسط يکسري تغييرات بيوشيميايي و ريخت­شناختي^[16] مشخص مي­گردد. اين فرآيند ظرفيت سلول­هاي سرتولي را از طريق کنترل توليد بالاي گامت­هاي نر و حذف اسپرماتوزوآهاي غيرطبيعي حفظ مي­نمايد. ROS با فعال­سازي کاسپازها يک واکنش زنجيره­اي را آغاز مي­کنند و سرانجام منجر به آپوپتوز مي­گردند(Agarwal, Makker, & Sharma, 2008).
همچنين ROS مي­تواند به DNA­ی ميتوکندريايي نسبت به DNA­ی هسته­اي آسيب­ بيشتري برساند. بعد از القای ROS، آسیب­های وارده به DNA افزایش یافته و از طریق فعال شدن سیتوکروم C و در نهایت فعال شدن کاسپاز3 در تمام سلول­های زایا از جمله اسپرماتوسیت اولیه، اسپرماتوسیت ثانویه، اسپرماتوگونیا و اسپرماتوزوآ، آپوپتوز مشاهده می­ شود. در نتیجه تعداد اسپرم کاهش یافته و حالت اولیگواسپرمی ایجاد می­ شود. گمان مي­رود که چنين آسيب­هايي مي­توانند عامل بيماري­هايي چون ناباروري در انسان باشند. مجاورت نزديک­DNA­ی ميتوکندري به زنجيره انتقال الکترون، مکانيسم­هاي ناکارآمد ترميم DNA و فقدان هيستون­ها که مسبب فشردگي ساختار کروماتين هستند، به عنوان دلايل حساسيت DNA­ی ميتوکندري پيشنهاد مي­شوند(George, Jiao, Bishop, & Lu, 2012).
1-2-6-1-2- اهمیت سلامت DNA اسپرم
تراکم کروماتین اسپرم نقش مهمی در حفاظت از ژنوم پدر، در فرایند لقاح و باروری تخمک دارد. در نتیجه بررسی سلامت DNAاز اهمیت خاصی برخوردار است.
همچنین در تحقیقات گذشته نشان داده شده است که:

• • بین پارامترها­ی اسپرم وآسیب­هایDNA رابطه معکوس وجود دارد(R. Mahfouz et al., 2010).

• • در افراد نابارور میزان شکستDNA بیشتر است(Turner & Lysiak, 2008).

• • بین میزان لقاح و آسیبDNA رابطه معکوس وجود دارد(Agarwal & Allamaneni, 2005).

• • در همسران بیمارانی که دارای میزان قابل توجهی شکستDNA اسپرم هستند میزان سقط افزایش می­یابد(Jiang, He, Wang, & Zhu, 2011).

از این رو بررسي و ارائه راهکارهايي در زمينه آسيب DNA­ی اسپرم مي­تواند براي درمان زوج­هاي نابارور حياتي باشد.
1-2-6-2- استرس اکسیداتیو در اسپرم
اسپرماتوزوآ نیز همانند دیگر سلول­هایی که در شرایط هوازی زندگی می­ کنند، با تضادی در مورد اکسیژن مواجه است. یعنی از یک سو برای بقاء خود به اکسیژن نیازمندند و از سوی دیگر متابولیت­های اکسیژن نظیر ROS­ها می­توانند برای بقاء سلول مضر باشند. در نتیجه ROS تولید شده در سلول باید مدام غیر­فعال شود به طوری که غلظت آن همیشه در حد بسیار اندک برای عملکرد طبیعی سلول باشد و اگر تعادلی بین تولید و حذف ROS نباشد، منجر به ایجاد شرایط استرس اکسیداتیو می­ شود(Saleh & HCLD, 2002; Turner & Lysiak, 2008).

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

در واقع به علت این که میزان سیتوپلاسم اسپرم بالغ کم است و غلظت آنزیم­ های از بین برنده­ی ROS در اسپرم اندک می­باشد، اسپرم بیش از دیگر سلول­ها مستعد ایجاد استرس اکسیداتیو است. در ضمن، به علت این که غشاء اسپرم حاوی مقادیر بالایی از اسید­های چرب غیر­اشباع می­باشد، آسیب­پذیری آن در برابر استرس اکسیداتیو زیاد است. همچنین به دلیل شکل خاص اسپرم، آنزیم­ های آنتی­اکسیدان داخل سلولی نمی ­توانند غشاء پلاسمایی احاطه کننده­ آکروزوم و دم را حفاظت نمایند(Fanaei, Azizi, & Khayat, 2013).
1-2-6-3- استرس اکسیداتیو و بیماری­های دیگر
استرس اکسیداتیو در دیگر بیماری­های انسان از جمله: آترواسکلروز، سرطان، دیابت، آسیب کبدی، روماتوئید آرتریت، آب مروارید،ایدز، بیماری­های التهابی روده، پارکینسون، بیماری نورون حرکتی و شرایط مرتبط با تولد زودرس دخیل است( Pasqualotto, F et al., 2000).
1-2-7- اثراتROS
1-2-7-1- پراکسیداسیون لیپیدی غشای پلاسمایی اسپرم
اسیدهای چرب که حاوی بیش ازدوکربن با پیوند دو گانه هستند اسیدهای چرب غیر اشباع (PUFA^[17]) نامیده می­شوند. لیپیدهای موجود درغشای پلاسمایی اسپرم که به شکل اسیدهای چرب غیر اشباع هستند از حساس­ترین مولکول­ها می­باشند. حملات ROSبه PUFA در غشای سلولی منجر به شروع آبشاری ازواکنش­های شیمیایی بنام پراکسیداسیون لیپیدی می­ شود که این پراکسیداسیون لیپیدی برای تحرک اسپرم، ظرفیت­یابی اسپرم و نفوذ به اووسیت ضروری می­باشد(J. Aitken, Buckingham, & Krausz, 1994; R. J. Aitken, Clarkson, & Fishel, 1989).
1-2-7-2- اثر روی تحرک اسپرم
پراکسیداسیون لیپیدی یک علت عمده برای از دست دادن تحرک دراسپرم است، در نتیجه افزایش سطح ROS با کاهش تحرک اسپرم ارتباط دارد. با این حال، مکانیسم دقیقی برای این رویداد مشخص نیست.
یک فرضیه حاکی از آن است که H2O2 از سراسر غشاء به داخل سلول­ها منتشر شده و مانع از فعالیت برخی آنزیم­ های حیاتی مانند گلوکز 6- فسفاتدهیدروژناز (G6PD) می­ شود و از طریق شنت هگزوز منوفسفات، دسترسی درون سلولی نیکوتین آمید آدنین دی­نوکلئوتید فسفات (NADPH) را کنترل می­ کند. NADPH به عنوان یک منبع الکترون توسط اسپرم برای تولید ROSاستفاده می­ شود. مهار G6PD منجر به کاهش NADPH و تجمع گلوتاتیون اکسیده می­ شود که می ­تواند دفاع آنتی­اکسیدانی اسپرماتوزوآ را کاهش و پر­اکسیداسیون فسفولیپیدهای غشاء را افزایش دهد(Gomez, Irvine, & Aitken, 1998; Suleiman, Ali, Zaki, EL‐MALIK, & Nasr, 1996)
1-2-8- ROS و استرس اکسیداتیو مایع منی
هنگامیکه تعادل بین ROS تولیدی و آنتی اکسیدان­ها از بین می­رود، آسیب­های اکسیداتیو قابل توجهی برای اکثر ارگانل­های سلولی به دلیل آسیب دیدن کربوهیدرات­ها، پروتئین­ها، لیپیدها و DNA رخ داده و در نهایت منجر به مرگ سلول می­ شود. غشای پلاسمایی اسپرم غنی از اسیدهای چرب غیر­اشباع است و به راحتی توسط ROS، تحت پراکسیداسیون لیپیدی قرار می­گیرد. لوکوسیت­ها و اسپرماتوزوآي نابالغ موجود در منی، H₂O₂ را از طریق سیستم NADPH اکسیداز تولید می­ کنند. پراکسیداسیونH₂O₂ سمی­ترین شکل ROS برای اسپرماتوزوآ می­باشد و به علت نفوذ به غشا به­راحتی ارگانل­های سلولی را تحت تاثیر قرار می­دهد. این در حالی است که غشا نسبت به رادیکال هیدروکسیل نفوذناپذیر بوده و اثر نمودن آنها زمان­بر است. در بافتی مانند بیضه با متابولیسم بالا، استرس اکسیداتیو می ­تواند آسیب­رسان باشد، بنابراین ظرفیت آنتی­اکسیدان­های بافت بسیار مهم است.
امروزه مطالعات زیادی مبنی بر اینکه استرس اکسیداتیو در حضور آنتی­اکسیدان­ها بر عملکرد اسپرم طبیعی تاثیر نداشته و در نتیجه باروری اتفاق افتاده است، وجود دارد( Pasqualotto, F et al., 2000) .
1-2-9- ROS و ناباروری
بطور معمول در مردانی که علت ناباروری آن­ها ناشناخته است، برهم خوردن توازن بین ROS و آنتی­اکسیدان­ها، از دلایل محتمل ناباروری است(Agarwal et al., 2006). طی مطالعات اخیر، در نمونه­های منی 25 تا 40 درصد مردان نابارور مقادیر بالایی از ROS گزارش شده است. همچنین در نمونه­های منی مردان بارور، ظرفيت کلي آنتي‌اکسيداني^[18] (TAC) بالاتر از مردان نابارور است(Lewis, Boyle, McKinney, Young, & Thompson, 1995). از طرف دیگر، نیمی از مردان اولیگواسپرمی، سطح بالایی از ROS را در مایع منی نشان می­ دهند(R. J. Aitken et al., 1989). حمله ROS به اسپرم، سبب کاهش بقا و افزايش نقص در شکل ظاهري اسپرم مي­شود(E De Lamirande & Gagnon, 1992)،که این آسیب وارده به عوامل متفاوتی نظیر مقدار و مدت زمان تماس سلول با عامل اکساينده، اکسيژن، دما، غلظت يون‌ها، پروتئين‌ها و مهارکننده‌هاي ROS بستگي دارد. در مطالعاتی مشخص شده است که غلظت پائين پراکسيد هيدروژن، روي تحرک اسپرم اثري ندارد، اما از نفوذ اسپرم به اووسيت ‌جلوگیری مي‌کند(R. Aitken, Harkiss, & Buckingham, 1993).
شکل(1-2): ارتباط بین افزایش تولید ROS با ناباروری(Singh et al., 2003).
1-2-10- آنتی اکسیدان­ها
از عوامل از بین برنده­ی رادیکال­های آزاد می­توان به آنتی اکسیدان­هااشاره کرد که به­عنوان سد دفاعی سلول، در برابر استرس اکسیداتیو عمل می­ کنند. آنتی­اکسیدان­ها به پنج گروه تقسیم­ می­شوند:
1) ترانس­فرین^[19]­، هموپکسین^[20] از پروتئین­هایی هستند که سبب کاهش دسترسی سلول به پیش اکسیدان­هایی مانند آهن و مس می­شوند.
2) آنزیم­ های کاتالاز، پر­اکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز^[21](SOD) از جمله عواملی هستند که سبب از بین بردن رادیکال­های آزاد و دیگر انواع ROS می­شوند.
3) پروتئین­هایی که سبب حفظ مولکول­های زیستی در برابر استرس اکسیداتیو می­شوند، مانند: پروتئین­های شوک حرارتی^[22].
4) α-توکوفرول^[23]، گلوتاتیون از مولکول­هایی هستند که دارای وزن مولکولی پائین بوده و می­توانند ROS را به دام اندازند.
5) ویتامین­های E و C ازجمله عواملی هستند که به صورت غیرآنزیمی در بیضه به عنوان آنتی­اکسیدان عمل می­ کنند(Agarwal & Sekhon, 2010).
1-2-10-1- نحوه عملکرد آنتی­اکسیدان­ها به دو روش طبقه بندی می­ شود:

• • شکستن زنجیره: زمانی که یک رادیکال آزاد الکترونی را جذب کرده یااز دست می­دهد، رادیکال دوم تشکیل می­ شود. سپس این مولکول همین کار را با مولکول سوم انجام می­دهد. این روند تا زمانی ادامه می­یابد که طی آن رادیکال بوسیله یک آنتی­اکسیدان شکننده زنجیره مانند بتا کاروتن و ویتامین­ها تثبیت ­شود، یا به­راحتی به یک محصول بی ضرر تبدیل شود.

• • راه بازدارنده: آنزیم­ های آنتی­اکسیدان مانند سوپراکسید دسموتاز ، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز با کاهش میزان تشکیل زنجیره از اکسیداسیون جلوگیری می­ کنند. چنین آنتی­اکسیدان­هایی با یافتن رادیکال­های آغاز­گر می­توانند یک زنجیره اکسیداسیون را برای همیشه متوقف سازند. همچنین می­توانند با تثبیت رادیکال­های فلزی مانند مس و آهن از اکسیداسیون جلوگیری کنند(Agarwal, Nallella, Allamaneni, & Said, 2004).

عمده­ترين آنزيم­های آنتي­اکسيدانی که در بافت بیضه پستانداران بيان می­شوند عبارتند از: سوپراکسيد ديسموتاز، کاتالاز و گلوتاتيون پراکسيداز(Zini & Schlegel, 1997). همچنین برخی عوامل غيرآنزيمي که به عنوان آنتی­اکسیدانی در بيضه عمل می­ کنند می­توان به ويتامين C، ويتامين E و ملاتونين اشاره کرد که در کاهش استرس اکسيداتيو بيضه موثر مي­باشند(Choudhary, Chawala, Soni, Kumar, & Vyas, 2010; Lewin & Lavon, 1997; Park, Park, Lee, & Shin, 2003; Uguralp, Usta, & Mizrak, 2005; Zini & Schlegel, 1997).
در جدول (1-1) مکانيسم عملکرد برخی از آنتی اکسيدان­هاي مهم ذکر شده است.
جدول(1-1): انواع آنتی­اکسیدان­ها و مکانیسم عملکرد آن­ها(Choudhary et al., 2010)

مکانیسم عملکرد

۴-۳-۱-۳ زلزله بهره برداری
برای قاب ۴ طبقه تحت زلزله بهره برداری که شتاب مبنای آن ۱/۶ شتاب مبنای زلزله سطح خطر ۱ می باشد سازه دارای جابجایی هدف m ∆=۰٫۰۷۷ می باشد ، که در این مقدار جابجایی سازه عملکرد io (قابلیت استفاده بدون وقفه ) را دارد و همانطور که در شکل ۴-۱۳ مشاهده می کنید فقط تیر ها وارد ناحیه پلاستیک شدند ولی ستون حتی در پای سازه مفصل پلاستیک را تشکیل نداد ، که عملکرد نسبتا مناسبی می باشد .

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل ۴-۱۳ تشکیل مفصل پلاستیک در قاب و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده
منحنی pushover
شکل ۴-۱۴ منحنی pushover قاب ۴ طبقه PBPD RC SMF را نشان می دهد.
شکل ۴-۱۴ منحنی pushover قاب ۴ طبقه PBPD RC SMF ، بهره برداری
۴-۳-۲ بررسی عملکرد قاب ۸ طبقه PBPB RC SMF
۴-۳-۲-۱ سطح خطر ۱ (DBE)
ابتدا برای این قاب جابجایی هدف را مطابق Fema 356 محاسبه می کنیم. m ∆=۰٫۶۸۱ در این مورد ابتدا در تیر های طبقات بالا مفصل پلاستیک تشکیل شد و با ادامه Push تا جابجایی هدف تیر های طبقات پایین نیز وارد ناحیه پلاستیک شدند و تیر های طبقات بالا که قبلا مفصل پلاستیک را تشکیل دادند، تغییر شکل بیشتری دادند،که می توان در شکل ۴-۱۵ مشاهده کرد. در این مورد حتی در پای ستون مفصل پلاستیک تشکیل نشد.
شکل ۴-۱۵ تشکیل مفصل پلاستیک در قاب و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده
با توجه به نتایج بدست آمده ، قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF دارای عملکرد CP (آستانه فروریزش) می باشد که از عملکرد LS (ایمنی جانی) که قبل از طراحی برای این سطح خطر در نظر گرفته شده بود ضعیف تر می باشد در واقع از لحاظ عملکردی قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF (DBE) دارای عملکردی ضعیف تر از هدف طراحی دارد که مطلوب نیست .
منحنی pushover
با توجه به شکل ۴-۱۶ که منحنی pushover قاب ۸طبقه PBPD RC SMF (DBE) را نشان می دهد میتوان مشاهده کرد که مساحت زیر منحنی push قابل توجه می باشدکه این مساحت نشان دهنده نیاز به انرژی زیاد برای هل دادن قاب می باشد همچنین نمودار با شیب کمی کاهش می یابد که در مقایسه با ساختمان های طرح شده به روش های مرسوم دارای مساحت زیر منحنی بیشتری می باشد که نشان دهنده عملکردی مناسب تر می باشد.
شکل ۴-۱۶ منحنی pushover قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF(DBE)
۴-۳-۲-۲ سطح خطر ۲ (MCE)
ابتدا برای این قاب جابجایی هدف را مطابق Fema 356 محاسبه می کنیم. m ∆=۱٫۸۹۹ در این مورد ابتدا در تیر های طبقات بالا مفصل پلاستیک تشکیل شد و با رسیدن قاب به جابجایی هدف مذکور ، مطابق شکل ۴-۱۷ ، مفاصل پلاستیک در تمامی تیر ها تشکیل شده و لی در ستون ها فقط در پای ستون های کناری مفصل پلاستیک تشکیل شده و با ادامه Push ستونهای طبقات الاستیک باقی ماندند ولی مفاصل پلاستیک تیر ها با افزایش جابجایی تغییر شکل بیشتری دادنددر حالی که مفاصل تیر های طبقات پایین تغییر شکل کمتری دادند.
شکل ۴-۱۷ تشکیل مفصل پلاستیک در قاب و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده (MCE)
با توجه به نتایج بدست آمده ، قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF دارای عملکرد CP (آستانه فروریزش) می باشد که از لحاظ عملکردی قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF (MCE) دارای عملکردی برابر با هدف طراحی می باشد.
با ادامه push پس از جابجایی تسلیم تا جابجایی m2.1 سازه همچنان دارای عملکرد cp می باشد و فقط ستون ها ی طبقه ۱ و ۲ تشکیل مفصل دادند و باقی ستون ها همچنان الاستیک باقی ماندند.
منحنی pushover
شکل ۴-۱۸ منحنی pushover قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF (MCE) را نشان می دهد.
شکل ۴-۱۸ منحنی pushover قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF(MCE)
۴-۳-۲-۳ زلزله بهره برداری
برای قاب ۸ طبقه تحت زلزله بهره برداری که شتاب مبنای آن ۱/۶ شتاب مبنای زلزله سطح خطر ۱ می باشد سازه دارای جابجایی هدف m ∆=۰٫۱۰۲ می باشد ، که در این مقدار جابجایی سازه عملکرد o (خدمت رسانی بدون وقفه ) را دارد و همانطور که در شکل ۴-۱۹ مشاهده می کنید فقط تیر ها وارد ناحیه پلاستیک شدند ولی ستون ها حتی در پای سازه مفصل پلاستیک را تشکیل ندادند ، که عملکرد کاملا مناسبی می باشد .
شکل ۴-۱۹ تشکیل مفصل پلاستیک در قاب و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده
منحنی pushover
شکل ۴-۲۰ منحنی pushover قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF را نشان می دهد.
شکل ۴-۲۰ منحنی pushover قاب ۸ طبقه PBPD RC SMF ، بهره برداری
۴-۳-۳ بررسی عملکرد قاب ۱۲ طبقه PBPB RC SMF
۴-۳-۳-۱ سطح خطر ۱ (DBE)
ابتدا برای این قاب جابجایی هدف را مطابق Fema 356 محاسبه می کنیم. m ∆=۱٫۱۷۲ در این مورد تشکیل مفاصل پلاستیک از تیر های طبقات پایین و میانی شروع شده که در شکل ۴-۲۱ نشان داده شده است .
شکل ۴-۲۱ شروع تشکیل مفصل پلاستیک در قاب و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده (DBE)
با ادامه push تیرهای طبقات بالاتر نیز وارد ناحیه پلا ستیک شده و تیر های طبقات پایینی و میانی که قبلا وارد ناحیه پلاستیک شده بودند تغییر شکل بیشتری دادند، همانطور که در شکل ۴-۲۲ قابل مشاهده است، پس از تسلیم شدن تمامی تیر ها ، ستون کناری در پای سازه وارد ناحیه پلاستیک شد .
شکل ۴-۲۲ ادامه تشکیل مفصل پلاستیک در طبقات بالا و پای ستون و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده (DBE)
همانطور که در شکل ۴-۲۳ می توان مشاهده کرد ،با ادامه push تا رسیدن به جابجایی هدف مفاصل پلاستیک در پای بقیه ستون ها نیز تشکیل می شود و مفاصل تشکیل شده در تیر ها تغییر شکل بیشتری می دهند .
شکل ۴-۲۳ تشکیل مفصل پلاستیک در قاب و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده (DBE)
با توجه به نتایج بدست آمده ، قاب ۱۲ طبقه PBPD RC SMF دارای عملکرد CP (آستانه فروریزش) می باشد که از عملکرد LS (ایمنی جانی) که قبل از طراحی برای این سطح خطر در نظر گرفته شده بود ضعیف تر می باشد در واقع از لحاظ عملکردی قاب ۱۲ طبقه PBPD RC SMF (DBE) دارای عملکردی ضعیف تر از هدف طراحی می باشد که مطلوب نیست .
منحنی pushover
شکل ۴-۲۴ که منحنی pushover قاب ۱۲ طبقه PBPD RC SMF (DBE) را نشان می دهد میتوان مشاهده کرد که مساحت زیر منحنی push قابل توجه می باشدکه این مساحت نشان دهنده نیاز به انرژی زیاد برای هل دادن قاب می باشد همچنین نمودار با شیب کمی کاهش می یابد که در مقایسه با ساختمان های طرح شده به روش های مرسوم دارای مساحت زیر منحنی بیشتری می باشد که نشان دهنده عملکردی مناسب تر است.

شکل ۴-۲۴ منحنی pushover قاب۱۲ طبقه PBPD RC SMF(DBE)
۴-۳-۳-۲ سطح خطر ۲ (MCE)
ابتدا برای این قاب جابجایی هدف را مطابق Fema 356 محاسبه می کنیم. m ∆=۱٫۸۹۹
در این مورد تشکیل مفاصل پلاستیک از تیر های طبقات پایین و میانی شروع شده که در شکل ۴-۲۵ نشان داده شده است .
شکل ۴-۲۵ شروع تشکیل مفصل پلاستیک در قاب و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده (MCE)
با ادامه push تیرهای طبقات بالاتر نیز وارد ناحیه پلاستیک شده و تیر های طبقات پایینی و میانی که قبلا وارد ناحیه پلاستیک شده بودند تغییر شکل بیشتری دادند، همانطور که در شکل ۴-۲۶ قابل مشاهده است، پس از تسلیم شدن تمامی تیر ها، ستون کناری در پای سازه وارد ناحیه پلاستیک شد .
شکل ۴-۲۶ ادامه تشکیل مفصل پلاستیک در طبقات بالا و پای ستون و میزان کرنش مفاصل تشکیل شده (MCE)

فصل اول
مقدمه
1- فصل اول: مقدمه
1-1- اهمیت موضوع
ارتعاشات اجسام مختلف سالهاست که مورد تحقیق و بررسی پژوهشگران و محققان بالاخص دانشمندان علوم مکانیک، فیزیک و ریاضیات بوده و هست. شناسایی و تحلیل ارتعاشات سیستمهای مکانیکی و به دنبال آن محاسبه فرکانسها و مودهای طبیعی^[1] همواره خود را به صورت یک مسأله مهم در علم مکانیک در راستای طراحی، شناسایی عیوب و کنترل این سیستمها مطرح کرده است. از طرفی تحلیل و بررسی ارتعاشات سیستمهای پیوسته نیازمند اطلاع دقیق از هندسه، خواص فیزیکی و مکانیکی، بارگذاریها، شرایط اولیه و مرزی^[2] حاکم بر سیستم است. این درحالی است که غالباً مدل کردن این پارامترها در قالب یک مسأله ریاضی میتواند بسیار چالش برانگیز و در عین حال بسیار مؤثر و مهم باشد. لذا مدل کردن هرچه دقیقتر و واقعیتر این پارامترها کمک بسیار شایانی در راستای طراحی، کنترل و شناسایی عیوب یک سیستم تلقی میشود.
یکی از این اجزاء، تکیهگاهها^[3] هستند. اصولاً محل اتصال یک سازه به پی و یا سازه دیگر را تکیهگاه گویند. به طور کلی تکیهگاهها را میتوان به دسته های تکیهگاه مفصلی ثابت^[4]، تکیهگاه مفصلی متحرک^[5] (غلطکی)، تکیهگاه گیردار^[6] (صلب)، تکیهگاه فنری یا ارتجاعی^[7] و غیره تقسیمبندی نمود. هر کدام از تکیهگاههای مذکور دارای تعداد درجه آزادی^[8] مشخصی هستند. البته درجات آزادی مورد نظر که برای انواع تکیهگاههای مذکور تعریف شدهاند و در تحلیلها مورد استفاده قرار میگیرند، در حقیقت یک تعریف ایدآل از نوع تکیهگاهها هستند و ممکن است این تکیهگاهها در واقعیت رفتاری متفاوت داشته باشند، که این امر میتواند بر پاسخ سیستم مکانیکی تأثیرات متفاوتی داشته باشد. به همین دلیل در طراحی و تحلیل سیستمهای سازهای توجه به تکیهگاهها و اتصالات و نوع عملکرد آنها امری اجتنابناپذیر به شمار میرود. تکیهگاههای مختلف را توسط اتصالات مختلف از قبیل جوش، پرچ، پین، پیچ، رولر و غیره با ویژگیهای خاص خود در راستای ارضاء نیاز از پیش تعریف شده در سیستمهای مکانیکی متفاوتی از قبیل تیر، ورق، قاب، بال، انواع پوستهها و غیره ساخته و بکار گرفته میشوند.

ازجمله سازه های پرکاربرد در مهندسی، تیرهای یک سر درگیر^[9] (تیرهای طرهای) هستند. اصولاً به تیری طرهای گفته میشود که یک سر آن ثابت (صلب) و سر دیگر آن آزاد باشد و بتواند آزادانه حرکت کند. همانطور که میدانیم در حالت ایدآل دﺭ ﺗﻜﻴﻪﮔﺎﻩ ﺍﻳﻦ ﻧﻮﻉ تیرها ﻫﻴﭻﮔﻮﻧﻪ ﺩﺭﺟﻪ ﺁﺯﺍﺩﻱ ﻭﺟﻮﺩ ﻧﺪﺍﺭﺩ ﺑﻪ ﻋﺒﺎﺭﺕ ﺩﻳﮕﺮ ﺩﺭ ﻣﺤﻞ ﺗﻜﻴﻪﮔﺎﻩ ﺣﺮﻛﺖ ﺍﻧﺘﻘﺎﻟﻲ ﻭ ﭼﺮﺧﺸﻲ^[10] ﻭﺟﻮﺩ ﻧﺪﺍﺭﺩ ﻳﻌﻨﻲ ﻫﺮ ﺩﻭ ﻣﺆﻟﻔﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻜﺎﻥ ﺍﻧﺘﻘﺎﻟﻲ ﻭ ﭼﺮﺧﺸﻲ ﺻﻔﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ.
تیرهای طرهای در صنایع مختلفی چون صنایع نظامی، هوایی، ساختمانی و غیره کاربردهای مهمی دارند. به عنوان مثال بال هواپیما، کاوشگر نیروی اتمی، جرثقیلهای ساختمانی، پلها و غیره میتوانند یک تیر یک سر درگیر محسوب شوند. در شکل (1-1)، برخی از کاربردهای تیر طرهای به تصویر کشیده شده است.

شکل (1-1): کاربردهایی از تیرهای طرهای [1]

واضح است که تکیهگاهها در یک سیستم مکانیکی میزان اتلاف انرژی و انعطافپذیری^[11] آن سیستم را به شدت تحت تأثیر خود قرار میدهند و از آنجایی که میرایی و انعطاف یک سیستم شدیداً بر پاسخ ارتعاشی آن تأثیر میگذارد، ارائه مدلهایی که بتوانند هرچه دقیقتر و واقعیتر میزان آثار نشأت گرفته از قیود را محاسبه کنند، ضروری و اجتناب ناپذیر خواهد بود. همچنین همه مواد دارای مقدار مشخصی میرایی ساختاری^[12] هستند که این مقدار به جنس و ساختار آن ماده وابسته است و میزان این میرایی نیز بسته به جنس ماده و سیستم مورد نظر میتواند تأثیرگذار باشد [1].
1-2- هدف از انجام این پایان‌نامه و مراحل انجام آن
همانگونه که اشاره شد، تحلیل دقیق سیستمهای مکانیکی همچون تیرها نیازمند اطلاع هرچه واقعیتر از برخی پارامترها ازجمله آثار تکیهگاهی و میرایی ساختاری آن سیستم است. از طرفی یکی از مهمترین آثار ناشی از یک تکیهگاه در یک سیستم، میزان اتلاف انرژی و انعطافپذیری نشأت گرفته از آن تکیهگاه در سیستم است. طراحی، تحلیل و بررسی، فرایند کنترل و شناسایی عیوب یک سیستم مکانیکی بدون اطلاع از این پارامترها منجر به نتیجهگیریهای غیرواقعی میشود.
در پایان نامه پیش رو یک تیر یک سر درگیر و تیر دو سر درگیر که پارامترهای تکیهگاهی آنها مجهول است، در نظر گرفته میشود. واضح است که پارامترهای سفتی و میرایی تکیهگاهها در پاسخ ارتعاشی تیرهای مذکور نقش عمدهای ایفا میکنند. در این پایان نامه، هر تکیهگاه ثابت با یک پین^[13] به همراه یک فنر پیچشی خطی^[14] و یک دمپر پیچشی خطی ویسکوز^[15] مدل شده است. پین مذکور تنها اجازه حرکت حول محور عمود بر پین را دارد و بقیه جهات را ثابت میکند. در ادامه تلاش میشود تا این پارامترها با بهره گرفتن از داده های اندازه گیری کرنش^[16] و یا شتاب^[17]، تخمین زده و محاسبه شوند. داده های اندازه گیری به کمک شبیهسازی^[18] در نرم افزار انسیس^[19] فراهم میشوند. در فصلهای بعدی در خصوص این شبیهسازی و روش انجام آن توضیحات بیشتری آورده شده است. همانگونه که اشاره شد، بدست آوردن این پارامترها به روش مستقیم^[20] بسیار مشکل است و بهترین گزینه برای این امر بهره جستن از روش معکوس^[21] است. لذا استفاده از روش های معکوس که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است، میتواند بسیار کارآمد و مناسب باشد. اصولاً یک مسأله معکوس^[22]، یک چارچوب کلی است که برای تبدیل اندازهگیریهای مشاهده شده به اطلاعات مربوط به یک شیء فیزیکی یا یک سیستمی که مورد تحقیق است، مورد استفاده قرار میگیرد. تعریف فوق، یک تعریف کوتاه و مختصری از مسأله معکوس به شمار میرود. در فصلهای بعدی به طور مفصل به توضیح در خصوص روش معکوس پرداخته خواهد شد.
فصل دوم
مروری بر مطالعات پیشین
2- فصل دوم: مروری بر مطالعات پیشین
2-1- مقدمه
در این فصل به بررسی تاریخچه تحقیقات انجام گرفته در زمینه های ارتعاشات تیرهای طرهای، استفاده از روش معکوس در حل مسائل مختلف مکانیکی، استفاده از فنر و دمپر برای مدل کردن پارامترهای مختلف و شناسایی پارامترهای اتصالات مورد استفاده در تکیهگاهها از قبیل پیچها پرداخته میشود.
2-2-تاریخچه ارتعاشات تیرها
کاربرد وسیع تیرهای طرهای در صنایع مختلف بر کسی پوشیده نیست. تاریخچهای بسیار غنی در زمینه ارتعاشات تیرها وجود دارد و در طول دهه های گذشته تحقیقات بسیاری بر روی این سازه پرکاربرد صورت گرفته است. ارورا^[23] و همکاران [1] با بهره گرفتن از روش پهنای باند نیمهتوانی^[24] ضریب میرایی ساختاری را برای تیرهای آلومینیومی، برنجی و فولادی بدست آوردند. آنالیز ارتعاشی یک تیر دوار یکی از موضوعات مهم و خاص در مهندسی مکانیک به شمار میرود. رضایی و حسن نژاد [2] معادلات تحلیلی جدیدی را برای یک تیر ترکدار با تکیهگاههای ساده ارائه دادهاند. آنها با در نظر گرفتن یک مدل غیرخطی، معادلات حرکت یک تیر ترکدار را براساس مدل اغتشاشی^[25] بدست آوردند. آنان همچنین نتایج حاصله از این معادلات را با نتایج آزمایشگاهی و عددی مقایسه کردند. لیائو لیانگ^[26] و همکاران [3] ارتعاشات آزاد و کمانش الاستیک یک تیر ساخته شده از مواد مدرج تابعی^[27] حاوی ترک لبهباز را با بهره گرفتن از تئوری تیر تیموشینکو^[28] مورد مطالعه قرار دادهاند. در این پژوهش ترک به وسیله یک فنر پیچشی بدون جرم مدل شده است. میشل و موترشید^[29] [4] روشی برای محاسبه سختی مجهول در اتصال صلب با بهره گرفتن از معادلات متشکل از یک مدل تفاضل محدود و همچنین با بهره گرفتن از توابع پاسخ اندازه گیری شده پیشنهاد دادهاند. روش ارائه شده توسط آنها میتواند برای محاسبه خطای اتصالات در مدل تفاضل محدود بکار رود. لی^[30] [5] یک روش ساده و یکپارچه برای آنالیز ارتعاشی یک تیر با تکیهگاه کلی ارائه داده است. نتیجه مهم در این مقاله این است که نه تنها همیشه میتوان جابجایی تیر را به وسیله سری فوریه بسط داد، بلکه با این کار سرعت همگرایی افزایش مییابد. جینسو و ژیانگ^[31] [6] نشان دادند که چگونه میتوان میرایی وابسته به ماده را در یک آنالیز گذرای دینامیکی در نرم افزار انسیس مشخص کرد. در این مقاله یک تیر طرهای ساده با گزینه میرایی متغیر در انسیس مدل شده است. در همین راستا پراساد و سشو^[32] [7] نتایج حاصل از آنالیز مودال آزمایشگاهی از یک تیر با جنسهای مختلف نظیر فولاد، برنج، مس و آلومینیوم را ارائه دادهاند. آنها این تیرها را به وسیله یک چکش ضربه^[33] به ارتعاش درآورند و توابع پاسخ فرکانسی را در جهت شناسایی فرکانسهای طبیعی، میرایی و شکل مودها بدست آورند.
2-3-تاریخچه تحلیل معکوس
نخستین بار در سال 1923 در تحقیقاتی که توسط هادمارد^[34] صورت گرفت به مفهوم بدنهادگی^[35] و نبود جواب یکتا در بسیاری از مسائل معکوس اشاره شد [8]. اما از چند دهه پیش تعریف و تحلیل مسائل معکوس در رشته های مختلف مهندسی و غیرمهندسی آغاز گردیده است و هم اکنون نیز تحقیقات در این زمینه ادامه دارد. در ابتدا، مسائل معکوس در حوزه انتقال حرارت مورد توجه بوده و پس از آن به حوزه های دیگر علمی و مهندسی نیز گسترش یافت.
مسائل معکوس در انتشار موج یکی از اولین مسائل معکوس در مهندسی مکانیک به شمار میرود [9]. لیو و هان^[36] [10] در کتاب خود مفصلاً به بحث درباره رویکردهایی برای فرمولبندی^[37] مسائل معکوس، فرآیندهای تحلیل معکوس و تکنیکهای عددی پرداختهاند. بسیاری از مسائل معکوس مهندسی با بهره گرفتن از تکنیکهای مذکور در این کتاب فرمولبندی و پیشنهاد شدهاند و بسیاری از موضوعات مهم مربوط به مسائل معکوس با بهره گرفتن از مثالهای ساده، شرح داده شدهاند. در این کتاب همچنین روشهایی برای کار کردن با چنین موضوعاتی ارائه شده است. محققان و پژوهشگران با بهره گرفتن از این روشها به حل مسائل معکوس در حوزه مهندسی مکانیک پرداختهاند و میپردازند. در اینجا به تعدادی از مطالعات و پژوهشهایی که صورت گرفته است، میپردازیم:
2-3-1-شناسایی معکوس بارهای ضربهای
از نخستین بررسیهای انجام گرفته در زمینه تخمین بارهای دینامیکی میتوان به مقاله گودیر^[38] و همکاران [11] اشاره کرد. در این مقاله توزیع زمانی نیروی عمودی وارد به یک نیمصفحه با بهره گرفتن از یک معادله انتگرالی که از پاسخ سازه در نقاطی دور از محل اعمال نیرو استفاده میکرد، بدست آمده است. در سلسله مقالاتی که توسط دویل^[39] [14-12] ارائه شده است، ضربه عرضی وارد به تیرها و ورق شناسایی شده است. وی در آزمایشات خود از کرنشسنج^[40] برای خواندن پاسخ در نقاط تعیین شده استفاده کرده است. هلندسورث و بازبی^[41] [15] شتاب تیر یک سر گیردار را در بازه زمانی 40 میکروثانیه اندازه گیری کرده سپس با بهره گرفتن از سرعت در الگوریتم معکوس، ضربه وارد به تیر را محاسبه کردند. اینو^[42] و همکاران [16] مقدار و جهت ضربه اعمالی بر یک تیر با تکیهگاه ساده را در فضای سه بعدی محاسبه کردند، کمیت اندازه گیری شده در این بررسی، کرنش بوده است. زارع و همتیان [17] بارهای اعمالی به یک ورق کامپوزیتی را با بهره گرفتن از مقادیر کرنش افقی به عنوان کمیت اندازه گیری محاسبه نمودند. همتیان و همکاران [18] همین مسأله را در حالت غیرخطی نیز تحلیل کردند. کاظمی و همتیان [19] یک روش معکوس برای شناسایی مکان و توزیع زمانی یک تک نیروی ضربهای الاستیک را براساس پاسخهای سازهای زمانمند، ارائه دادهاند.
2-3-2-شناسایی معکوس ثابتهای مواد
میگنوگنا^[43] با بهره گرفتن از سرعت امواج ماوراصوت به عنوان داده های رفتار سازه، به محاسبه ثوابت الاستیک بسیاری از کامپوزیتهای ناهمسانگرد پرداختهاند. سوارس^[44] و همکاران [22] یک تکنیک برای پیشبینی خواص مکانیکی ورقهای کامپوزیتی با بهره گرفتن از فرکانسهای ویژه، پاسخ محاسبات مقادیر ویژه عددی، تحلیل حساسیت^[45] و بهینه سازی ارائه دادهاند. برخی از محققان از روش معکوس مبتنی بر روش المان محدود و اندازهگیریهای استاتیکی و یا اندازهگیریهای دینامیکی برای شناسایی ثوابت الاستیکی استفاده کردهاند. برخی دیگر از محققان نیز از روش المان مرزی برای شناسایی ثوابت مواد بهره گرفتهاند [29-27]. همتیان و همکاران [30] یک تکنیک معکوس مبتنی بر روش المان مرزی و آزمایشات الاستواستاتیک برای شناسایی ثوابت الاستیکی مواد دو بعدی اورتوتروپیک و ناهمسانگرد کلی ارائه دادهاند.
2-3-3-مسائل شناسایی ترک و عیوب
شناسایی ترک و عیوب یک دسته مهم از مسائل معکوس با اهمیت کاربردی آشکار است. در طول سه دهه گذشته شناسایی ترک در ماشینها و قطعات سازهای مورد توجه فراوان قرار گرفته است. لیو و لام^[46] [31] و لام و همکاران [32] از روش المان نواری برای مشخص نمودن ترکهای عمودی و افقی در لمینیتهای ناهمسانگرد استفاده کردهاند. لاو و لو^[47] [33] یک روش حوزه زمانی^[48] که در آن پارامترهای یک ترک در یک عضو سازهای به وسیله اندازهگیریهای کرنش و جابجایی بدست آمده است، پیشنهاد دادهاند. در تحقیق آنها، ترک به عنوان یک ترک باز گسسته که به لحاظ ریاضی به وسیله تابع دلتای دیراک^[49] مدل شده است، لحاظ گردیده است. آنان در تحلیل معکوس خود از روش بهینه سازی همراه با هموارسازی برای شناسایی ترکها استفاده کردهاند. لهله و مایتی^[50] [34] به هر دو روش مستقیم و معکوس به حل یک تیر تیموشینکو با مقطع عرضی مستطیلی و با یک ترک باز پرداختهاند. تیر مذکور تنها از طرف یکی از سطوح متقارن ارتعاش میکند. آنها همچنین ترک را با یک فنر پیچشی مدل کردهاند. لیو و چن^[51] [37-35] نیز چندین تکنیک معکوس محاسباتی برای یافتن عیوب در سازه های ساندویچی ارائه دادهاند.
2-4-تاریخچه کاربرد فنرها و دمپرها
محققان زیادی از فنر برای مدل کردن پارامترهای مختلف بهره جستهاند. در برخی از موارد برای شناسایی وجود ترک و میزان تأثیری که ترک در کاهش سفتی یک تیر دارد، ترک به عنوان یک فنر پیچشی خطی بدون جرم مدل شده است [38]. ژو^[52] و همکاران [39] براساس تئوری مکانیک شکست و به صورت تحلیلی مقدار ثابت فنر خطی معادل را با طول ترک در تیر مرتبط کردهاند. هیستی و اشپرینگر^[53] [40]، یک المان تیر را برای استفاده در کدهای المان محدود توسعه دادهاند. ترک به عنوان یک فنر خطی برای ارتعاشات محوری و به عنوان یک فنر پیچشی برای ارتعاشات خمشی تیر شبیهسازی شده است. این مدل برای تیرها با تکیهگاه ساده ، تیرهای طرهای [43] و تیرهای دو سر آزاد [44] نیز بکار رفته است. نارکیس^[54] [41] با بهره گرفتن از تحلیل معکوس به شناسایی ترک در تیرهای یکنواخت با تکیهگاههای ساده تحت ارتعاشات خمشی و محوری پرداخته است. وی از دو فرکانس طبیعی اول تیر استفاده کرده است. لی و ان جی^[55] [42] با بهره گرفتن از اندازه گیری شکل مودها و فرکانسهای طبیعی یک تیری که دارای ترک عرضی است، با بهره گرفتن از روش ریلی-ریتز^[56] به شناسایی ترک پرداخته است. در مدل آنها تیر به دو قسمتی که توسط یک فنر پیچشی متصل هستند، تقسیم شده است. بامنیوس و تروچیدس^[57] [43] به بررسی تأثیر ترک عرضی سطحی بر رفتار دینامیکی تیرهای طرهای پرداختهاند. آنها با توجه به نتایج تحلیلی و تجربی خود، یک ارتباطی را بین تغییر در فرکانسهای طبیعی و امپدانس مکانیکی^[58] تحت اثر محل و اندازه ترک برای ارتعاشات موجی فراهم آوردهاند. بولتزار^[59] و همکاران [44] فرآیندی را برای شناسایی محل ترک در تیرهای یکنواخت دو سر آزاد^[60] تحت ارتعاشات موجی^[61] ارائه دادهاند. شکاف عرضی تیر با یک فنر خطی معادل که دو قسمت تیر را به هم وصل میکند، مدل شده است. آنها با بهره گرفتن از تغییر در فرکانسهای طبیعی تیر و با کمک روش معکوس به شناسایی ترک پرداختهاند. لهله و مایتی [34] نیز وجود ترک را به وسیله یک فنر پیچشی در تیر ترک دار اویلر برنولی^[62] مدل کردهاند. لویا^[63] و همکاران [45] فرکانسهای طبیعی برای ارتعاشات خمشی^[64] تیرهای ترکدار تیموشینکو^[65] با تکیهگاههای ساده را بدست آوردهاند. آنان تیر را با دو قطعه که به وسیله دو فنر بدون جرم که یکی از آنها فنر کششی^[66] و دیگری فنر پیچشی است، مدل کردهاند.
برخی از محققان نیز از فنر برای مدل کردن تکیهگاهها و اتصالات بهره جستهاند. سیلوا^[67] و همکاران [46]، با بهره گرفتن از فنر و با بکارگیری آن در تکیهگاه روتور به ارائه یک مدل صحیح از خواص آن پرداختهاند. آنها برای این هدف، شفت دوار را با یک تیر با تکیهگاه الاستیک (تکیهگاهی که در آن فنر بکار رفته است) که در راستای طول آن تعداد محدودی جرم متمرکز قرار دارد، مدل کردهاند. آنها در مقاله خود با مقایسه کردن نتایج تجربی و مدل پیشنهادی خود، به این نتیجه رسیدهاند که استفاده از سختی الاستیک پیچشی برای مدل کردن رفتار دینامیکی تکیهگاه بسیار مناسب و دقیق است. آنها همچنین داده های خود را از فرکانسها و مودهای طبیعی تشکیل دادهاند. دروسا^[68] و همکاران [47] رفتار تکیهگاههای تیر در برابر چرخش و حرکت انتقالی را به صورت الاستیک مدل کردهاند. بنابراین این مدل میتواند تمامی شرایط تکیهگاهی رایج یک تیر را نیز پوشش دهد.
استفاده از فنر-دمپر برای مدل کردن برخی پارامترها نیز رایج است. همانطور که میدانیم بسیاری از سازه های مکانیکی از سازه های کوچکتر که به وسیله اتصالاتی چون پیچ به یکدیگر متصل شدهاند، تشکیل شدهاند. در بسیاری از تحقیقات خواص سفتی و میرایی این اتصالات نادیده گرفته شدهاند. این در حالی است که برای داشتن یک تحلیل دینامیکی دقیق، ابتدا بایستی خواص اتصالات شناسایی شوند. یوشیمورا^[69] یک سری از پیشنهادات تجربی برای اندازه گیری پارامترهای دینامیکی و مقادیر سفتی و میرایی اتصالات ساخته شده از پیچها و جوشها و همچنین اتصالات بکار رفته در ابزارها و ماشینهای مکانیکی ارائه داده است. پارامترهای مودال اندازه گیری شده نیز در تعدادی از تحقیقات پیشین برای شناسایی پارامترهای سازهای اتصالات مورد استفاده قرار گرفته است . برای مثال، اینامورا و ساتا^[70] [52] روندی را برای شناسایی پارامترهای سازهای اتصالات با بهره گرفتن از تمامی مقادیر ویژه و شکل مودها ارائه دادهاند. یوان و وو^[71] [53] و کیم^[72] و همکارانش [54] با بهره گرفتن از یک مدل المان محدود فشرده شده^[73] و برخی از شکل مودها به شناسایی خواص سفتی و میرایی اتصالات پرداختهاند. این روشها نیازمند پارامترهای مودال دقیق هستند. این در حالی است که اندازه گیری این پارامترها مخصوصاً در مواردی که میرایی بالایی وجود داشته باشد، بسیار مشکل است. برای غلبه بر این مشکل بسیاری از محققین، توابع پاسخ فرکانسی را برای محاسبه پارامترهای اتصالات پیشنهاد دادهاند . ابراهیم و پتیت^[74] [57] به طور مفصل به مرور تاریخچه مربوط به استفاده و مدل کردن اتصالاتی همچون پیچ پرداختهاند. آنها در مقاله خود به مرور مدلهایی که برای مدل کردن اتصالات شامل پیچها و دیگر اتصالات مورد استفاده و تحلیل قرار گرفته است، پرداختهاند. در این مقاله به طور مفصل به تحقیقات انجام شده در زمینه مدل کردن پارامترهای اتصالات (سفتی و میرایی) اشاره شده است.
یک تحلیل و طراحی مناسب از سیستمهای سازهای به دو عامل صلب بودن اتصالات و ایدآل بودن آنها وابسته است. اما واضح است که ساختن اتصالات ایدآل ممکن نیست و یا بسیار مشکل است. در نتیجه اتصالات موجود نمیتوانند در عمل رفتار اتصالات ایدآل را ارائه دهند . بنابراین شناسایی خواص اتصالات و تکیهگاهها یک امر مهم و ضروری برای پیشبینی پارامترهای دینامیکی سیستمهای مکانیکی از قبیل ابزارها و ماشینهای دینامیکی ، سازه های فضایی و بسیاری از سیستمهای سازهای دیگر به شمار میرود.
گوئل^[75] [63] ارتعاشات عرضی تیرهای مخروطی خطی^[76] که در هر دو تکیهگاه آن فنر پیچشی قرار دارد را بررسی کرده است. وی نتایج را برای سه فرکانس اول با مقادیر نسبی سفتی مختلف (نسبت سفتی فنر به سفتی تیر) و نسبتهای مخروطی^[77] مختلف ارائه داده است. وی همچنین ارتعاشات یک تیر با یک جرم اضافی که در یک نقطه دلخواه قرار دارد و تکیهگاههای آن با فنر پیچشی مدل شده است را با بهره گرفتن از تبدیل لاپلاس^[78] بررسی نموده است [64]. ساتو^[79] [65] تأثیر نیروی محوری را بر ارتعاشات عرضی و کمانش^[80] تیرهای مخروطی خطی که در هر دو تکیهگاه آن فنر پیچشی قرار دارد را بررسی کرده است. جونز^[81] و همکاران [66] به تحلیل قابها با اتصالات نیمهصلب^[82] پرداختهاند. آنها همچنین به بررسی داده های تجربی در دسترس بر روی اتصالات نیمهصلب و روشهایی برای مدل کردن اینگونه اتصالات نیز پرداختهاند. مدل فنر معادل برای توصیف رفتار این تکیهگاهها در این مقاله مورد توجه قرار گرفته است. در ده های اخیر نیز محققین زیادی از فنر برای مدل کردن تکیهگاه تیرها با مقاطع مختلف استفاده کردهاند [72-67].