بررسی اثر تغییرات پارامترهای هندسی بر کارایی نازل همگرا- واگرا

اختصاصی از فی موو بررسی اثر تغییرات پارامترهای هندسی بر کارایی نازل همگرا- واگرا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایان نامه بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی(همراه با جداول شکل ها و محاسبات)

اختصاصی از فی موو پایان نامه بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی(همراه با جداول شکل ها و محاسبات) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل:word  (قابل ویرایش)

تعداد صفحات :138

فهرست مطالب :

فصل اول:
1-1- مقدمه 2
1-2- شکل پذیری سازه ها 4
1-3- مفصل و لنگر پلاستیک 5
1-4- منحنی هیستر زیس و رفتار چرخه ای سازه ها 6
1-5- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی در سیستمهای سازه ای 7
1-6- ضریب شکل پذیری 8
1-7- ضریب کاهش نیروی زلزله در اثر شکل پذیری سازه 9
1-8- ضریب اضافه مقاومت 10
1-9- ضریب رفتار ساختمان 10
1-10- ضریب تبدیل جابجایی خطی به غیر خطی 12
1-11- سختی 12
1-12- مقاومت 12
1-13- جمع بندی پارامترهای کنترل کننده 12
فصل دوم : 
2-1-1- قاب فضایی خمشی 14
2-1-2- تعریف سیستم قاب صلب خمشی 14
2-1-3- رفتار قابهای خمشی در برابر بار جانبی 15
2-1-4- رابطه بار – تغییر مکان در قابهای خمشی 16
2-1-5- رفتار چرخه ای قابها 16
2-1-6- شکل پذیری قابهای خمشی 16
2-1-7- مفصل پلاستیک در قابهای خمشی 17
2-1-8- مشخص کردن لنگر پلاستیک محتمل در مفصل پلاستیک 18
2-1-9- کنترل ضابطه تیر ضعیف – ستون قوی 18
2-1-10- چشمه اتصال 19
2-1-11- اثرات چشمه اتصال بر رفتار قاب خمشی 19
2-1-12- طراحی چشمه اتصال 19
2-1-13- اثرات نامعینی 20
2-2-1- سیستم مهاربندی همگرا 20
2-2-2- پاسخ رفت و برگشتی مهاربندهای فولادی 21
2-2-3- ضریب کاهش مقاومت فشاری مهاربند 23
2-2-4- رفتار لرزه ای قابهای فولادی با مهاربندی ضربدری 23
2-2-5- رفتار کششی تنها 24
2-2-6- رفتار کششی – فشاری 24
2-2-7- تاثیر ضریب لاغری در رفتار قاب با مهاربندی همگرا 24
2-2-8- سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربندی همگرا 25
2-3-1- سیستم مهاربندی واگرا 25
2-3-2- سختی و مقاومت قاب 26
2-3-3- زمان تناوب قاب 27
2-3-4- مکانیزم جذب انرژی 27
2-3-5- نیروها در تیرها و تیر پیوند 29
2-3-6- تعیین مرز پیوندهای برشی و خمشی 30
2-3-7- تسلیم و مکانیزم خرابی در تیر پیوند 31
2-3-8- اثر کمانش جان تیر پیوند 31
2-3-9- مقاومت نهایی تیر پیوند 32
2-4-1-سیستم جدید قاب با مهاربندی زانویی 32
2-4-2- اتصالات مهاربند – زانویی 35
2-4-3- سختی جانبی الاستیک قابهای KBF 35
2-4-4- اثر مشخصات اعضاء بر سختی جانبی ارتجاعی سیستمهای KBF 37
2-4-5- رفتار غیر خطی مهاربند زانویی تحت بار جانبی 37
فصل سوم : 
3-1- مقدمه 41
3-2- مشخصات کلی ساختمان 41
3-3- بارگذاری جانبی 44
3-3-1- بارگذاری ثقلی 44
3-3-2- بارگذاری جانبی 45
3-4- تحلیل قابها 46
3-5- طراحی قابها 48
3-5-1- کمانش موضعی اجزاء جدار نازک 48
3-5-2- کمانش جانبی در تیرها و کمانش جانبی – پیچشی در ستونها 50
3-6- طراحی قابهای TKBF 53 
3-7- طراحی اعضای زانویی 54
3-8- طراحی تیرها و ستونها 55
3-9- طراحی اعضای مهاربندی 55
3-10- طراحی قابهای EBF 55
3-11- طراحی قابهای CBF 55
3-12- نتایج طراحی مدلها 56
3-12-1- سیستم TKBF + MRF 56
3-12-2-سیستم EBF + MRF 57
3-12-3- سیستم CBF + MRF 57
3-13- کنترل مقاطع انتخابی با قسمت دوم آئین نامه AISC 58
3-13-1- کنترل کمانش موضعی 58
3-13-2- کنترل پایداری جانبی اعضای زانویی 58
3-14- بررسی رفتار استاتیکی خطی سیستمهای KBF و EBF و CBF و مقایسه آنها با یکدیگر 58
3-14-1- مقایسه تغییر مکان جانبی مدلها 59
3-14-2-مقایسه پربود طبیعی مدلها 59
3-14-3- بررسی نیروپذیری المانهای زانویی در قابهای TKBF 60
3-14-4- بررسی نیروهای داخلی ایجاد شده در تیر کف 61
3-14-5- بررسی نیروی فشاری در اعضای قطری 63
3-15- بررسی اثر پارامترهای هندسی قاب روی سختی سیستمهای KBF 63
3-15-1- بررسی اثر و بر سختی ارتجاعی سیستمهای TKBF 64
3-16- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی 81
3-16-1-معادلات تعادل دینامیکی 81
3-16-2- مشخصات دینامیکی قابهای مورد مطالعه 82
3-16-3- شتاب نگاشتهای اعمالی 83
3-16-4-نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی 92
فصل چهار م : 
4-1- نتایج 96
4-2- ضوابط طراحی زانویی 97
4-3- پیشنهادات 99
پیوست 1 100
پیوست 2 107
پیوست 3 111
مراجع 118
فهرست شکلها 
فصل اول : 
شکل 1-1- قابهای مقاوم خمشی 2
شکل 1-2- قاب با مهاربند هم محور 2
شکل 1-3- نمونه هایی از قابهای خارج از مرکز 3
شکل 1-4- قاب با مهاربند زانویی 3
شکل 1-5- منحنی ایده آل و واقعی نیرو – تغییر مکان یک سیستم 4
شکل1-6- تیر دو سر مفصل تحت اثر بار افزایشی 5
شکل 1-7- منحنی نیرو – جابجایی وسط دهانه تیر 5
شکل 1-8- نمودار تغییرات کرنش در یک مقطع تحت اثر خمش 6
شکل 1-9- منحنی واقعی کرنش – کرنش فولاد 6
شکل 1-10- منحنی هیسترزیس ایده آل و دو منحنی دارای زوال 6
شکل 1-11- رفتار سازه ها تحت بار دوره ای 7
شکل 1-12- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی ایده آل سیستمهای مقاوم ساختمانی 8
شکل1-13- طیف بازتاب ارتجاعی و غیر ارتجاعی با شکل پذیری ثابت 9
شکل 1-14- تعریف پارامترهای غیر خطی 10
فصل دوم : 
شکل 2-1- تغییر شکل قاب صلب خمش 14
شکل 2-2- تغییر شکل قاب خمشی 15
شکل 2-3- روابط بار – تغییر مکان برای قاب خمشی تحت بار ثقلی 16
شکل 2-4- روابط بار – تغییر مکان قابهای خمشی پرتال 16
شکل 2-5- روابط شکل پذیری برای قاب خمشی پرتال 17
شکل 2-6- مد گسیختگی و تشکیل طبقه نرم 18
شکل 2-7- چشمه اتصال 19
شکل 2-8- حلقه های هیسترزیس قاب مهاربندی همگرا 21
شکل 12-9- رفتار رفت و برگشتی عضو قطری مهاربند 22
شکل 2-10- تصویر عضو بادبندی در نواحی مختلف دیاگرام شکل2-9- 22
شکل 2-11- تغییر شکل غیر متقارن قابهای با بادبندی همگرا 23
شکل 2-12- منحنی های هیستر زیس بادبندهای با رفتار فقط کششی 24
شکل 2-13- نمونه ای از منحنی های هیسترزیس سیستم با بادبندی فشاری – کششی 25
شکل 2-14- نمونه هایی از قاب های خارج از مرکز 25
شکل 2-15- اثر تغییر طول تیر پیوند بر سختی قاب 26
شکل2-16- ارتباط مقاومت نهایی با نسبت 27
شکل2-17- ارتباط زمان تناوب اصلی با نسبت 27
شکل 2-18- مکانیسم های جذب انرژی در سیستم های خمشی و واگرا 28
شکل 2-19- تغییرات دوران خمیری مورد نیاز با نسبت 29
شکل2-20- نیروهای موجود در تیر پیوند قاب واگرا 30
شکل2-21- نیروهای موجود در تیر رابط 30
شکل 2-22-انواع قابها با مهاربند زانویی 33
شکل 2-23- دو نمونه از اتصال بادبند به زانویی 35
شکل 2-24-انواع قابهای KBF 36
شکل 2-25- قاب دارای مهاربند زانویی 37
شکل 2-26- روند تشکیل مفاصل خمیری قابها تحت تاثیر زلزله نوغان 38
فصل سوم : 
شکل 3-1- قاب TKBF 41
شکل 3-2- پلان محوربندی 42
شکل 3-3- سیستم TKBF+MRF 43
شکل 3-4- سیستم EBF+MRF 43
شکل 3-5- سیستم CBF+MRF 44
شکل 3-6- خلاصه بارگذاری 46
شکل 3-7- نیروی محوری در عضو مهاربندی و عضو زانویی 47
شکل 3-8- نیروی برشی در عضو زانویی 47
شکل 3-9- لنگر خمشی در عضو زانویی 47
شکل 3-10- کمانش موضعی قوطیهای جدار نازک 48
شکل 3-11-نمودار لنگر- انحنا برای تیرستونهای H با نسبت عرض به ضخامت متفاوت 49
شکل 3-12- نمودار پسماند تیرستونهای فولادی H با نسبتهای مختلف عرض به ضخامت 49
شکل3-13- نمونه رفتا رلنگر – تغییر شکل برای تیرهای I تحت لنگر یکنواخت با نسبت مختلف 50
شکل 3-14- نمودار لنگر – انحنا برای تیرهای I با نسبت مختلف 51
شکل3-15- نمودار لنگر – انحنای تیرهای I با نسبت مختلف تحت لنگر متغیر 51
شکل 3-16- نمونه رفتار تیرستون بال پهن تحت نیروی محوری و لنگر خمشی هنگامیکه حالت تسلیم غالب باشد 52
شکل 3-17- رفتار تیرستونهای بال پهن که در صفحه عمود بر محور قوی ناپایدار گردیده‌اند 53
شکل 3-18- روابط تجربی لنگر – زاویه دوران تیرستونها در معرض ناپایداری جانبی – پیچشی 53
شکل3-19- نمونه قاب TKBF 65
شکل 3-20- نمونه قاب CBF 66
شکل 3-21- نمونه قاب EBF 66
شکل 3-22- نمونه قاب MRF 66
شکل 3-23- نمونه قاب EBF با برون محوری روی ستون 66
شکل 3-24- نمونه قاب TKBF 67
شکل 3-25- نمونه قاب 67
شکل 3-26- رویه برای نسبت 69
شکل 3-27- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF 69
شکل 3-28- رویه برای نسبت 71
شکل 3-29- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF 71
شکل 3-30- رویه برای نسبت 73
شکل 3-31- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF 73
شکل 3-32- رویه برای نسبت 75
شکل 3-33- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF 75
شکل 3-34- رویه برای نسبت 77
شکل 3-35- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF 77
شکل 3-36- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF 79
شکل 3-37- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF 79
شکل 3-38- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF 80
شکل 3-39- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF 80
شکل 3-40- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF 81
شکل3-41- نمودار شتاب مولفه طولی ( N16w ) زلزله 25 شهریور 1375 طبس 90
شکل3-42- نمودار شتاب مولفه طولی زلزله 17 فروردین 1356 ناغان 92
شکل 3-43- نمودار تغییر مکان – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله طبس 93
شکل 3-44- نمودار برش پایه – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله طبس 93
شکل 3-45- نمودار تغییر مکان – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله ناغان 94
شکل 3-46- نمودار برش پایه – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله ناغان 94
فصل چهارم 
شکل 4-1- نمودار ابعاد هندسی بهینه جهت اثر توام سختی و شکل پذیری برای انواع مختلف قاب TKBF 96
-1- مقدمه:
سختی و شکل‌پذیری دو موضوع اساسی در طراحی ساختمانها در برابر زلزله‌اند. ایجاد سختی و مقاومت به منظور کنترل تغییرمکان جانبی و ایجاد شکل پذیری برای افزایش قابلیت جذب انرژی و تحمل تغییرشکلهای خمیری اهمیت دارند. در طراحی ساختمانهای فولادی مقاوم در برابر زلزله، استفاده از سیستمهای قابهای مقاوم خمشی MRF ، قابهای با مهاربند همگرا CBF و قابهای با مهاربند واگرا EBF رایج است. 
قابهای مقاوم خمشی MRF ، شامل ستونها و تیرهایی است که توسط اتصالات خمشی به یکدیگر متصل شده‌اند. سختی جانبی این قابها به سختی خمشی ستونها، تیرها و اتصالات در صفحه خمش بستگی دارد. در طراحی این قابها فلسفه تیر ضعیف و ستون قوی حاکم است. این امر ایجاب می‌کند که تیرها زودتر از ستونها تسلیم شوند و با شکل پذیری مناسب خود، انرژی زلزله را جذب و مستهلک کنند و اتصالات دربارهای حدی با شکل ‌پذیری غیرارتجاعی مناسب خود، قابلیت تحمل تغییر شکلهای خمیری را بالا ببرند.این قابها دارای شکل پذیری مناسب ولی سختی جانبی کمتری هستند(شکل1-1 ). 
شکل 1 – 1 – قابهای مقاوم خمشی [1]
قابها با مهاربند همگرا CBF ، در برابر زلزله از نظر سختی، مقاومت و کنترل تغییرمکانهای جانبی در محدوده خطی دارای رفتار بسیار مناسبی‌اند، ولی در محدوده غیرارتجاعی به علت سختی جانبی مهاربندها، قابلیت جذب انرژی کمتری دارند و در نتیجه دارای شکل پذیری کمتری‌اند. قابهای با مهاربند همگرا شکلهای مختلفی دارند که در آئین نامه 2800 ایران برخی از آنها معرفی شده است. در این قابها برش وارده در ابتدا توسط اعضای قطری جذب شده و سپس مستقیماً به نیروی فشاری و کششی تبدیل شده و به سیستم قائم انتقال می‌یابند (شکل 1-2 ) .
شک 1-2 - قاب با مهار بند هم محور [1
در قابهای با مهاربند واگرا EBF ، عضو قطری بصورت برون محور به تیر کف متصل می‌گردد. در محل اتصال تیر و ستون و مهاربند مقداری خروج از مرکزیت ایجاد می‌شود به نحوی که تیر رابط توانایی تحمل تغییر شکلهای بزرگ را داشته باشد و همانند فیوز شکل پذیر عمل کنند (شکل 1-3 ).
شکل 1-3 - نمونه‌هایی از قابهای خارج از مرکز [2]
لذا یکی از اهداف اصلی در طراحی این قابها در برابر زلزله، جلوگیری از کمانش مهار بندها از طریق بوجود آمدن مفاصل پلاستیک برشی و خمشی در تیرهای رابط می‌باشد. قابهای با مهاربند واگرا از قابلیت هر دوی قابهای مقاوم خمشی و قابهای با مهاربند همگرا بهره گرفته‌اند و بنابراین سختی و شکل پذیری مناسب را به صورت توام تامین می‌کنند. تعیین صحیح طول تیرهای رابط و طراحی مناسب آنها بسیار حائز اهمیت‌اند. اگرچه قابهای EBF دارای رفتار بسیار مناسبتری‌اند، ولی با تسلیم تیر رابط در اثر بارهای زلزله، خسارات جدی به کف وارد خواهد شد و چون این عضو به عنوان یک عضو اصلی سازه‌ای محسوب می‌شود، ترمیم سازه نیز مشکل خواهد بود. این موضوع و گسترش مفاصل پلاستیک به تیرها و سپس به ستونها در قابهای EBF ، تمایل به یافتن سیستمهای جدید مقاوم در برابر زلزله با رفتار مناسبتر از لحاظ شکل پذیری و سختی جانبی را افزایش می‌دهد. در این راستا تلاشهای صورت گرفته ، منجر به پیشنهاد سیستمی به نام مهاربند زانویی KBF شده است [ 3 ] ( شکل1-4 ) .
در این سیستم وظیفه تامین سختی جانبی به عهده مهاربند قطری بوده که حداقل یک انتهای آن به جای اتصال به محل تلاقی تیر و ستون، به میان یک عضو زانویی متصل است و دو انتهای این عضو زانویی به تیر و ستون اتصال دارد. 
شکل 1-4 – قاب با مهاربند زانویی
در واقع با وارد آمدن نیروی مهاربند به این عضو، سه مفصل پلاستیک در دو انتها و محل اتصال آن به مهاربند تشکیل می‌گردد و باعث جذب و استهلاک انرژی زلزله خواهد شد. از آنجا که در این سیستم پیشنهادی، مهاربندهای قطری برای عدم کمانش طراحی نمی‌گردند، رفتار آن تحت بار رفت و برگشتی، بسیار شبیه رفتار سیستم مهاربند ضربدری یا همگرا بوده و منحنی رفتار هیسترزیس آن به صورت ناپایدار و نامنظم بوده و سطح خالص زیر منحنی، کاهش می‌یابد. بنابراین قادر به جذب انرژی زیادی نیست. 
به همین دلیل در تکمیل این سیستم پیشنهاد گردید [4] تا همانند مهاربند واگرا EBF ، عضو مهاربندی برای عدم کمانش و تسلیم، طراحی گردد. در این صورت می‌توان تنها از یک عضو مهاربندی استفاده کرد. 
هدف نهایی در طرح و کاربرد این سیستم این است که در پایان زلزله وارده، تنها عضو زانویی دچار تسلیم و خرابی شده باشد و قاب و مهاربند آن همچنان ارتجاعی مانده و دچار کمانش یا تسلیم نگردیده باشد تا بتوان تنها با تعویض عضو زانویی، مجدداً سیستم را مورد استفاده قرار داد. 
در ادامه برخی از مفاهیم لرزه‌ای و همچنین سیستمهای مختلف مهاربندی جانبی سازه‌ها با بیان ویژگیهای آنها به طور مختصر بیان خواهد شد. سپس به بررسی بیشتر سیستم مهاربندی جانبی زانویی خواهیم پرداخت و بهترین نمودار برای ابعاد هندسی این سیستم که سختی و شکل‌پذیری توام را نتیجه دهد، معرفی خواهیم نمود. 
1-2 – شکل‌پذیری سازه‌ها:
بطور معمول می‌توان منحنی برش پایه – تغییر مکان سازه‌ها را با یک نمودار دو خطی ایده‌آل ارتجاعی - خمیری جایگزین نمود. این نوع ساده سازی در سازه‌های معمول تقریب قابل قبولی دارد. در یک سیستم یک درجه آزادی نسبت تغییر مکان جانبی حداکثر به تغییرمکان جانبی تسلیم ضریب شکل پذیری نامیده می‌شود و بصورت زیر بیان می‌گردد [ 2 ] .
(1 – 1 ) 
پارامترهای فوق در شکل 2-1 مشخص گردیده است. 
شکل 1 – 5- منحنی ایده‌آل و واقعی نیرو – تغییر مکان یک سیستم [2]
در واقع ضریب شکل پذیری ( ) بیانگر میزان ورود سازه در ناحیه خمیری است. در سازه‌های چنددرجه آزادی تعریف ضریب شکل پذیری قدری مشکل‌تر است، چون در این نوع سازه‌ها برای هر درجه آزادی می‌توان ضریب شکل پذیری جداگانه‌ای تعریف نمود. پوپوف (popov) شکل پذیری یک قاب را بصورت نسبت تغییرمکان حداکثر به تغییر مکان تسلیم در بالاترین نقطه سازه پیشنهاد کرده است. بطور خلاصه می‌توان گفت هر چه تغییرمکان یک سازه بعد از تسلیم و قبل از انهدام بیشتر باشد شکل پذیری آن بیشتر است. جهت کاهش نیروهای جانبی وارده به سازه و ایجاد طرحی اقتصادی از طریق جذب و استهلاک انرژی در ناحیه خمیری باید این مشخصه را تا مقدار مورد نیاز افزایش داد. با توجه به این موضوع که حرکات زلزله بصورت رفت و برگشتی بوده و سازه‌ می‌تواند در هر سیکل مقداری از انرژی زلزله را بصورت هیسترزیس مستهلک نماید. 
1-3- مفصل ولنگر خمیری :
مفصل خمیری در یک قطعه به حالتی گفته می‌شود که در آن (یا مقطعی از آن) با افزایش بسیار اندک نیرو، تغییرشکل قابل توجهی ایجاد شود. به عنوان مثال اگر یک تیر ساده (شکل 1-6 ) تحت اثر بار افزایشی قرار گیرد, منحنی نیرو – تغییر مکان آن مشابه شکل 1-7 خواهد بود [ 2 ] .
همانگونه که در شکل 1-7 دیده می‌شود در ناحیه AB ، تغییرمکان تیر افزایش قابل توجهی می‌یابد در حالیکه بار وارده آنچنان افزایش نیافته است. این بدان مفهوم است که با افزایش بارهای خارجی، لنگرخمشی در مقطع مورد نظر زیاد شده و به تدریج تارهای انتهایی مقطع وارد مرحله تسلیم می‌شوند. با افزایش بار تمامی تارهای مقطع تسلیم شده و به این ترتیب مقطع خمیری کامل و مفصل خمیری تشکیل می‌گردد. لنگر ایجاد شده در این مقطع که تا زمان انهدام تقریباً ثابت باقی می‌ماند لنگر خمیری MP نامیده می‌شود. ( شکل 1-8 ). 
شکل 1-6- تیر دو سر مفصل تحت اثر بار افزایش [2]
شکل 1-7- منحنی نیرو – جابجایی وسط دهانه تیر [2]

شکل 1-8- نمودار تغییرات کرنش در یک مقطع تحت اثر خمش [2]
1-4- منحنی هیسترزیس و رفتار چرخه‌ای سازه‌ها:
یکی از خصوصیات مصالح معمول ساختمانی داشتن ناحیه غیرخطی بعد از گذر از مرحله خطی است، مصالح بعد از تسلیم (ورود به ناحیه غیرخطی) توانایی تحمل نیروی خود را بطور کامل از دست نداده و می‌توانند مقداری نیرو تحمل نمایند. این موضوع در رفتار فولاد بعنوان شاخص ترین مصالح ساختمانی به خوبی قابل مشاهده است (شکل 1-9 ).

شکل 1-9- منحنی واقعی تنش – کرنش فولاد [2]

به منظور جلوگیری از طراحی مقاطع غیراقتصادی لازم است که با شناخت کافی از رفتار خمیری مصالح از این توانایی آنها در طراحی استفاده گردد. در انتهای ناحیه غیرخطی نمودار تنش - کرنش، مصالح به حد گسیختگی می‌رسد که به این حد، حد نهایی یا نقطه انهدام مصالح گویند. اگر یک میله را تحت کشش محوری رفت و برگشتی قرار دهیم، منحنی مطلوب ارتجاعی خمیری نیرو – تغییر مکان آن بصورت شکل( 1-10 ) است. کل انرژی انتقالی به میله سطح ذوزنقه است که سطح مثلث بیانگر انرژی است که در اثر باربرداری برگشت داده شده و سطح متوازی الاضلاع باقیمانده بیانگر انرژی جذب شده توسط عضو می‌باشد. هر چه سطح متوازی الاضلاع بزرگتر باشد نشانگر جذب انرژی بیشتر توسط سیستم است (شکل 1-10) [ 2 ] .

شکل 1-10 منحنی هیسترزیس ایده‌ال و دو منحنی دارای زوال [2]
در صورت تکرار این منحنی برای چند سیکل می‌توان اطلاعات مختلفی از منحنی حاصل برداشت کرد که عبارتند از:
1 – میزان جذب انرژی سیستم (با توجه به سطح محدود به منحنی‌ها)
2 – سختی‌ سازه‌ در هر دوره از بارگذاری(در صورتیکه سختی سازه در دوره‌های بارگذاری متوالی کاهش یابد، سیستم دارای زوال سختی می‌باشد.)
3 – مقدار مقاومت سازه در هر دوره بارگذاری ( در صورتیکه نقطه انتهایی متناظر با مقاومت سازه در دوره‌های بارگذاری متوالی کاهش یابد، سیستم دارای زوال مقاومت می‌باشد.) 
4 – شکل پذیری سیستم در مدت عملکرد زلزله
5 – تعداد حداکثر دوره‌های رفت و برگشت
لذا ملاحظه می‌گردد که دیاگرام هیسترزیس جهت بررسی و شناخت رفتار لرزه‌ای سازه‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و در مدلسازی تحلیلی و یا آزمایشگاهی، این منحنی به عنوان معیــاری برای سنجش رفتار دستگاه به کار می‌رود.
از اتصال نقاط اوج منحنی‌ها در یک مجموعه منحنی بارگذاری و باربرداری، منحنی پوش هیسترزیس (منحنی اسکلتون) بدست می‌آید (شکل1-11 ) .
بطور معمول اگر بارگذاری بصورت افزایشی و یک طرفه انجام شود، منحنی برش پایه – تغییر مکان حاصل با تقریب مناسبی منطبق بر منحنی اسکلتون خواهد بود [ 2 ].
شکل 1-11- رفتار سازه‌ها تحت بار دوره‌ای. الف – رفتار نامناسب، ب – رفتار مناسب [2]

1-5- مقایسه رفتار خطی و غیرخطی در سیستمهای سازه‌ای:
شکل 1-12 دو نوع رفتار سازه‌ای را نشان می‌دهد. از مقایسه دو نوع رفتار خطی و غیرخطی این نتیجه بدست می‌آید که اگر یک سیستم با رفتار خطی بخواهد انرژی زلزله را جذب کند باید دارای ظرفیت باربری به اندازه F1 باشد، در این صورت سازه تغییر مکان ماکزیممی برابر را تجربه خواهد کرد. 
در سیستم غیرخطی با حد جاری شدن F2 ، سیستم سازه‌ای باید برای نیروی F2 طراحی گردد ولی تغییر مکان را تجربه خواهد کرد [ 2 ] .

شکل 1-12- مقایسه رفتار خطی و غیرخطی ایده‌آل سیستم‌های مقاوم ساختمانی [2]

همانطور که در شکل ملاحظه می‌گردد، F2 کوچکتر از F1 می‌باشد ولی بزرگتر از است. 
در سیستم با رفتار خطی همه تغییرشکلهای ارتجاعی هستند، ولی در سیستم غیرخطی، قسمی از تغییرشکلها ارتجاعی و بخش دیگر غیرارتجاعی هستند. طراحی سازه برای نیروی کمتر F2 منجر به اقتصادی شدن مقاطع می‌گردد. هم اکنون روش توصیه شده در همه آئین نامه‌ها بر این مبنا استوار است که سازه براساس نیروهای کمتر (کاهش یافته) طراحی گردد و با ارائه روشها و جزئیات خاص امکان پذیرش تغییرشکلهای غیرخطی بزرگتر ( ) در سازه ایجاد شود. لذا طراحی شکل پذیر سازه‌ها را می‌توان به این ترتیب خلاصه کرد که در این روش، طراحی سازه بر مبنای نیروهای کمتری انجام می‌گردد ولی باید با تدابیر ویژه امکان پذیرش تغییرمکانهای زیاد در اعضاء را ایجاد کرد.

1-6- ضریب شکل پذیری:
ضریب شکل پذیری که اغلب به اختصار شکل پذیری نامیده می‌شود از ابتدایی ترین و ساده‌ترین پارامترهای مطرح در خصوص طراحی لرزه‌ای سازه‌هاست. در یک سازه با رفتار ارتجاعی میزان تغییرشکل و نیرو به طور مستقیم از طریق سختی سازه به هم وابسته‌اند. در حالیکه در حالت غیرارتجاعی این تغییرشکل و نیرو به طور مستقیم به هم مربوط نمی‌شوند. این امر به علت تغییرات سختی سازه در ناحیه غیرارتجاعی می‌باشد. 
شکل پذیری به عبارت ساده قابلیتی از یک سازه و یا یک جزء سازه‌ای است که مطابق آن سیستم می‌تواند تغییرشکلهای غیرارتجاعی از خود نشان دهد، بدون اینکه این تغییرشکلها منجر به انهدام سازه و یا جزء سازه‌ای گردد. معمولاً شکل‌پذیری برای سیستم یک درجه آزادی بصورت زیر تعریف می‌‌گردد: 
(1 – 2 ) 
که در رابطه فوق حداکثر تغییر شکل قبل از گسیختگی و تغییر شکل نظیر نقطه تسلیم است. را می‌توان مجموع و (تغییر شکل پلاستیک) دانست [ 2 ] .
(1-3 ) 
البته در اکثر مواقع به دلیل کوچکی نسبت به می‌توان رابطه فوق را بصورت ساده زیر نوشت:
(1-4 ) 
نسبت به نوع مسئله ممکن است برای تعریف شکل پذیری به جای تغییر مکان انتهای عضو از دوران و یا انحناء استفاده کرد. 
1-7- ضریب کاهش نیروی زلزله در اثر شکل‌پذیری سازه:
در طرح سازه‌های مقاوم در برابر زلزله سعی می‌شود تا شرایطی فراهم گردد که یک سازه بتواند تغییرشکلهای غیرارتجاعی زیادتری از خود نشان دهد. این موضوع بیشتر به لحاظ اقتصادی حائز اهمیت است. اساساً وقتی سازه بصورت ارتجاعی و خطی در برابر زلزله از خود واکنش نشان می‌دهد، حداکثر نیروی بیشتری متحمل می‌شود، در نتیجه مقاومت مورد نیاز سازه جهت پایداری، نسبت به حالتی که وارد مرحله غیرارتجاعی می‌شود زیادتر خواهد بود. چنین حالتی باعث پرداخت هزینه‌های بیشتری برای طراحی ایمن سازه خواهد شد. با توجه به این موضوع و در نظرداشتن اصل ساده سازی طراحی، آئین‌نامه‌های طراحی در برابر زلزله با بهره‌گیری از ظرفیت استهلاک انرژی در اثر رفتار غیرخطی، نیروی زلزله موثر و در نتیجه مقاومت مورد نیاز سازه را کاهش می‌دهند. 
مطابق تعریف ضریب کاهش مقاومت (کاهش در مقاومت مورد نیاز به علت رفتار چرخه‌ای سازه) بصورت نسبت مقاومت مورد نیاز حالت ارتجاعی به مقاومت مورد نیاز حالت غیرارتجاعی تعریف می‌شود (شکل 1-13 ) .
(1-5 ) 
که در رابطه فوق حداقل مقاومت حد تسلیم مورد نیاز برای جلوگیری از تسلیم شدن یک سازه تحت یک زلزله معین است، در حالیکه مقاومت حد تسلیم مورد نیاز در حالتی است که در آن شکل پذیری سازه برابر باشد. با این تعریف ، ضریب رفتار، ضریب اصلاح طیف بازتاب مقاومت در حالت غیرارتجاعی است. بدین ترتیب به سادگی با تقسیم به ضریب رفتار طیف بازتاب نظیر شکل پذیری به دست می‌آید [2].
ضریب کاهش به عوامل متعددی همچون نوع سیستم سازه‌ای، کیفیت اتصالات، تعداد طبقات و . . . بستگی دارد. نوع یک سیستم بیشترین تاثیر را در مقدار ضریب فوق دارد و عوامل دیگر همچون تعداد طبقات ساختمان مانند نوع سیستم تاثیرگذار نیستند. 
1-8- ضریب اضافه مقاومت:
علاوه بر ضریب کاهش که در فوق مطرح شد، یک ضریب کاهش اضافی دیگر در مقاومت متصور است و در آئین‌نامه‌ها و تحقیقات به رسمیت شناخته شده است. این ضریب کاهش که معمولاً به نام Rs شناخته می‌شود و به منظور در نظر گرفتن این واقعیت است که مقاومت جانبی واقعی یک سازه معمولاً بیشتر از مقاومت جانبی طراحی آن سازه‌ است. تاثیر این ضریب کاهش در اغلب مواقع کمتر از (ضریب کاهش مقاومت ناشی از شکل پذیری) است. این ضریب به عواملی نظیر امکان باز پخش مجدد نیروهای داخلی اعضاء به دلیل درجات نامعینی موجود، مقاومت‌های بالاتر از حد مشخص شده مصالح مصرفی، سخت شدگی کرنشی، ضوابط حداقل آیین‌نامه‌ای جهت رعایت ابعاد و جزئیات قطعات، اثرات مجموعه بارگذاری‌های مختلف، اثرات اجزاء غیر سازه‌‌ای و . . . . بستگی دارد [2].
اهمیت اضافه مقاومت در جلوگیری از خراب شدن برخی سازه‌ها در هنگام وقوع زلزله‌های شدید سالهاست که توسط محققین شناخته شده است. برای مثال در زلزله 1985 مکزیک وجود اضافه مقاومت عامل بسیار موثری در جلوگیری از خرابی برخی ساختمانها بوده است. 
اهمیت ضریب اضافه مقاومت در ساختمانهای کوتاه مرتبه بیشتر است.

1-9- ضریب رفتار ساختمان: 

اثر پارامتر های هندسی بر روی انتقال حرارت و افت فشار در طراحی مبدل های حرارتی لوله پره دار صفحه ای

اختصاصی از فی موو اثر پارامتر های هندسی بر روی انتقال حرارت و افت فشار در طراحی مبدل های حرارتی لوله پره دار صفحه ای دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده :

مبدل حرارتی وسیله ای است که انرژی را از سیالی به یک یا چند سیال دیگر که دارای درجه حرارت های متفاوتی هستند منتقل می کند ، لذا مبدل های حرارتی در تمام زمینه های صنعتی ،تجاری و حتی زندگی روزمره نیز که به نحوی با تبادل انرژی سر و کار دارند مورد استفاده قرار می گیرند . برای شناخت هر چه بهتر مبدل های حرارتی آن ها را در هشت گروه متفاوت دسته بندی می کنیم .

مبدل های حرارتی با جریان متقاطع که در اغلب کاربرد های صنعتی مانند تولید بخار در دیگ های بخار و یا گرمایش و سرمایش هوا و گاز های دیگر کاربرد دارند ، در این دسته بندی جزء مبدل های حرارتی با جریان پیوسته سیال به صورت تماس غیر مستقیم که هم به صورت فشرده و هم غیر فشرده ساخته شده و با ساختاری به شکل لوله ای و صفحه ای با آرایش جریان عمود بر هم بین دو سیال که به صورت جابجائی با هم تبادل حرارت می کنند ، جای می گیرند .

مبدل های حرارتی لوله – پره دار صفحه ای که جزء این نوع از مبدل های حرارتی هستند کمتر مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند ، هچنین در کتب درسی و دانشگاهی نیز کمتر به معرفی این نوع مبدل های حرارتی مبادرت گردیده است ، لذا هدف از این تحقیق معرفی بیشتر این نوع از مبدل های حرارتی و بررسی اثر پارامتر های هندسی موثر در طراحی این نوع مبدل های حرارتی می باشد .

بنا براین در این تحقیق با استفاده از نرم افزار فلوئنت که یکی از نرم افزارهای دینامیک سیالات است ، به بررسی اثر این پارامترها در طراحی این نوع از مبدل های حرارتی (CFD) محاسباتی پرداخته ایم و در نهایت نیز نتایج بدست آمده از تحقیق را با نتایج محاسبات تجربی در مبدل های حرارتی با جریان متقاطع بروی دسته لوله ها مقایسه شده است .

مقدمه :

مبدل حرارتی وسیله ای است که انرژی حرارتی را از سیالی به یک یا چند سیال دیگر که دارای درجه حرارت های متفاوتی هستند منتقل می کند . این تعریف به طور ضمنی بیان می کند که در یک مبدل حرارتی حداقل دو سیال وجود دارند که حرارت بین آن دو جابجا می شود . هرچند که این تعریف از جامعیت کافی برخوردار است معهذا موارد خاصی از مبدلهای حرارتی وجود دارند که در این تعریف نمی گنجند . از جمله این موارد دستگاههای تبادل حرارتی هستند که در سفینه های فضایی و یا هر وسیله ای که در خلاء کار می کند مورد استفاده قرار می گیرند .

مبدل های حرارتی در تمام زمینه های صنعتی ، تجاری و زندگی روزمره که به نحوی با تبادل انرژی سرو کا ردارند مورد استفاده قرار می گیرند . هر موجود زنده به طریقی به مبدل حرارتی مجهز است .

مبدل های حرارتی در اندازه های بسیار کوچک و بسیار بزرگ ساخته شده اند . کوچکترین آنها (کمتر از 1 وات) برای مصارف الکترونیکی فوق هادی ها، هدایت موشک هائی که بوسیله منبع حرارتی کنترل می شوند و بزرگ ترین آنها (ظرفیت حرارتی بزرگ از 1000 مگاوات) در نیروگاه های بزرگ به عنوان دیگ بخار ، کندانسور یا برج خنک کن به کار می روند .

کاربرد مبدل حرارتی بسیار وسیع و در صنایع مختلفی از قبیل نیروگاه های تولید برق ، پالایشگاه ها ، صنایع ذوب فلز و شیشه سازی ، صنایع غذایی و دارو سازی ، کاغذ سازی ، صنایع پتروشیمی ، سردخانه ها و سیستم های گرمایش و سرمایش ساختمان ها ، صنایع میعان گازها ( مانند هوا ) وسائط نقلیه زمینی ، دریایی و فضایی و صنایع الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند . به طور کلی هرجا که مسئله تبدیل و تبادل انرژی مطرح باشد مبدل های حرارتی به نحوی کاربرد دارند . مبدل های حرارتی به صور مختلفی نظیر دیگ بخار ، مولد بخار ، کندانسور ، اوپراتور ، تبخیر کننده ، برج خنک کن ، پیش گرم کن هوا ، بازیاب ، خنک کن میانی در کمپرسورهای چند مرحله ای ، فن کویل ، هواساز ،    خنک کن روغن ، خنک کن و گرم کن مشتقات نفتی ، رادیاتور وسائط نقلیه ، گرم کن آب تغذیه و سوپر هیتر در نیروگاه های بخار، کوره و غیره و در صنایع فوق الذکر به کار می روند .

متن کامل را می توانید دانلود کنید

دانلود مقاله راهسازی طرح هندسی راه

اختصاصی از فی موو دانلود مقاله راهسازی طرح هندسی راه دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

منحنی بروکنر
مقدمه- در بسیاری از مسیرها یکی از عوامل عمده در طراحی خط پروژه یا محور راه برقراری تعادل بین جمع کل خاکریز و خاکبرداری در محدوده کار می باشد. این اصل متکی بر یک فرضیه اقتصادی است که تمام مواد حاصله از خاکبرداری محل در خاکریز مصرف گردد، نتیجتا مقداری نیروی انسانی و اتلاف وقت جهت کندن و تهیه و حمل خاک جهت مصرف در خاکریز صرفه جوئی می گردد، در عمل فاکتورهائی وجود دارد که رسیدن به این اصل را مشکل می کند که مهمترین آنها عبارتند از انقباض و تورم مواد.
خصوصیات خاک
انقباض- این پدیده یک حقیقت واقعی است که اگر یک متر مکعب از خاک را قبل از خاکبرداری به وسیله سطح مقطعش اندازه گیری نمایند و سپس همین یک متر مکعب خاک را جابجا گرده و در یک خاکریز استفاده نمایند و آن را متراکم کنند، دارای حجم کمتری خواهد شد. این کمبود حجم به علت از دست دادن مقداری از خاک هنگام حمل و متراکم کردن آن( از بین بردن فضای خالی بین ذرات) با یک وزن مخصوص بیشتر از حالت اولیه به وسیله ماشینهای سنگین راهسازی در خاکریز می باشد. این کمبود حجم یا انقباض در مواد درشت دانه از قبیل شن و ماسه بسیار کم و در مواد ریز از قبیل خاک رس و خاک لای(سیلت) بسیار زیاد است و گاهی مواقع به 30 درصد می رسد.
انقباض خاک نه تنها با نوع خاک تولید تغییر می کند بلکه با درصد رطوبت هنگام متراکم کردن و نوع ماشین آلات نیز مرتبط است. معمولا مقدار انقباض برای خاکهای معمولی بین 10 تا 15 درصد در نظر گرفته می شود.
تورم- تورم معمولا بندرت در عمل پیش می آید مگر در مواردی که خاکبرداری در مناطق متراکم انجام گیرد، نتیجتا مواد حاصله از خاکبرداری دارای حجم بیشار از حجم اولیه که به صورت طبیعی در منطقه قرار داشته اند می گردند. این پدیده بیشتر به علت وجود هوای بین ذرات است. در بعضی مواقع جنس خاک نیز موثر است، مثلا خاک رس با جذب رطوبت متورم می شود.
نشست- این پدیده موقعی انجام می گیرد که کارهای ساختمانی خاکریز خاتمه یافته است. این نشست به علت تراکم آهسته خاکریز در زمان طولانی زیر بار وسایط نقلیه و همچنین در اثر حرکت پلاستیکی نشست خاکریز انجام می گردد. معمولا در راهسازی در محلهائی که احتمال این نشست وجود دارد، خاکریز را با یک ارتفاع زیادتر احداث می کنند و روسازی دائم آن را موقعی شروع می کنند که بیشتر نشست انجام گرفته باشد.
حمل و نقل خاک- مفهوم حمل و نقل در راهسازی عبارت است از جابجا کردن خاک به وسیله ماشین آلات راهسازی از نقطه ای به نقطه دیگر، طبیعی است که از نظر اقتصادی اگر بتوان خاکهای مورد نیاز خاکریز را از خاکبرداریها تهیه نمود مشروط بر آنکه خاک موجود در خاکبرداری از نظر گروه خاک قابل مصرف در راهسازی باشد، مقدار زیادی در هزینه حمل و نقل صرفه جویی می شود. نتیجتا اگر مقدار این خاکها بیش از میزان لازم برای احداث خاکریزها باشد مقدار اضافی را باید دپو کرد و برعکس اگر خاک های حاصل از خاکبرداریها تکافوی خاکریزها را نکند، باید متوسل به قرضه شد.
پرداخت به پیمانکار برحسب مترمکعب خاکبرداری و حمل خاک از خاکبرداری به فاصله تعیین شده در قرارداد انجام می گیرد. در صورتی که محل خاکریز در طول مسیر در این فاصله واقع باشد هزینه اضافی جهت حمل خاک به پیمانکار پرداخت نمی شود، لذا آنچه در قسمت حمل و نقل خاک مورد اهمیت است عبارت است از:
1- مقدار حجم عملیات خاکی؛
2- تعیین حداقل فاصله متوسط حمل.
نقاط تعادل- یکی از مسائل مهم در عملیات خاکی عبارت است از تعیین نقاط تعادل بین خاکبرداری و خاکریز بطوری که مقدار خاکبرداری برابر با مقدار خاکریز به اضافه انقباض باشد. اغلب اوقات به علت وجود عوامل حساب نشده امکان وجود این تعادل مقدور نمی باشد و یا در بعضی مواقع به علت نامناسب بودن خاک حاصل از خاکبرداریها برای مصرف در خاکریزیهای در طول مسیر راه مجبور به دپو کردن خاک خاکبرداریها می شویم و نتیجتا برای تهیه خاک مناسب مصرفی در خاکریزها متوسل به قرضه می گردیم.
برای پروژه های کوچک ممکن است مجموع خاکبرداری و خاکریز را به طور جداگانه تعیین نمود و نقطه تعادل در جائی واقع می شود که حاصل خاکبرداری و خاکریز مساوی است. بنابراین با توجه به شکل 4-1 اگر خط پروژه را تغییر دهیم نقاط تعادل هم تغییر خواهند کرد. لذا این خاصیتی است که در طراحی مسیر و تغییر خط پروژه از آن استفاده می شود.

شکل 4-1
اصطلاحات
فاصله حمل(d)- عبارت از فاصله ای است که یک مقدار بینهایت کوچک خاک را از خاکبرداری حمل و به خاکریز بریزند. به طور مثال دو مقطع هاشور خورده واقع بین LL' در شکل 4-1 دارای فاصله حملی برابر با ll خواهد بود که به d نمایش می دهند.
حجم خاک(V)- ارتفاع سطح مسدود به خط توزیع در منحنی بروکنر را حجم خاک گویند.
عزم حمل(S)- مقدار حجم خاک مقطع هاشور خورده ضربدر فاصله حمل(d) را عزم حمل می گویند.
d*V= عزم حمل
عزم حمل کل(ST)- مجموع عزم های جزء را به نام عزم کل می نامند.
(d*V) = عزم حمل کل
فاصله حمل متوسط(dm)- اگر عزم حمل کل را به حجم کل تقسیم کنیم فاصله متوسط حمل به دست می آید.

دپو(D)- مقدار خاک کنده شده حاصل از خاکبرداری که مازاد مصرف خاکریز می باشد، باید در محلی از مسیر راه انبار گردد، که در اصطلاح این عمل را دپو کردن می گویند و محل انبار را به نام محل دپو می نامند. به طور مثال در شکل 4-1 اگر مقطع B را بررسی کنیم خاکبرداری بین B,A مازاد بر مصرف خاکریز است که باید آن را دپو کرد.
قرضه(B)- در بعضی مواقع خاکهای حاصل از خاکبرداری جهت مصرف در خاکریز کافی نیست، بنابراین مقدار کمبود خاک را باید از محل مناسب و نزدیک به طول پروژه جهت خاکریز تهیه کرد، که این عمل را در اصطلاح قرضه می گویند.
خاک نباتی- عبارت است از خاک پوسیده سطحی زمین که معمولا هنگام راهسازی آن را به عمق 10 تا 30 سانتیمتر باید کند و دور ریخت.
روش دیاگرام توده(منحنی بروکنر)- روش عددی که قبلا شرح داده شد یک روش سریع و ساده است ولی به طور کلی از نظر اقتصادی جوابگوی پروژه های بزرگ نیست. متداولترین روش عبارت است از روش نیمه ترسیمی که آن را دیاگرام توده و یا منحنی بروکنر می گویند. هدف اصلی ترسیم و مطالعه منحنی بروکنر عبارت است از یافتن خط پخش یا خط توزیعی که باصرفه ترین حمل خاک را ایجاب می کند. در این روش حجم عملیات خاکی به صورت مجموع جبری احجام بر روی محور مختصات ترسیم می گردد. بر روی محور xها محل قرار گرفتن نیمرخهای عرضی(معمولا نیمرخها در ایستگاه داده می شوند) با مقیاس پروفیل طولی و بر روی محور yها مجموع جبری خاکریز و خاکبرداری رسم می گردد، معمولا خاکبرداری با علامت منفی(-) و خاکریز به اضافه انقباض با علامت مثبت(+) منظور می گردد. عزم حمل خاک برحسب متر و به وسیله سطح منحنی بروکنر اندازه گیری می شود(5).
در شکل 4-2 اگر فرض شود یک متر مکعب خاک در نقطه A که بر روی پروفیل مشخص شده به اندازه x متر حمل می شود و در نقطه A' ریخته شود، عزم حمل برابر x متر خواهد شد که به صورت ترسیمی بر روی منحنی بروکنر به وسیله یک مساحت ذوزنقه نمایش داده شده و کاملا معلوم است که یک متر مکعب باید به اندازه x متر حمل گردد.

شکل 4-2 منحنی بروکنر
اگر باقیمانده خاکبرداری بین A و G حمل گردد و بین A' , G ریخته شود، مقدار عزم حمل برای هر متر مکعب به صورت مساحت ذوزنقه هائی خواهد بود که بر روی هم قرار می گیرند و نتیجتا عزم حمل بین A و A' برابر با مساحت aga' خواهد شد. (شکل 4-2)
ترسیم منحنی بروکنر- برای ترسیم منحنی بروکنر ابتدا بایست جدولی تنظیم کرد که تمام مشخصات لازم در آن ثبت گردد. این جدول دارای 8 ستون است که به صورت زیر تنظیم می گردد(جدول 4-1):
1- ستون یک شامل محل نیمرخهای عرضی که معمولا در روی ایستگاه ها و در بعضی مواقع بین ایستگاه ها هم داده می شود.
2- ستون دوم عبارت است از فاصله بین نیمرخ های عرضی مجاور برحسب متر
3- ستون سوم حجم خاکبرداری برحسب مترمکعب
4- ستون چهارم حجم خاکریز برحسب مترمکعب
5- ستون پنجم حجم خاکریز به اضافه مقدار انقباض خاک برحسب مترمکعب
6- ستون ششم ازدیاد خاکبرداری برحسب مترمکعب
7- ستون هفتم ازدیاد خاکریز بر خاکبرداری برحسب مترمکعب
8- ستون هشتم مجموع جبری خاکریز و خاکبرداری برحسب مترمکعب

شکل 4-3
طریقه رسم دیاگرام بروکنر- ابتدا دو محور عمود بر هم اختیار می کنند، بر روی محور افقی محل نیمرخهای عرضی(محل ایستگاه ها) در طول مسیر مورد مطالعه و در روی محور قائم حجم عملیات خاکی را جدا می کنند. از مبدا به سمت بالا مقدار خاکریز و مثبت(+) و از مبدا به سمت پائین مقدار خاکبرداری و منفی(-) نمایش داده می شود. اگر نقاط موجود در جدول شماره 4-1 ستون 8 را بر روی محورهای مختصات پیاده کنیم، منحنی بروکنر به دست می آید. ضمنا متذکر می شود که در بالای منحنی بروکنر باید پروفیل طولی و همچنین موقعیتش نسبت به زمین طبیعی رسم گردد. منحنی به دست آمده معمولا از تعدادی خطوط منکسر تشکیل می شود. در صورتی که مقاطع عرضی انتخاب شده تعدادشان زیاد فرض شود و به سمت بینهایت میل کند، حد منحنی بروکنر با خطوط شکسته به منحنی تبدیل خواهد شد، نقاط حداکثر و حداقل منحنی بروکنر عبارت است از محلهائی که پروفیل طولی پروژه راه خط طبیعی زمین را قطع می کند. در نتیجه انتخاب نیمرخ عرضی در این نقاط جهت تعیین حداقل و حداکثر حقیقی بر روی منحنی بروکنر ضروری به نظر می رسد با ملاحظه به منحنی بروکنر دیده می شود که شاخه های صعودی مانند AB در شکل 4-3 مربوط به خاکریز و شاخه های نزولی مانند BC در شکل 4-3 مربوط به خاکبرداری می باشند. منحنی بروکنر ممکن است به یکی از سه حالات زیر ختم شود که هر کدام نمودار وضعیت بخصوصی است.(5).
حالت اول- در صورتی که انتهای منحنی بر روی محور xها خاتمه پیدا کند در این صورت یک تعادل کامل بین حجم خاکبرداری و حجم خاکریز موجود است و بهترین وضعیت می باشد.( شکل 4-4)

شکل 4-4
حالت دوم- چنانچه انتهاب منحنی بروکنر بالای محور xها باشد، در این حالت حجم مقدار خاکریز زیادتر از حجم مقدار خاکبرداری است، نتیجتا باید متوسل به قرضه شد.(شکل 4-5)

شکل 4-5
حالت سوم- چنانچه انتهای منحنی توده زیر محور x ها قطع شود، در این حالت خاکبرداری از خاکریز فزونی یافته و باید خاکهای اضافی در محوطه ای دپو گردد.(شکل 4-6)

شکل 4-6
خصوصیات منحنی بروکنر
a) شکل 4-3 نمودار این حقیقت است که منحنی بروکنر دارای قسمتهای صعودی مانند AB و DE و EP و همچنین قسمتهائی نزولی مانند BC و CD و Pq می باشد. قسمتهای نزولی نمودار خاکبرداری و قسمتهای صعودی نمودار خاکریز می باشد. منحنی دارای تعدادی حداکثرو حداقل است، با توجه به پروفیل راه، ملاحظه خواهد شد که نقاط حداکثر منحنی نقطه تغییر خاکریز به خاکبرداری و نقاط حداقل تغییر خاکبرداری به خاکریز است یا به عبارت دیگر حداکثر و حداقل بر روی منحنی بروکنر عبارت از تقاطع پروفیل پروژه با پروفیل طولی زمین طبیعی می باشد.
b) هر خط افقی مانند hh' که منحنی بروکنر را در دو نقطه قطع کند به نام خط تعادل موسوم است. در این وضعیت حجم خاکبرداری و خاکریزی بین دو نیمرخ عرضی H و H' با هم مساوی هستند. بنابراین هر خط افقی که سرتاسر منحنی بروکنر رسم شود، چندین سطح تحتانی و فوقانی را مسدود می کند که در هر یک از آنها حجم خاکبرداری با خاکریز مساوی است(شکل 4-3).
c) از خاصیت فوق استفاده کرده و آن را در مورد محور xها (خط اساس) عمومیت می دهیم، هر قسمت از منحنی بالا یا پائین محور xها که به محور xها محدود شده باشد، حجم خاکبرداری و خاکریزی بین دو نقطه تقاطع منحنی و محور xها با هم برابرند، مثلا منحنی ABC محدود به محور xها حجم خاکبرداری و خاکریز و خاکریز بین نقطه A و C با هم برابرند(شکل 4-3).
d) منحنی بروکنر در یکی از سطوح محدود به خط اساس ox ممکن است دارای چندین نقطع حداکثر و حداقل باشد، مانند سطح CDEFG در شکل 4-7 که دارای یک حداکثر E و دو حداقل F و D و به وسیله خط اساس ox محدود گشته است.
اگر از نقطع حداکثر E خط IJ را موازی خط اساس ox رسم کنیم، دو سطح منحنی IDE و EFJ محدود به این خط به دست می آید. در هر کدام از این سطوح حجم خاکبرداری و خاکریز با هم مساوی هستند.
e) طول بین دو خط aa' و ll' یعنی lk در شکل 4-8 عبارت است از مقدار حجم عملیات خاکی بین دو نیمرخ عرضی A' و L'. به عبار دیگر قطعه خط lk معرف مقدار حجم خاکبرداری منحنی al است و باید به مصرف خاکریز l'a' که دارای حجمی برابر با l'k' است برسد و نتیجتا مقدار خاک باید به فاصله متوسطی برابر با d حمل گردد که مقدارش از روی ذوزنقه ll'aa' به دست می آید.

از آنچه در بالا گفته شد نتیجه گرفته می شود که سطح ذوزنقه ll'aa' برابر با عزم حمل می باشد، زیرا طبق تعریف عزم حمل برابر است با حجم خاک ضربدر فاصله حمل آن.
سطح ذوزنقهیd=ll'aa'*V= فاصله حمل* حجم = عزم حمل
بنابراین سطح منحنی bgb' شکل 4-8 که از بینهایت ذوزنقه های کوچک تشکیل شده است؛ که دارای همین خاصیت بوده، نتیجتا سطح bgb' عبارت از عزم خاکبرداری bg به خاکریز b'g می باشد- این خاصیت در مورد تمام سطوحی که در بالا و یا پائین خط اساس ox قرار گرفته اند صادق است- و سطوح مسدود به ox را به نام لنگر یا عزم حمل خاکبرداری یا خاکریز می گویند مانند حمل های A3,A2,A1 در شکل 4-9.

شکل 4-8

شکل 4-9
با انتخاب خطی به نام خط توزیع یا بخش که ممکن است بر روی خط اساس منطبق و یا در فاصله ای موازی با خط اساس باشد می توان تا حدودی عزم حمل خاکبرداری یا خاکریز را تغییر داد. مثلا با استفاده از خط توزیع یا پخش می توان کمبود خاکریز را که در انتهای پروژه بوجود می آید به ابتدای پروژه منتقل کرد. برای این کار خطی را که به نام خط توزیع است از انتهای منحنی طوری رسم می کنیم که با خط اساس ox موازی باشد، در این صورت مقدار خاکی که به دپو باید فرستاده شود از انتها به ابتدا منتقل شده است. شکل 4-10 نمودار این عمل است.

شکل 4-10
در این حالت عزمهای فرعی تابعی از انتخاب محل خط توزیع است و این خط توزیع باید طوری انتخاب گردد که مجموع عزم حمل حداقل گردد. چون همانطور که قبلا گفتیم هدف از ترسیم منحنی توده عبارت از یافتن خط توزیعی است که باعث با صرفه ترین حمل خاک گردد. و این هدف هم تنها متکی به حمل خاک به کوتاهترین فاصله متوسط کل می باشد و کوتاهترین فاصله متوسط کل وابسته به کمترین عزم حمل کل است. بنابراین با صرفه ترین راه حل به دست آوردن کمترین عزم حمل کل می باشد. نتیجتا باید خط توزیعی را جستجو کرد که مجموع عزم های فرعی حداقل باشد. ضمنا لازم به تذکر است که خط توزیع باید بین خط اساس و خطی که موازی با خط اساس است و از نقطه انتهای منحنی می گذرد و موسوم به خط پایان است واقع باشد. زیرا در این صورت وضعیت واقعی را حفظ کرده ایم. اگر خط توزیع خارج از این دو خط انتخاب شود، وضعیت جدیدی بوجود آورده ایم یعنی یک خاکریز و خاکبرداری جدید احداث کرده ایم که این مخالف واقعیت است؛ پس به طور کلی اگر خط توزیع بر خط اساس یا بر انتهای منحنی و یا فی مابین این دو خط بگذرد بهترین وضعیت را دارا می باشد.
تعیین محل خط توزیع- برای تعیین بهترین خط توزیع ابتدا به تشریح وضعیت زیر می پردازیم. اولا فرض می کنیم که منحنی بروکنر شبیه شکل 4-11 باشد و خط توزیع بر روی خط اساس قرار گرفته باشد.

شکل 4-11
ثانیا در صورتی که خط توزیع را حرکت داده به طوری که از انتهای منحنی توده بگذرد عزمهای جدیدی بوجود می آید در شکل 4-12 نمایش داده شده است.

شکل 4-12
حال با ملاحظه به هر دو شکل چه خط توزیع بر روی اساس باشد و چه خط توزیع از انتهاب منحنی بگذرد، خواهیم دید که سطوح KBL و MFN واقع در بالای خط افقی bb' و سطوح GHI و CDE واقع در زیر خط اساس تغییر نمی کنند، تنها سطوح LCEM, EMNG, AKLC و NGIJ واقع بین دو خط افقی در تغییر عزم حمل کل دخالت دارند، بنابراین برای مقایسه عزم حمل کل حاصله از خط اساس ox و عزم حمل کل حاصله از خط bb' کافی است که سطوح متغیر LCEM+NGIJ, AKLC+MNGE را با یکدیگر بسنجیم و هر یک کوچکتر است خط توزیع مربوط به عزم حمل کل کوچکتر خواهد شد که البته برای اندازه گیری مورد بحث می توان از دستگاه پلانیمتر که وسیله ای جهت اندازه گیری سطوح نامنظم است استفاده کرد، فرض کنیم پس از اندازه گیری معلوم شود که نامساوی زیر برقرار است:
LCEM+ NGIJ> AKLC+ MEGN
از نامساوی فوق نتیجه گرفته می شود که خط ox خط توزیع مناسبتری است تا خط bb'، چون نامساوی به مساوی تبدیل می شود و برای ساده کردن عملیات می توان نامساوی زیر را به صورت خلاصه تری نوشت. برای این منظور کافی است سطوح فوق الذکر را محاسبه نمود:

با توجه به آنچه قبلا گفته شد که با تغییر خط توزیع از وضعیت ox به وضعیت bb' سطوح KBL, GHI, CDE, MFN تغییر نمی کنند، این نتیجه به دست می آید که خطوط KL و CE و MN و GL ثابت بوده و تغییر نمی کنند، ضمنا ارتفاع h هم ثابت است، بنابراین اگر مقادیر ثابت که تغییر نمی کنند از نامساوی زیر

حذف گردند، نتیجه گرفته می شود که برای مقایسه تنها کافی است که LM+NJ را با AC+EG مقایسه کنیم و حاصل جمع کوچکتر دارای خط توزیع مناسبتر است و چون اندازه گیری طولی آسانتر از به دست آوردن سطح می باشد این روش مناسبتر است، بنابراین LM+NJ>AC+EG
لذا عزم حمل کل حاصله از خط ox کوچکتر از عزم حمل کل حاصله از خط bb' می باشد. بنابراین اگر ox را به عنوان خط توزیع عملیات خاکی انتخاب کنیم، فاصله متوسط کل کوچکتر خواهد بود.
همانطوری که قبلا بیان شد ممکن است خط توزیع بین خط اساس و خط bb' قرار گیرد. در شکل 4-13 این خط توزیع به صورت cc' نمایش داده شده است که می بایست مل آن را طوری تعیین کنیم که عزم کل حداقل گردد.
قبل از بحث در مورد این موضوع می بایست روابط هندسی زیر را مورد مطالعه قرار داد.
روابط هندسی
دو مثلث بین دو خط موازی- هر گاه بین دو خط موازی مانند B و C که به فاصله h از یکدیگر واقع شده اند(شکل 4-14) دو مثلث EFG و FGH را رسم کنیم و سپس این مثلثها را به وسیله خطی دیگر مانند D که با خط B و C موازی است قطع کنیم، تولید مثلثهای جدیدی می کنند که عبارتند از KFL و LGM.

شکل 4-13

شکل 4-14
سطح هر کدام از مثلثها عبارت خواهد بود از:

مقادیر KL و LM را از تشابه مثلثها می توان به دست آورد. برای به دست آوردن LM از تشابه دو مثلث LGM , FGH می توان نوشت:
(1)
و برای به دست آوردن LK از تشابه دو مثلث EFG و KFL خواهیم داشت:
(2)
در صورتی که مجموع دو سطح Aa و Ab را مساوی A فرض کنیم خواهیم داشت:
(3)

با جایگزین کردن معاملات 1 و 2 در معادله 3 خواهیم داشت:

برای به دست آوردن مقدار h' باید از معادله فوق مشتق گرفت و مشتق را برابر صفر قرار داد.
(4)
در صورتی که معادله 4 را در معادله 1 قرار دهیم، خواهیم داشت:
(5)
در صورتی که معادلع 4 را در معادله 2 قرار دهیم، خواهیم داشت:
(6)
با توجه به معادلات 5 و 6 ملاحظه می شود که مقادیر LM و KL با هم مساوی هستند. حال اگر اثر تغییرات h' را بر روی معادله 3 مورد بررسی قرار دهیم نتیجه می شود که اگر h'=0 باشد، سطح Aa=0(شکل 4-15).

شکل 4-15
و سطح Ab حداکثر مقدار خود را که مساوی مساحت مثلث FHG است اختیار می کند، بنابراین LM=FH خواهد شد. با قرار دادن مقدار LM در معادله 3 خواهیم داشت:

اگر باشد، سطح A حداقل مقدار خود را خواهد داشت چون h' نتیجه صفر قرار دادن حاصل مشتق مساحت است. بنابراین نتیجه گرفته می شود موقعی که h' از صفر تا تغییر کند مساحت A تنزل می نماید و سپس همینکه h' از تا h تغییر کند مقدار مساحت A ترقی می نماید. بنابراین حداقل مساحت موقعی است که باشد و در اینصورت دو قاعده مثلث Aa و Ab طبق معادلات 5 و 6 با هم برابرند، یعنی KL=LM
مثلث یا ذوزنقه های متعدد: نتیجتا قضیه فوق را می توان در موردیکه تعدادی مثلث یا ذوزنقه هم داشته باشیم بسط داد، برای اثبات این موضوع از شکل 4-16 استفاده می کنیم.

شکل 4-16
ابتدا چهار مثلث EFG و FGH و GHI و HIJ را برای سهولت به دو مثلث بزرگ تبدیل می کنیم، برای این کار کافی است خط FI را رسم کرده، نتیجتا چهار سطح مثلث را به دو سطح مثلث با همان مساحت تبدیل می نمائیم. دو مثلث GFI و GHI چون در قاعده GI مشترکند و ضمنا دارای ارتفاع مساوی h می باشند، خط قاطع موازی با قاعده این دو مثلث را قطع کرده بنابراین از تشابه دو مثلث نتیجه می شود:
(7)
نتیجه گرفته می شود چون دو مخرج تساوی 7 برابرند باید صورتهای آنها هم با هم برابر باشند.
بنابراین خواهیم داشت:
نتیجه گرفته می شود چون دو مخرج تساوی 7 برابرند باید صورتهای آنها هم با هم برابر باشند. بنابراین خواهیم داشت:
(8)
(9)
حال اگر به طرفین رابطه 8 دو مقدار مساوی اضافه کنیم، نتیجه می شود:
(10) LQ+QM=MN+QM
LM=QN
QP=QN+NP
(11) QP=LM+NP
همانطور که قبلا اثبات شد دو مثلث Aa=KFQ و Ab=QIP. وقتی حداقل مساحت را خواهند داشت که دو قاعده آنها با هم مساوی باشد یعنی رابطه زیر برقرار باشد:
از طرفی می دانیم که
(12)
و رابطه 12 را با استفاده از معادلات 9 و 11 می توان به صورت زیر نوشت:
KQ=KL+LQ=KL+MN
QP=QN+NP=LM+NP
KL+MN=LM+MP (13)
با توجه به رابطه 13 نتیجه می شود که KL و MN قاعده مثلثهای فوقانی که توسط خط توزیع D مسدود شده اند و LM و NP قاعده مثلثهای تحتانی هستند که توسط خط توزیع D مسدود گردیده اند.(شکل 4-17)
در مواردی که ارتفاع مثلثها با هم متفاوت باشند، عینا چهار مثلث کوچک را به دو مثلث بزرگ تبدیل کرده و دو مثلث GHI و GFI چون در قاعده مشترک هستند و خطی موازی قاعده هر دو آنها را قطع کرده است، بنابراین می توان رابطه مشابه را در مورد آنها نوشت.

شکل 4-17
(14)
(15)
(16)
حال اگر به طرفین تساوی رابطه 15 دو مقدار مساوی QM را اضافه کنیم، در حاصل تغییری روی نخواهد داد.
LQ+QM=MN+QM
LM=QN (17)
QP=QN+NP
QP=LM+NP (18)
همانطوری که قبلا اثبات شد دو مثلث Aa و Ab وقتی حداقل مساحت را خواهند داشت که دو قاعده آنها با هم مساوی باشند، یعنی رابطه زیر برقرار باشد:
KQ=QP
KL+LQ=QN+NP
KL+MN=LM+NP (19)
با توجه به رابطه 19 نتیجه گرفته می شود که MN و KL قاعده دو مثلث کوچک فوقانی و LM و NP دو قاعده مثلث کوچک تحتانی می باشند، که توسط خط توزیع D مسدود شده اند. بنابراین نتیجه گرفته می شود که بهترین خط توزیع خطی است که مجموع قاعده مثلثهای فوقانی خط توزیع برابر مجموع قاعده تحتانی خط توزیع باشد.
در بعضی مواقع پیدا کردن خط توزیع در فاصله بین خط اساس و خط پایان منحنی به طوری که مجموع قاعده مثلثهای فوقانی مسدود به خط توزیع برابر با مجموع قاعده مثلثهای تحتانی مسدود به خط توزیع باشد امکان پذیر نیست. اگر حالت تساوی برقرار نگردد، ممکن است سه حالت پیش آید:
حالت اول- تفاوت بین قاعده های سطوح فوقانی و تحتانی مسدود به خط توزیع هنگامی که از خط اساس به سمت خط انتهای منحنی حرکت می کند مرتبا بزرگ می شود، در این حالت بهترین خط توزیع، خود خط اساس می باشد. شکل 4-18 نمایشگر این موضوع است.

شکل 4-18

مقادیر زیاد می شوند.
حالت دوم- تفاوت بین قاعده های سطوح فوقانی و تحتانی مسدود به خط توزیع هنگامی که از خط اساس به سمت خط انتهای منحنی حرکت می کند مرتب کوچک می شود، در این حالت بهترین خط توزیع، خط انتهای منحنی می باشد. شکل 4-19 نمایشگر این موضوع است.

شکل 4-19

مقادیر کاهش پیدا می کند
حالت سوم- اختلاف بین مجموع قاعده های فوقانی و تحتانی مسدود به خط توزیع در فاصله بین خط اساس و خط انتهای منحنی بدون آنکه صفر گردد، ناگهان تغییر علامت می دهد و این موقعی است که منحنی بروکنر شامل قطعه ای افقی باشد و خط توزیع باید بر آن خط افقی منطبق گردد.(شکل 4-20)

شکل 4-20
اگر خط توزیع را از ox به طرف bb1 خط انتهای منحنی حرکت دهیم تا در موقعیت c1 قرار گیرد، خواهیم داشت: 1)B'C'+D'E'>C'D'+E'F'
اگر خط توزیع در موقعیت c2 قرار گیرد، خواهیم داشت:
2)GH+IJ+KL>JK+LM
و اگر خط توزیع c3 قرار گیرد، خواهیم داشت:
3)G'H'+I'J'+K'L'<H'I'+J'K'+L'M'
علت این تغییر جهت وجود قسمتی افقی HI است که یکمرتبه از جمله نامساوی 1 خارج شده و به صورت H'I' وارد قسمت دوم نامساوی 3 شده است. در هر صورت جمع جبری بین قاعده های سطوح فوقانی و تحتانی صفر نمی شود و حاصل جبری مزبور برای وضعیت c2 کوچکتر از حالات دیگر است، لذا نتیجه گرفته می شود که خط افقی c2 کوچکترین عزم ممکن را دارد. بنابراین c2 به عنوان خط توزیع انتخاب می شود.
علامت قراردادی- حمل خاک باید طوری انجام پذیرد که جهت حمل از خاکبرداری به سمت خاکریزی باشد. بنابراین جهت منحنی بروکنر در بالای خط توزیع همیشه باید از خاکبرداری به سمت خاکریز یعنی از راست به چپ و جهت منحنی بروکنر در زیر خط توزیع همیشه باید از چپ به راست انجام گیرد، علامات ذکر شده در اشکال 4-21 و 4-22 و 4-23 و 4-24 نشان داده شده اند.
تعیین خط توزیع با در نظر گرفتن محلهای قرضه و دپو- همان طوری که قبلا بیان شد، خاکهی اضافی از خاکبرداری ها که در خاکریز مصرفی ندارند باید در محلهائی خارج از مسیر راه انبار گردند که این عمل را دپو کردن و آن محل را به نام محل دپو می گویند و معمولا آن را بر روی نقشه به صورت دو خط موازی به هم و با حرف D مشخص می کنند(شکل 4-25). و اگر خاکهای حاصل از خاکبرداریها کفاف خاکریزها را ندهند یا اینکه به علت نامناسب بودن خاک خاکبرداریها، باید کمبود خاک و یا خاک مورد نیاز را از محلهای مناسب نزدیک به خط پروژه تهیه کرد که آن خاکها را قرضه و محل را محل قرضه خاک می گویند، معمولا بر روی نقشه به صورت دو خط موازی عمود بر محور راه و با حرف B نمایش داده می شود.(شکل 4-26). البته محلهای قرضه یا دپو را نمی توان به میل خود در طول پروژه انتخاب کرد، بلکه باید طوری انتخاب گردند که ضرر و زیانی عاید صاحبان اراضی نگردد، بعلاوه باید خاکهای اضافی را در گودالهای مجاور پروژه ریخت و خاک مورد نیاز را از نقاط مرتفع مجاور، تهیه کرد. بعد از اینکه محل های قرضه و دپو در طول مسیر تعیین گردید، برای تعیین با صرفه ترین خط توزیع حالتهای مختلف زیر را باید بررسی نمائیم.
10- محل قرضه و یا دپو در سمت راست منحنی بروکنر واقع شده- در این حالت بهترین خط توزیع همان خط اساسی ox می باشد، این وضعیت در اشکال 4-25 و 4-26 مشخص شده است.

شکل 4-21

شکل 4-22

شکل 4-23

شکل 4-24

شکل 4-25

شکل 4-26
2- محل دپو قرضه در سمت چپ منحنی بروکنر واقع است، در این حالت بهترین خط توزیع همان خط پایان bb1 می باشد. این وضعیت در اشکال 4-27 و 4-28 نمایش داده شده است.

شکل 4-27

شکل 4-28
3- محل دپو و قرضه در وسط منحنی بروکنر واقع است، سمت چپ را مانند حالت اول و سمت راست را معادل حالت دوم عمل می کنیم. این وضعیت در اشکال 4-29 و 4-30 نشان داده شده است.

شکل 4-29

شکل 4-30
4- محل دپو یا قرضه در طرفین منحنی بروکنر واقع است، در این حالت خط توزیع بین خط اساس و خط پایان bb1 واقع می باشد و آن عبارت از خطی است که مجموع قاعده سطوح فوقانی یا مجموع قاعده سطوح تحتانی با هم برابرند، برای این کار خط توزیع را از ox به سمت bb1 حرکت می دهیم تا تساوی فوق به دست آید. در این حرکت ممکن است چهار حالت رخ دهد:
حالت اول- خط توزیع موقعی که از خط اساس به سمت خط پایان حرکت می کند، موقعیتی پیش می آید که مجموع سطوح فوقانی با مجموع سطوح تحتانی برابر می شوند. اشکال 4-31 و 4-32 نشان دهنده این موضوع هستند.

شکل 4-31

شکل 4-32
حالت دوم- خط توزیع موقعی که از خط اساس به سمت خط پایان حرکت می کند، موقعیتی پیش می آید که نامساوی زیاد می شود. در چنین وضعیتی خط توزیع همان خط اساس است. این موضوع در اشکال 4-33 و 4-34 نشان داده شده است.

شکل 4-33

شکل 4-34
حالت سوم- خط توزیع موقعی که از خط اساس به سمت خط پایان حرکت می کند، موقعیتی پیش می آید که نامساوی مرتب کاهش می یابد ولی صفر نمی شود. در چنین وضعیتی خط توزیع بر روی خط پایان منطبق است. این موضوع در اشکال 4-35 و 4-36 نشان داده شده است.

شکل 4-35

شکل 4-36
حالت چهارم- خط توزیع موقعی که از خط اساس به سمت خط پایان حرکت می کند، موقعیتی پیش می آید که نامساوی بدون اینکه به صورت مساوی درآید تغییر جهت می دهد، این به واسطه وجود قطعه خط افقی در منحنی بروکنر است. در چنین حالتی خط توزیع بر روی پاره خط افقی منطبق است. این وضعیت بر روی اشکال 4-37 و 4-38 نشان داده شده است.

شکل 4-37

شکل 4-38
5- دپو و قرضه به طور متعدد بر روی منحنی بروکنر موجود است. در این صورت سمت راست را عینا شبیه اول و سمت چپ را شبیه حالت دوم و وسط را مانند حالت چهارم محاسبه می کنیم.
این وضعیت بر روی اشکال 4-39 و 4-40 نشان داده شده است.

شکل 4-39

شکل 4-40
تعیین خط توزیع به روش فوق را با نام متد پله به پله می گویند و این روش در راهسازی بسیاری مورد استفاده دارد.
6- دو محل دپو یا قرضه قبل و بعد از منحنی معین شده، ابتدا می بایست منحنی باز بروکنر را تبدیل به یک منحنی بسته کنیم.

شکل 4-41
با وصل o به ابتدا منحنی یعنی A و b1 به انتهای منحنی، یعنی z منحنی را مسدود می کنیم. اگر خط ox را خط توزیع فرض کنیم، مجموع قاعده مسطوح فوقانی BC و DE کوچکتر از مجموع قاعده سطوح تحتانی AB، CD و EX است. پس نتیجه گرفته می شود که ox خط توزیع نیست و باید ox به سمت bb1 حرکت داده شود. اگر bb1 را خط توزیع فرض کنیم، مجموع سطوح تحتانی HI , FG کوچکتر از مجموع سطوح فوقانی Bf، GH و IZ می باشد، بنابراین نتیجه گرفته می شود bb1 خط توزیع نیست و باید bb1 را به سمت ox حرکت دهیم. بنابراین خط توزیع بین ox و bb1 قرار دارد که با اندکی دقت خط توزیع مانند yy1 را می توان به دست آورد.
شکل 4-41 این وضعیت را نشان می دهد.

شکل 4-39

شکل 4-40
تعیین خط توزیع به روش فوق را به نام متدپله به پله می گویند و این روش در راهسازی بسیار مورد استفاده دارد.
6- دو محل دپو یا قرضه قبل و بعد از منحنی معین شده، ابتدا می بایست منحنی باز بروکنر را تبدیل به یک منحنی بسته کنیم.

شکل 4-41
با وصل o به ابتدا منحنی یعنی A و b1 به انتهای منحنی، یعنی z منحنی را مسدود می کنیم. اگر خط ox را خط توزیع فرض کنیم، مجموع قاعده مسطوح فوقانی BC و DE کوچکتر از مجموع قاعده سطوح تحتانی AB، CD و EX است. پس نتیجه گرفته می شود که ox خط توزیع نیست و باید ox به سمت bb1 حرکت داده شود. اگر bb1 را خط توزیع فرض کنیم، مجموع سطوح تحتانی FG و HI کوچکتر از مجموع سطوح فوقانی Bf، GH و IZ می باشد، بنابراین نتیجه گرفته می شود bb1 خط توزیع نیست و باید bb1 را به سمت ox حرکت دهیم. بنابراین خط توزیع بین ox و bb1 قرار دارد که با اندکی دقت خط توزیع مانند yy1 را می توان به دست آورد. شکل 4-41 این وضعیت را نشان می دهد.
در موقعی که نیاز به قرضه داشته باشیم عینا مثل فوق عمل می کنیم. این وضعیت در شکل 4-42 نشان داده شده است.

شکل 4-42
7- گاهی مواقع اتفاق می افتد که محل دپو و یا قرضه خارج از محور راه واقع است. در این وضعیت باید خط اساس جدیدی رسم نمائیم و فاصله ای که دپو در خارج قرار گرفته آن را بر روی خط اساس پیاده کنیم، مثلا شکل 4-43 محل دپو را حدود 200 متر در خارج محور راه تعیین کرده، مجددا از ایستگاه 100 تا 104 را رسم می کنیم و سپس دو مقدار 200 متر اضافه می کنیم تا وضعیت جدید حاصل گردد.

شکل 4-43
برای روشن شدن این قضیه وضعیت شکل 4-44 را بررسی می کنیم.

شکل 4-44
8- در صورتی که محل دپو یا قرضه از وسط دو ایستگاه خارج شود، در این صورت مانند شکل 4-45 عمل خواهیم کرد. ابتدا مانند شکل قبل مجددا خط اساس را رسم کرده به ایستگاه 104 که رسیدیم به اندازه AM جدا کرده سپس دو مقدار 150 متر جدا می کنیم و بعد از آن MC را جدا کرده تا به ایستگاه 10 برسیم.

شکل 4-45
برای روشن شدن قضیه فوق وضعیت شکل 4-46 را مورد بررسی قرار می دهیم.

شکل 4-46
تعیین فاصله متوسط حمل(dm) در منحنی بروکنر- پس از رسم منحنی بروکنر و تعیین خط توزیع مناسب، برای پیدا کردن فاصله حمل باید از جدول 4-2 استفاده نمود و عزم حمل متوسط کل پروژه را طبق فرمولهای زیر به دست آورد:

تعداد سطح
یا

تعداد سطح حجم V عزم حمل S فاصله حمل d
از کیلومتر... تا کیلومتر...
1
.
.
.
.
5+100 5+200 450 56780 126.18
V S d
جدول 4-2
خلاصه
1- اگر محل قرضه یا دپو قبل از مبدا یا بعد از انتهای منحنی بروکنر تعیین شده، خط توزیع عملیات خاکی یک خط افقی است.
2- چنانچه محل قرضه یا دپو در یکی از نقاط منحنی بروکنر تعیین شده باشد، خط توزیع به صورت«دو قطعه خط افقی که دارای اختلاف سطح هستند. دو قطعه مذکور توسط قطعه خط قائمی در محل قرضه یا دپو به هم مرتبط می شوند.
3- اگر چندین محل قرضه یا دپو معین شده باشد، خط توزیع از چندین خط افقی تشکیل می گردد. قطعات مزبور پله مانند و پی در پی قرار می گیرند. هر دو قطعه متوالی به وسیله قطعه خط قائمی در محل دپو یا قرضه به هم مرتبط می گردند.
4- در صورت اضافه خاکبرداری در منحنی بروکنر خط منکسر پله مانند نزولی است.
5- در صورت اضافه خاکریز در منحنی بروکنر خط منکسر پله مانند، صعودی است؛ چند نمونه منحنی بروکنر در اشکال 4-47 و 4-48 و 4-49 نشان داده شده است.

شکل 7-47

شکل 4-48

شکل 4-49
مسافت دید
مقدمه- کاملا واضح است که دید کافی در موقع رانندگی یکی از اصول مهم ایمنی در راهسازی می باشد. موسسه استاندارد اشو نتیجه تحقیقات خود را به صورت جزوه ای منتشر کرده که برای بیشتر سازمانهای راهسازی قابل قبول است و از آن استفاده می شود.
مسافت دید عبارت است از طولی از راه که در جلو راننده قابل دید است. به منظور طراحی راه، مسافت دید در دو اصطلاح بیان می شود. یکی به نام مسافت دید توقف و دیگری به نام مسافت دید سبقت است که در شکل 11-1 نشان داده شده اند.
مسافت دید توقف
مسافت دید توقف عبارت از مجموع مسافت مربوط به سه زمان زیر می باشد که هنگام رانندگی طی می گردد(2و4).
1- زمانی که راننده متوجه خطر می گردد؛
2- زمانی که راننده عکس العمل از خود نشان می دهد؛
3- زمانی که وسیله نقلیه بعد از ترمز کردن می ایستد.

شکل 11-1
در زمان مرحله 1 و 2 وسیله نقلیه با سرعتی که داشته حرکت می کند ولی در زمان 3 سرعت وسیله نقلیه به صفر کاهش پیدا می کند و این توقف باید قبل از برخورد به مانع و یا وسیله نقلیه جلوئی انجام گیرد.
مسافت ترمز
مسافت ترمز را به d نمایش می دهند و بستگی به سرعت و نوع روسازی راه دارد. با استفاده از یکی از قوانین مکانیک که می گویند، نیرو ضربدر فاصله مساوی است با تغییرات در انرژی کنتیک، می توان مسافت ترمز را محاسبه نمود(4 و 8)

اگر V سرعت برحسب کیلومتر بر ساعت را جایگزین v سرعت برحسب متر بر ثانیه کنیم، مسافت ترمز برحسب متر به دست می آید.
(11-1)
در صورتی که وسیله نقلیه سرعتی معادل U کیلومتر بر ساعت در آخر ترمز یا سرخوردن داشته باشد، خط ترمز یا مسافت ترمز را از فرمول زیر محاسبه می کنند:
(11-2)
در صورتی که ترمز در قسمتی از راه انجام گیرد که مستقیم نباشد و دارای شیب باشد، در این صورت خط ترمز یا مسافت ترمز یا مسافت ترمز در سرازیری طولانیتر از مسافت ترمز در سربالائی می باشد، نتیجتا شیب جاده G در حالت سرازیری منفی و در سربالائی مثبت می باشد و به صورت درصد نوشته می شود.
مسافت ترمز در سربالائی
(11-3)
مسافت ترمز در سرازیری
(11-4)
در صورتی که انتهای مسافت ترمز نقلیه دارای سرعتی برابر با U کیلومتر بر ساعت باشد و در سرازیری یا سربالائی حرکت کند، مسافت ترمز برابر خواهد بود با:
مسافت ترمز در سربالائی
(11-5)
مسافت ترمز در سرازیری
(11-6)
f عبارت است از ضریب اصطکاک لاستیک وسیله نقلیه در مقابل روسازی راه: و بستگی به سرعت، نوع وسیله نقلیه، نوع وضعیت روسازی و نوع وضعیت لاستیک دارد. مقادیر توصیه شده به وسیله سازمان استاندارد اشو در جدول 11-1 برای جاده مسطح مرطوب و ترمز راحت شده است(2 و 3).
ضریب اصطکاک(بیخطر) سرعت در وضعیت موجود km/h سرعت طراحی km/h
356/0
338/0
323/0
310/0
304/0
298/0
289/0
280/0
268/0 5/461
55
5/62
70
78
5/85
91
98
103 50
60
70
80
90
100
110
120
130
جدول 11-1 ضریب اصطکاک بدون خطر اشو
برای جاده های خشک و اسفالت بیشتر از مقادیر جدول می باشد.
شکل 2-11 نشان دهنده f برای وضعیت خشک و مرطوب می باشد.
مثال: راننده یک وسیله نقلیه در حال حرکت با دیدن مانع ترمز می کند. وسیله نقلیه بعد از طی مسافتی بر روی آسفالت(50/0=f) وارد شانه شنی(6/0=f) شده و سرانجام به حالت توقف در می آید. طول خط ترمز بر روی آسفالت برابر 40 متر و بر روی شانه شنی راه برابر 13 متر است. حساب کنید راننده با چه سرعتی با مانع مواجه شده است.
سرعت در ابتداء شانه شنی برابر است با:

شکل 11-2 سرعت وسیله نقلیه برحسب کیلومتر بر ساعت(V)
سپس سرعت در ابتداء ترمز بر روی جاده اسفالته برابر خواهد بود با:

مسافت دید بدون سبقت:
عبارت است از حداقل مسافت توقف بدون خطر که عبارت از مجموع دو مسافت زیر می باشد:
1- مسافتی که وسیله نقلیه از لحظه ای که راننده مانع را مشاهده می کند و عکس العمل نشان می دهد، طی می کند و بلافاصله بعد از این مسافت راننده بر روی ترمز فشار وارد می کند و در حقیقت این مسافت با همان سرعتی که وسیله نقلیه قبل از دیدن مانع حرکت می کرده ادامه پیدا می کند.
2- مسافتی که وسیله نقلیه از لحظه ترمز تا حالت توقف طی می کند.
طبق پیشنهاد موسسه استاندارد اشو زمان کل برای دید، درک و عکس العمل یعنی در حقیقت دو مرحله فوق برابر با 5/2 ثانیه توصیه شده است(2و4).
حداقل مسافت دید توقف یا مسافت دید بدون سبقت در صورتی که سطح جاده بدون شیب باشد از فرمول زیر محاسبه می گردد.
(11-7)
حداقل مسافت توقف در سربالائی
(11-8)
حداقل مسافت توقف در سرازیری
(11-9)
G عبارت از درصد شیب طولی راه می باشد. در محاسبات طراحی ضریب اصطکاک f را برای ایمنی بیشتر از مقادیری که برای جاده های خیس تعیین شده استفاده می نمایند. در جدول 11-2 حداقل مسافت جاده های خیس که برای طراحی به کار می رود نشان داد شده و ضمنا همان شرایط را هم در جاده های خشک تعیین نموده است.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  51  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله اندازه گذاری و تلرانس گذاری هندسی (GD and T )

اختصاصی از فی موو دانلود مقاله اندازه گذاری و تلرانس گذاری هندسی (GD and T ) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تلرانس گذاری بصورت مثبت و منفی ( اندازه اسمی + حد بالا و پایین ) نمی تواند به طور کامل تمام جزئیات ساخت یک قطعه را در نقشه نشان می دهد و در بسیاری موارد سازنده را دچار ابهام می کند . مثال زیر این نکته را روشن می نماید .
همانطور که در شکل دیده می شود برای تعیین موقعیت سوراخ باید مرکز آن نسبت به یک موقعیت معین مثلاً گوشه قطعه کار مشخص شود . فاصله مرکز از گوشه در راستای x و y برابر دو mm است . اما طبیعی است که این اعداد خود دارای تلرانسی هستند و نمی توانند اعداد و mm منظور گردند . لذا تلرانس آنها بصورت مثبت و منفی 005/0 mm تعیین شده است به این مفهوم که عدد mm 2 می تواند بین 995/1 الی 005/2 mm باشد بدین ترتیب مراکز سوراخ در یک محدوده مربعی شکل با ابعاد 010/0 در 010/0 mm جای می گیرد. به عبارت دیگر مرکز سوراخ دریلر بخشی از این مربع که قرار می گیرد ظاهرا قابل قبول است که البته این مشابه شبهه برانگیز است. نکته جالب تر اینکه دیگر اگر مرکز سوراخ روی محیط مربع قرار گیرد نیز ظاهرا باید مورد قبول باشد چنانچه این شرط را بپذیریم پس مرکز سوراخ می تواند روی گوشه های مربع نیز باشد که در این صورت فاصله آن از مرکز واقعی واصلی برابر یعنی 007/0 mm است که خارج از حد بالا و پایین تلرانس تعیین شده است. (005/0 ) کاملا واضح است که این نوع تلرانس است کافی ندارد و می تواند باعث سوالات زیادی شود؟
-آیا مرکز سوراخ می تواند در هر جایی در موقع تلرانسی قرار گیرد؟
- آیا مرکز سوراخ می تواند در روی محیط مربع تلرانسی نیز باشد؟
- آیا مرکز سوراخ می تواند در روی گوشه های مربع تلرانسی باشد؟
فرض کنید به جای آنکه از یک مربع برای تعیین محدوده تلرانسی استفاده نماییم از یک دایره برای این کار بهره ببریم. مثلا به نحوی روی مته مشخص نماییم که مرکز سوراخ می تواند هر جایی درون دایره ای به شعاع 005/0 اینچ باشد (طول مرکز اصلی سوراخ) بدین ترتیب چون دایره دارای ویژگی همان بودن تمام نقاط روی محیط آن است مشکل مربع و گوشه های آن حل خواهد شد. پس باید علاوه بر تلرانس های مثبت و منفی دوکار دیگر جهت تکمیل و روشن کردن موقعیت سوراخ انجام دهیم:
1-موقعیت دقیق مرکز سوراخ و محدوده تلرانسی آن را با یک علامت یا توضیح شرح دهیم
2-از تلرانس دایروی استفاده کنیم تا تلرانس گذاری مربعی شبهه برانگیز نباشد.
GD and T همین مطلب را دنبال می کند که اولا تلرانس گذاری دایروی را در نقشه اعمال کنیم ثانیا ویژگی های بخش های مختلف نقشه را کامل تر تعیین نماییم (نظیر موقعیت یک سوراخ و ...) این کار از طریق علائم و نشانه های استانداردی انجام می شود که در مبحث GD and T مورد بررسی قرار می گیرد.
تلرانس گذاری دایره ای که مبنای تلرانس گذاری در GD and T است جزئی ازاستانداردهای نظامی بوده است که درسال 1956 منتشر و توسط صنایع نظامی آمریکا مورد پذیرش قرار گرفت. این تکنیک اکنون با احتساب سال 2006 پنجاه سال است که بکار می رود. تدوین و کاربرد استاندارد GD and T فقط مختص کشور آمریکا نبود. امروزه استانداردهای GD and T درکشورهای مختلف صاحب صنعت بررسی و منتشر شده اند که اکثر علائم تلرانس گذاری در این استانداردها مشابه هستند وتنها در روش تعیین مبنا یا کاربرد علائم در نقشه ها با یکدیگر تفاوت هایی دارند. تعدادی از معروفترین این استانداردها عبارتند از: ( که مربوط به GD and T هستند)
انجمن استانداردهای ملی آمریکا (استاندارد GD and T )→ ANSI Y 14.5
انجمن استانداردهای انگلیس (استاندارد GD and T )→ BS 308 Part 111
انجمن استانداردهای کانادا (استاندارد GD and T )→ CSA B 78.2
سازمان بین المللی استانداردها (استاندارد GD and T )→ ISO R 1101
انجمن استانداردهای استرالیا ( استانداردهای GD and T )→ AS CZI Secti8
خلاصه مطلب آنکه هر نقشه ساخت حداقل باید شامل 3 داده اصلی زیر باشد :
1-شکل ومشخصات دقیق هندسی ( و در نتیجه تلرانسهای هندسی یعنی GD and T )
2-ابعاد و اندازه قطعه (و در نتیجه تلرانسهای ابعادی)
3-جنس مورد استفاده
تلرانسهای روی نقشه چه ابعادی و چه هندسی دارای اهمیت بسیار زیادی هستند چه بسا که که یک فرآیند تولید و ماشین آلات تولید ویژه ای را طلب کند و یا حتی نیاز به وسایل و سیستم های اندازه گیری خاص داشته باشد. بعنوان مثال اگر قطر یک پین بدون تلرانس هندسی فرم داده شود یک کولیس معمولی جهت اندازه گیری آن کافی است در حالیکه با اضافه شدن تلرانس هندسی نیاز به روش اندازه گیری و وسایل خاص خود دارد. سر آخر مثال دیگری در مورد نیاز به اعمال تلرانس هندسی که نقشه ارائه می گردد با ذکر این نکته که استفاده افراطی وبی ملاحظه تلرانسها (ابعادی یا هندسی) نیز مشکل ساز بوده و عملیات ساخت را پیچیده و هزینه ها را غیر معقول می سازد.
مثال دوم :
قطعه کار شکل زیر بصورت تلرانس مثبت و منفی اندازه گیری شده است.
به عبارت دیگر فاصله مرکز هر چهار سوراخ از لبه تحتانی قطعه کار mm 5 فاصله دارند و محدوده تلرانس 5.T و 4.9 می باشد. به نظر شما کدام یک از قطعه کارهای زیر مورد قبول هستند؟
تلرانس نهایی
4.9 + 0.3 = 5.2
Part 1

تلرانس نهایی
5.1 + 0.2 = 5.3
Part 2

Part 3

تلرانس نهایی
4.9 + 0.5 = 5.4
Part 4

چنانچه تنها به تلرانس مثبت و منفی توجه شود طبیعتا هر چهار قطعه در محدوده تلرانس تعیین شده قرار دارند اما فرم هندسی هر چهار قطعه نادرست است. و لذا منجر به افزایش میدان تلرانس می شوند. به عبارت دیگر باید علاوه بر تلرانس + و-توضیحاتی نیز در مورد هندسه دقیق کار تلرانس آن داده شود تا شبهه ای در مورد تلرانس نهایی حاصل نگردد.
در زمان G D and T علائم و مقادیر تلرانس در درون جدولی به نام جدول کنترل مشخصه جای می گیرند این جدول مستطیلی شکل بسته به موقعیت و شرایط به قسمت های مختلفی تقسیم می شودو علائم و مقادیر مختلفی در آن جای داده می شوند.
P E M D 1.5 M Ø
جدول کنترل مشخصه
در ادامه مفهوم هر یک از این علائم و اعداد شرح داده خواهد شد اما در این مرحله نحوه نمایش جدول مشخصه و اعمال آن به بخش مورد نظر از قطعه در نقشه ساخت و همچنین انواع جدول مشخصه می پردازیم :
جدول کنترل مشخصه معمولا با یکی از چهار روش زیر به منطقه مورد نظر از نقشه ساخت متصل می گردد و درباره آن توضیحاتی می دهد. در شکل زیر این چهار حالت مشاهده می شوند :
1)جدول کنترل مشخصه زیر اعداد اندازه و تلرانس آن قرار می گیرد و خط راهنما ( وفلش ) از بخش مورد نظر قطعه به عدد اندازه متصل می شود.
2)یک خط راهنما (دو فلش) از جدول به بخش مورد نظر قطعه متصل است.
3)یک ضلع یا گوشه جدول به یک خط راهنما، امتداد یافته از بخش مورد نظر قطعه کار، وصل می شود. در این حالت بخش مورد نظر قطعه کار باید یک صفحه باشد.
4)یک ضلع یا گوشه جدول کنترل مشخصه به امتداد خط اندازه گیری بخش مورد نظر از قطعه کار وصل می گردد.
نکته : جدول کنترل مشخصه محدود به قسمتی از قطعه است که به آن وصل شده است. مثلا اگر جدول کنترل به خطی که نشان دهنده یک سطح است وصل شود فقط آن سطح کنترل می گردد.
با توضیحات فوق شکل فوق الذکر باید بدین صورت تغییر گردد :
-جدول کنترل شماره(1) مختص به سوراخ به قطر mm5 است ( نه به خط چین فوقانی)
-جدول کنترل شماره (2) مختص به سطح جلویی پله دوم قطعه کار است.
-جدول کنترل شماره (3) تنها به سطح عقبی پله دوم قطعه کار مربوط است.
- جدول کنترل شماره (4) مربوط به کل پله مرور اول به نظر mm 10 است.
جدول مشخصه همواره از چپ به راست خوانده می شود. هر جدول حداقل باید شامل یک نماد یا علامت تلرانس هندسی و یک عدد برای آن تلرانس باشد. اولین خانه از سمت چپ همواره به علامت تلرانس هندسی تعلق دارد. خانه دوم از چپ متعلق به عدد یا مقدار تلرانس است. این تلرانس همواره تلرانس کلی است و مانند تلرانس گذاری مثبت از منفی نیست. خانه های بعدی نیز به حروف مشخص کننده بخشهایی از قطعه کار که مبنای ساخت محسوب می شوند متعلق می باشد.
P D A 1.5 M Ø
  علامت تلرانس هندسی
حروف مبنا
نکته : تعداد حروف مربوط به مبناها از یک تا 3 مورد متغیر است. در این بخش ترتیب الفبایی حروف اهمیت ندارند اما ترتیب رعایت و بررسی مبناها از چپ به راست است یعنی مبنای A ( در مثال فوق) مقدم بر D و P می باشد ( و الی آخر) به عبارت دیگر اولین حرف ازچپ، صفحه مبنایی اول، دومین حرف، صفحه مبنای دوم و سومین حرف صفحه مبنای سوم را مشخص می کنند که درباره مفهوم آنها شرح کلی در ادامه خواهیم داشت.
انواع جدول کنترل مشخصه :
1-جدول کنترل منفرد: این نوع جداول شامل یک نوع کنترل تلرانس برای یک بخش از قطعه کار هستند مانند
2-جدول کنترل ترکیبی : از دو یا چند جدول کنترل منفرد به هم پیوسته تشکیل می گردد. که به ترتیب روی هم چیده می شوند که باید به ترتیب از بالا به پایین و سطر به سطر خوانده شده روی بخش مورد نظر از قطعه کار بررسی گردند.
در نوع دیگری از این جداول ترکیبی فقط یک جدول موجود است اما به آن جدول علامت مبنا متصل شده است یعنی بخش مورد نظر از قطعه کار، پس از بررسی و صحت تلرانس یک صفحه مبنا خواهد بود.نمونه ای از این نوع جدول ترکیبی به شکل متقابل است :

3-جدول کنترل مرکب (کامپوزیت)
این جدول از سطرهای مختلفی تشکیل شده است ( نظیر جدول ترکیبی و با همان ترتیب خواندن) اما همه آنها مربوط به یک علامت تلرانسی هستند.
در این نوع جداول در سطر اول، مقدار حداکثر تلرانس و در سطر دوم مقدار تلرانس شبه تر و دقیق تری ارائه می شود به عبارت دیگر در کنترل مرکب فرض بر آن است که اولین سطر جدول کنترل، بزرگترین مقدار تلرانس هندسی مجاز را دارد بنابراین اگر بخش مورد نظر از قطعه کار درون محدود این تلرانس حداکثر قرار گیرد. باید تلرانس دقیق تر (سطر دوم ) نیز بررسی و از صحت آن اطمینان حاصل کرد تا بدین ترتیب تلرانس دقیق تر و در نتیجه مونتاژ صحیح تری حاصل شود.
نکته : جدول کنترل مرکب برای تلرانسهای هندسی راستا یا موقعیت به کار می روند که از انواع تلرانسهای هندسی می باشند و بعداً درباره آنها صحبت می شود.
پس از آشنایی با جدول مشخصه و در ادامه به بررسی علائم و نمادهای G D and T می پردازیم و ابتدار با علائم عمومی آن آغاز می کنیم :
علائم و توضیحات عمومی در G D and T
(1) Ø :
این علامت در G D and T نماد قطر دایره است که برای تشریح نواحی تلرانسی یا قسمت های دایروی واستوانه ای قطعه کار قبل از عدد تلرانس ( در جدول کنترل مشخصه ) به معنی غیر استوانه ای بدون ناحیه مورد بررسی از قطعه کار است ( به مثال شکل صفحه بعد توجه شود).
همانطور که ملاحظه می شود چون تلرانس 0:02 مربوط به یک ناحیه دایروی است قبل از آن علامت آورده است.

2) 15:0 علامت فوق که در حقیقت یک مستطیل به دور عدد اندازه است به علامت مطلق معروف می باشد ابعادی که دارای علامت مطلق هستند ابعاد مطلق نامیده می شوند و فاقد تلرانس هستند به عبارت دیگر از دقت بالایی برخوردار می باشند و لذا تلرانس های بسیار دقیق واختصاصی دارند که از تلرانسهای موجود در نقشه پیروی نمی کنند. همانطور که در مثال فوق دیده می شود موقعیت سوراخ از گوشه ها آنقدر دقیق است که ابعاد 10 و 15 بصورت مطلق مشخص شده اند فلذا تلرانسهای آن بطور ویژه باید داده شود ودرتولید آنها باید دقت فراوانی مبذول داشت تا موقعیت سوراخ بطور دقیق ایجاد گردد.
3) R :
شعاع یک دایره را مشخص می کند و بلافاصله بعد از آن عدد شعاع آورده می شود اگر از نماد R در نمایی از نقشه استفاده شود که شکل واقعی دایره مشاهده نمی گردد (مثلا در نمای جانبی یک سوراخ که بصورت مستطیل دیده می شود) عبارت Tme قبل از R اضافه می شود (TrueR = شعاع واقعی )
4) SR,SQ :
به ترتیب از راست به چپ نشان دهنده قطر و شعاع کره هستند .SQ می تواند قبل یا بعد از عدد اندازه نوشته شود اما SR قبل از عدد شعاع کره نوشه می شود .
5) 105:
علامت کمان بالای یک عدد نشان دهنده طول کمان است (طول یک سطح منحنی ) هنگامی که این نماد روی عددی قرار می یرد اندازه گیری خطی در طول کمان مجاز نیست.

6)
نماد مخروط است . یک مخروط به سه طریق قابل تعریف است 1- اقطار و نسبت مخروطی داده شود.
2-اقطار و زاویه راس با یک تلرانس پروفیل داده شود
3- اقطار به همراه ارتفاع داده شود.

7) نماد شیب است . توجه شود که شیب نسبت اختلاف ارتفاع یک انتهای مخروط به انتهای دیگر است و لذا بر حسب درجه نیست بر حسب mm ذکر می شود.

8) به ترتیب علامت خزینه مخروطی می باشند .
همانطور که در شکل مقابل دیده می شود سوراخها (4 عدد = 4X) به قطر mm2 با تلرانس 005/0 باید خزینه هایی تخت به قطر mm3 با تلرانس 003/0 داشته باشند و عمق خزینه I نیز mm 2 با تلرانس 015/0 است.
9)علامت عمق است که گاهی حروف اختصاری DP برای آن استفاده می شود که نمایش گر مقدار عمق کار است (شکل مقابل و مثال شکل قبل)
10) × :
علامت تعداد یک بخش از قطعه کار مثلا در مثال پایین صفحه قبل 8Y یعنی 8 سوراخ با شرایط ذکر شده ایجاد شوند.
11)  :
نمایش دهنده مقطعی مربعی شکل است. مثلا در شکل مقابل بخش اندازه گذاری شده مربعی با ابعاد mm 5 است.
12) CR :
علامت اختصاری شعاع کنترل شده، هرگاه روی منحنی این علامت قرار گیرد یعنی منحنی در محدوده تلرانس نباید هیچ اعوجاج و بی نظمی سطحی داشته باشد به مثال زیر توجه کنید :

13) ↔
علامت مابین است. در طرحهای این علامت دیده می شوند که تلرانس فقط به قسمتی از بخش اشاره شده باید اعمال گردد. مثلا بین دو بخش x و y.
14)
اگر تلرانس هندسی به صفحه مماس بر یک بخش از قطعه کار اعمال گردد این علامت در جدول کنترل مشخصه بعد از عدد تلرانس قرار می گیرد.
15-
علامت مبدأ اندازه گیری است و برای معرفی سطح یا بخشی از قطعه کار استفاده می شود که مبدأ اندازه گیری است. در حقیقت هنگامی که طرح قطعه کار پیچیده بود، تعیین موقعیت شروع اندازه گیری در آن مشکل باشد می توان محل مبدأ را با این علامت تعیین نمود. (شکل زیر)

16-
علامت حول محیط است بدین معنی است که تلرانس مربوطه به تمام محیط بخش مورد نظر از قطعه کار اعمال می گردد. (شکل زیر)

17-(21/20) :
هرگاه عدد اندازه، درون یک پرانتز قرار گیرد یعنی بُعد نشان داده شده بُعد مرجع می باشد این بُعد برای تعریف اندازه قطعه کار داده نمی شود بلکه مشخص کننده ارتباط بین بقیه ابعاد قطعه است. این بُعد را می توان بعنوان مثال، مرجع مونتاژ قطعه کار و یا مرجع جابه جایی قطعات متحرک منظور کرد. بدین ترتیب چون عملیات نسبت به این بعد اجرا می شود از بروز خطاهای ترکیبی نیز جلوگیری می شود.
18- - - - - - :
علامت خط زنجیری است و هنگامی در نقشه به کار می رود که طراح فقط بخشی از یک سطح یا ناحیه را مد نظر دارد. (مثلا به عنوان تکیه گاه)
19-تصحیح کننده ها :
نماد و علائمی هستند که جهت تصحیح و اصلاح تلرانس داده شده به کار می روند. سه تصحیح کننده به شرح زیر وجود دارد :
1-19 :
نماد تصحیح کننده حداکثر مقدار ماده ( Maximum material condition ) یا شرط حداکثر مقدار ماده است. اگر این شرط در کنار تلرانس داده شود بدین معنی است که بعد از اعمال تلرانس در بخش مورد نظر حداکثر مقدار ماده (بیشترین وزن) باید باقی بماند. مثلا اگر سوراخی در قطعه کار ایجاد می شود سوراخ باید کوچکترین مقدار خود را در محدوده تلرانسی داشته باشد تا بیشترین ماده از قطعه کار باقی بماند ( و ماده کمتری از آن جدا شود) یا در مورد یک پین باید آنرا درحداکثر قطعه کار ممکن در ناحیه تلرانسی تولید کرد.

کاربرد این تصحیح کننده در طرح هایی است که در آنها لقی برای مونتاژ قطعه کار نیاز است مثلا فرض کنید پینی باید در یک سوراخ مونتاژ گردد چنانچه پین در شرایط باشد برای جازدن آن در سوراخ با انطباقهای مختلف دچار مشکل نخواهیم شد چرا که بین حداکثر مقدار ماده را دارد و هنوز جای اصلاح و تصحیح دارد.
2-19 :
نماد حداقل مقدار ماده ( Least material condition ) است و دقیقاً عملکردی عکس شرط دارد.
به عبارت دیگر باید کمترین مقدار ماده پس از انجام عملیات و اعمال تلرانس در قطعه کار باقی بماند کاربرد این تصحیح کننده در طرحهایی است که یک قطعه کار در این طرح موقعیت دهی می شود یا ماده باید حداقل ضخامت را داشته باشد و مثلا سوراخهایی که نزدیک لبه یا گوشه قطعه کار هستند و بُعد بحرانی دارند.
یک مثال از شرایط زمانی است که می خواهیم به فرض با چهار پین یک قطعه کار مستطیلی شکل را موقعیت دهی کنیم (شکل مقابل)
اگر چهار سوراخی که روی صفحه مبنا ایجاد می شود ( تا پین ها قرار درون آنها قرار گیرند) در شرایط LMC تولید شوند طبیعتاً پین ها بیشتر به قطعه کار نزدیک می شوند (تماس بین پین و قطعه کار زیاد می شود) و در نتیجه موقعیت دهی قطعه کار دقیق تر خواهد بود.
3-19 RFS :
RFS در حقیقت هیچ تصحیحی روی تلرانس انجام نمی دهد اما بعنوان یک تصحیح کننده مطرح می گردد. RFS یا Regardless of feature size (مستقل از اندازه طرح) نشان دهنده آن است که هیچ تغییری در تلرانسهای داده شده توسط طراح نباید ایجاد گردد به عبارت دیگر تلرانس را دقیقاً به مقدار تعیین شده توسط طراح محدود می کند. بنابراین عامل بسیار محدود کننده ای است.
کاربرد RFS در طرحهایی است که مقدار مجاز تلرانس بحرانی است و تغییر آن مشکل ساز خواهد بود ( هزار خارها، چرخدنده ها و انواع قطعات پرسی می توانند از قطعاتی باشند که تغییر تلرانس آنها امکان پذیر نیست و ابعاد بحرانی دارند چرا که طراح نمی تواند برای آنها لقی یا تلرانس اضافه ای جهت درگیری قطعات یا مونتاژ آنها منظور کند)
نکته 1
اعمال هر یک از شرایط تصحیح کننده با نظر طراح و بر حسب شرایط قطعه کار و مونتاژ یا کار آن اجرا می گردد و نیاز به بررسی و مشورت دارد. علائم تصحیح کننده در جدول کنترل و بعد از مقدار تلرانس یا حروف مبنا قرار می گیرند.
نکته 2 : اگر تلرانس یا حرف مبنا مثلا با علامت MMC تصحیح گردد، تلرانس مشخص شده در جدول کنترل مشخصه تنها زمانی باید استفاده شود که جزء مورد بررسی در اندازه MMC ساخته شده باشد. اگر اندازه جزء مورد بررسی از اندازه MMC تغییر کند به مقدار تلرانس هندسی تعریف شده در جدول کنترل مشخصه اضافه می شود. این تلرانس افزوده شده را تلرانس جایزه می گویند.
20 :
نماد ناحیه تلرانسی تصویر شده است. هرگاه بعد از مقدار تلرانس این نماد در جدول کنترل قرار گیرد یعنی تلرانس باید در یک ارتفاع یا ناحیه معینی بررسی شود.

مثلا در شکل مقابل محور سوراخ باید 0.500 میلی متر بالای سطح سوراخ مورد بررسی قرار گیرد تا در میدان تلرانس قرار داشته باشد.
همانطور که در شکل مقابل دیده می شود اگر قطر سوراخ 0.5.5 باشد، تلرانس موقعیت 0.014 اعمال می شود. اگر قطر سوراخ شماره 2 برابر 252 باشد از مقدار MMC به میزان0.010 فاصله وجود دارد پس تلرانس جایزه برابر این اختلاف (0.010 ) به تلرانس موقعیت مستقیماً اضافه می شود و بنابراین تلرانس موقعیت به جای 0.014 خواهد شد. به تلرانس 0.024 تلرانس افزوده گفته می شود. تلرانس افزوده موقعیت می تواند به عنوان اختلاف اندازه یک مبنا از اندازه MMC بدست آید ( در صورت انحراف اندازه مبنای B از مقدار MMC تلرانس افزوده تا 0.020 خواهد بود)
بررسی مبناها
قبل از بررسی انواع تلرانسهای هندسی به بررسی انواع مبناها در GD and T می پردازیم همانطور که قبلا ذکر گردید، حروف مشخص کننده مبنا درجدول کنترل مشخصه و از یک تا 3 حرف قابل درج می باشند.
مبنا از نظر تئوری، خط، سطح یا حجمی است که به عنوان مبدأ تلرانس داده شده مورد استفاده قرار می گیرد به عبارت دیگر تلرانس هندسی باید نسبت به مبدأ تعیین شده اندازه گیری شود. مبنا باید طوری مشخص گردد که هر فردی نقشه را همانطور که طراح مدنظر داشته اشت تفسیر نماید. مثلا در شکل زیر قطعه کار نسبت به سه سطح به ترتیب D ، E و سپس P باید موقعیت دهی گردد. بنابراین محدوده تلرانس سه بعدی است یعنی تلرانس هندسی داده شده در یک محدوده استوانه ای باید بررسی شود ( یعنی در سرتاسر سوراخ) اگر فقط دو صفحه E و P داده می شد محدوده تلرانس دایروی بود اما مبنای D در حقیقت محور سوم مختصات است که باعث سه بعدی شدن ناحیه تلرانسی می گردد. طبیعی است که موقعیت یک سوراخ حداقل باید نسبت به دو مبنا (مثلا دو گوشه از کار) بررسی گردد و لذا بررسی موقعیت سوراخ به دو مبنا جهت اندازه گیری نیاز دارد. ( D مبنای اول، E مبنای دوم و P مبنای سوم است) همانطور که قبلا ذکر شد نیازی نیست حروف مبنا حتماً به ترتیب حروف انگلیسی به کار رونداما تقدم آنها از چپ به راست دارای اهمیت است.
همه اندازه گیریها، تنظیمات و بازرسی ها با سه صفحه عمود بر هم فوق الذکر انجام می شوند که در حقیقت یادآور فیکسچری هستند برای جهت دهی قطعه کار (نظیر قانون سه، دو، یک در قید و بندها)
انواع مبنا
1-مبنای هدف ( Target Datum )
این مبنا برای جهت دهی به قطعات نامنظم به کار می رود. نقطه، خط و یا سطح را می توان به عنوان مبنای هدف تعیین کرد. علامت این مبنا یک دایره است که با خط افقی از وسط نصف شده است که حرف مبنا در نیمه پایینی نوشته می شود. اگر این مبنا یک سطح گرد باشد، قطر سطح گرد در نیمه بالا ذکر میشود در غیر این صورت خالی باقی می ماند.
علامت مبنای هدف با یک خط راهنما (پرنازک) به مبنا متصل می گردد.

اگر از خط ندید (خط چین) به جای خط راهنما استفاده گردد بدین معنی است که مبنا در پشت قطعه یا به فاصله دوری از قطعه قرار گرفته است ( شکل مقابل).

معمولا مبنای هدف روی قطعات ریخته گری شده، فورج شده یا جوشکاری شده که انتخاب مبنا مشکل است قرار داده می شوند.
مثالهایی از انواع مبنای هدف :
الف) نقطه :
نقطه بصورت ضربدر ( × ) معین شده و با یک خط راهنما به علامت مبنای هدف وصل می شود. موقعیت این نقطه نیز باید با ابعاد مطلق تعیین شود ( شکل فوق) موقعیت نقطه هدف در نمایی روبرو تعیین می گردد. اما اگر نمای روبرو در نقشه نبود باید موقعیت نقطه در دو نمای دیگر قرار داده شوند.

ب) خط:
خط را یا به صورت خط چین (در نمای روبرو) یا با ضربدر ( در نماهایی غیر از نمای روبرو) مشخص کرده به علامت مبنا متصل می کنند. در شکل فوق خط مبنا با خط نقطه چین به علامت مبنا وصل شده است.
اما در شکل زیر خط با یک ضربدر معلوم شده است. موقعیت خط باید بصورت مطلق تعیین گردد. (شکل مقابل)

پ)سطح
سطح در هدف مبنا با یک دایره خط چین همراه با هاشورهایی در داخل دایره مشخص می شود اندازه سطح گرد در نیمه بالایی نماد مبنا به همراه علامت قطر ( Ø) داده می شود.
برای وضوح بیشتر کاربرد مبنای هدف قطعه کار نامنظم و با سطح پیچیده مثال زده شده است. مشخص است که برای تشخیص این سطح باید چندین نقطه در راستای آن به عنوان مبنا معلوم شود که امروزه با دستگاههای پیشرفته CMM اندازه گیری و کنترل موقعیت آنها براحتی قابل انجام است. به عبارت دیگر مشابه بسیاری از قطعات پیچیده، هیچ سطحی را نمی توان به عنوان مبنا منظور کرد چرا که خود سطح نیاز به تعریف دارد و مبنای معینی ندارد لذا با چند قطعه مبناهایی منظور می گردد. چنانچه همه مبناها در نقشه از نوع مبنای هدف باشند درج علامت مبنای هدف ( ) نیازی نیست(شکل زیر)

2-مبنای جزیی ( Partiol Datums )
گاهی اوقات به مبنایی روی یک سطح و نه لزوماً در تمام سطح نیاز می باشد (نظیر قطعات جوشکاری یا ریخته گری شده) به عبارت دیگر بخشی از یک سطح بعنوان مبنا نیاز می باشد. این کار با نماد خط زنجیری و هاشورهایی روی سطح مبنا صورت می گیرد. از جمله ویژگیهای مبنای جزیی آن است که اثر نقایص ایجاد شده بروی کل سطح نظیر مشکلات ماشینکاری یا هندسی کاهش می یابد چرا که فقط بخشی از سطح بعنوان مبنا منظور می گردد ( شکل روبرو)

3-مبناهای اندازه دار( Datums of size )
هر طرح یا بخشی از قطعه کار که اندازه آن تلرانس داشته باشد(تغییر اندازه حقیقی) می تواند بعنوان مبنای اندازه دار انتخاب گردد (سوراخ، شکاف، شیار، پین، خط باریک و غیره). در این نوع مبنا چون تغییر اندازه شرایط، لازم است.
در شکل مقابل مبناهای B و A هر دو مبناهای اندازه دار هستند چرا که قطر در تلرانس معینی تغییر دارد.

نکته 1 : گاهی اوقات در جدول کنترل مشخصه و در مقابل حروف مبنا از تصحیح کننده ها استفاده می شود ( ) همانطور که گفته شد چنین مبناهایی اندازه دار هستند و لذا باید همراه تصحیح کننده مناسبی به کار روند. در چنین حالتی باید به آن مبنا اهمیت بیشتری داد. ضمناً اگر از MMC یا LMC استفاده نشود یعنی شرایط RFS برقرار است.
نکته 2 : برای نام گذاری مبنا می توان به جای حروف انگلیسی تنها (D,C,B,A و غیره) از حرف و عدد ( D4, B3,A2,A1 و .... ) یا دو حرف کنار هم ( BB,AA و غیره) استفاده کرد. اما چنانچه بین دو حرف یک خط قرار گیرد A-B یعنی تلرانس مربوطه باید در آن واحد و بطور هم زمان نسبت به دو مبنای A و B کنترل شده برقرار باشد.
نکته 3 : گاهی اوقات و پس از بررسی تلرانس هندسی در مورد یک بخش از قطعه کار، آن بخش بصورت مبنا در نقشه مطرح می گردد.

در شکل فوق 4 سوراخ با قطر مربوطه و تلرانس هندسی مذکور در شرایط MMC قرار دارند. این چهار سوراخ توأمان مبنای A یا الگوی مبنای A را تشکیل می دهند. در ادامه به بررسی انواع تلرانس های هندسی می پردازیم. لازم به ذکر است که هر تلرانس هندسی دارای نمادی است که باید در اولین خانه از سمت چپ جدول کنترل مشخصه قرار داده شود تا نوع تلرانس معین گردد.
انواع تلرانسهای هندسی
تلرانسهای هندسی به سه گروه تقسیم می شوند :
1-تلرانسهای هندسی فرم
2- تلرانسهای هندسی راستا
3- تلرانسهای هندسی مکان
همانطور که از نام تلرانسها مشخص است تلرانس های فرم، درستی شکل و فرم اجزای قطعه کار را بررسی می کنند، تلرانسهای راستا به بررسی جهت و راستای اجزای قطعه کار اختصاص دارند و بالاخره تلرانسهای مکان، موقعیت و وضعیت اجزای قطعه کار را تعیین می کنند طبیعی است که تلرانسهای راستا و مکان باید نسبت به یک مبنا و مرجعی تعیین شوند به عبارت دیگر این دو نوع تلرانس نیازمند تعیین مبنا در جدول کنترل مشخصه هستند. اما تلرانسهای فرم تنها صحت شکل قطعه کار را بررسی می نمایند و لذا نیازی به تعریف سطح مرجع و مبنا ندارند.
پس از آشنایی با این سه نوع تلرانس هندسی شما دو سری تلرانس برای کار روی نقشه در اختیار خواهید داشت. تلرانسهای ابعادی (مثبت و منفی) و تلرانسهای هندسی که این تلرانسها جزء الزامات و مرتبط با یکدیگر هستند. بدین ترتیب با کمک این دو سری تلرانس می توان به تعریف دقیق قطعه کار و اجزای آن پرداخت و در نتیجه عملیات ساخت و تولید دقیقتری نیز حاصل میگردد.
الف : تلرانسهای هندسی فرم
1-راستی : ( Straightness ) نماد : ــــــــ ( یک خط راست )
تعریف : یک جزء یا المان خطی از یک سطح یا یک محور از یک شکل هندسی باید راست باشد
مثال : برای قطعات تخت

برای قطعات گرد

نکته : راستی در مورد قطعات گرد حول تمام سطح (سرتاسر محور) اعمال می گردد اما در قطعات تخت فقط برای سطح مشخص شده بررسی میشود.
تفسیر : المان خطی یا محور جزء مشخص شده از قطعه کار باید در فضایی بین دوخط راست موازی با فاصله ای به اندازه مقدار تلرانس قرار بگیرد بدین ترتیب سطح معین شده می تواند دارای هر شکلی ( شبکه ای، مقعر، محدب ) باشد. اما در محدوده تلرانس معین شده باید قرار بگیرد :
حالت های مورد قبول برای مثال قطعات تخت
همانطور که در شکل مقابل ملاحظه میشود سطح معین شده (فوقانی) در مثال قطعات تخت بین دو خط موازی به فاصله 0.5mm قرار دارند. بنابراین هر سه شکل مقابل در محدوده تلرانس هندسی قرار دارند و مورد قبول می باشند هر چند که شکل آنها کاملا به مقطع مستطیلی نزدیک نیست. در مثال مربوط به قطعات گرد، محور قطعه می تواند هر فرمی داشته باشد اما نباید از محدوده تلرانسی تعیین شده خارج گردد (مثل شکل مقابل)

توجه :
تلرانس راستی در نمایی از نقشه که المان مورد کنترل (سطح یا محور ) بصورت یک خط راست است نمایش داده می شود. ضمناً اگر تصحیح کننده در جدول کنترل مشخصه بکار رود ( مثلا یا ) جدول تلرانسی داده می شود که بر اساس آن تلرانس هندسی تعیین می گردد (جدول پایین صفحه)
اندازه گیری راستی : همانطور که در شکل زیر دیده میشود قطعه کار باید روی دو پایه هم ارتفاع قرار گیرد. سپس برای بررسی راستی قطعه، سوزن ساعت اندازه گیری باید در زیر قطعه کار و عمود بر محور کار قرار گیرد و در تعدادی از نقاط ( در راستای محور کار) عدد نشان داده شده توسط ساعت ثبت شود. بیشترین مقدار قرائت، خطای راستی خواهد بود. جهت اطمینان می توان قطعه کار را دوران داد و عملیات را روی قطعه کار تکرار کرد. چنانچه بخواهیم اندازه گیری راستی را مطابق شکل دوم با حرکت دادن سوزن ساعت اندازه گیری روی قطعه اجرا کنیم، تغییرات احتمالی قطر قطعه کار در بررسی عدم راستی تأثیر می گذارد. باتوجه به اینکه محور کار در عمل وجود مادی ندارد به اجبار از سطح بیرونی استوانه برای بررسی راستی استفاده می شود به همین دلیل قبل از بررسی راستی محور باید راستی سطح، گردی و مخروطی بودن سطح بررسی شود تا خطایی در راستی حاصل نشود.
جدول تصحیح تلرانس
تلرانس هندسی اندازه برای 0.2 12.5
0.5 12.3
0.6 12.4
0.7 12.5
0.8 12.6
0.9 12.7
اگر شرایط پین مثال بالای صفحه باشد ( 12.7 Ø ) تلرانس تا 9/0 قابل افزایش است و اگر باشد ( 12.3 Ø ) تلرانس هندسی 0.5 mm است.
2- تختی: (Flatness) نماد: (متوازی الاضلاع)
تعریف: تمام المانها یا اجزاء تشکیل دهنده سطح باید درون یک صفحه قرار بگیرند.
توجه: این تلرانس در مورد سطح اعمال می گردد.
مثال:
در تلرانس تختی سطح مورد نظر باید بین دو صفحه راست موازی که فاصله آنها به میزان عدد تلرانس است قرار بگیرد (ناحیه تلرانسی). جدول تنزل مشخصه در نمایی از نقشه قرار داده می شود که جزء مورد بررسی به صورت یک خط مستقیم دیده شود.
اندازه گیری تختی: برای اندازه گیری تختی باید قطعه کار روی سه بلوک هم اندازه قرار گیرد (این سه بلوک روی صفحه صافی هستند) سپس به کمک ساعت اندازه گیری کل سطح مورد نظر پیمایش می شود در هیچ حالتی نباید مقدار نشان داده شده توسط ساعت از عدد تلرانس بیشتر گردد. توجه شود که تراز بودن سطح مورد بررسی دارای اهمیت زیادی است چرا که در غیر این صورت ممکن است عدم توازی سطح زیرین باعث خروج از تختی مجازی سطح مورد بررسی (فوقانی) گردد. برای همین توصیه می شود به جای بلوک از پایه های پیچی در زیر قطعه کار استفاده شود تا کار قابل تراز کردن باشد.
3- گردی یا دایره ای بودن (Circularity) نماد: (دایره)
تعریف: تمام نقاط یک مقطع از یک سطح مدور در راستای عمود بر محور مشترک همه نقاط، دارای فاصله میانی از محور باشند.
مثال:
تلرانس گردی فاصله میان دو دایره هم مرکز است که مبین تلرانس قطعه کار می باشند. به عبارت دیگر، تلرانس گردی یک تلرانس شعاعی است. دایره بزرگتر از ناحیه تلرانسی باید به سطح حقیقی مقطع مورد بررسی مماس باشد. در حقیقت مرز بیرونی ناحیه تلرانس که دایره بزرگتر است باید از max نقاط روی سطح قطعه عبور کند و قطر مرز داخلی یا دایره کوچکتر برابر است با:
عدد تلرانس 2 – قطر دایره بزرگ
در حقیقت مقدار تلرانس در شعاع دایره ها تأثیر دارد و دو برابر تلرانس در قطر آنها. جدول کنترل مشخصه معمولاً در نمایی از نقشه داده می شود که نمای کلی قطعه کار باشد.
اندازه گیری:
برای تست گردی قطعه کار بین دو مرغک سنتر (مرکز) می شود و سپس در مقطع مورد نظر به کمک ساعت گردی آن چک می شود. ساعت در یک موقعیت صفر می شود و قطعه کار یک دور چرخانده می شود. بیشترین مقدار نشان داده شده توسط ساعت خطای گردی است. برای کنترل دقیق تر،

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله    83صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید