بررسی تاثیر سرعت دورانی و مدول یانگ بر تنش تسلیم دیسک های دوار متشکل از مواد مدرج تابعی (FGM) با ضخامت متغیر

مواد مدرج تابعی (Functionally Graded Material) یا به اختصار FGM ، در علم مواد به موادیجدید و پیشرفته با ساختاری ناهمگن گفته می شود. خواص مکانیکی این مواد به طور پیوسته از یکسطح به سطح دیگر تغییر میکند و این تغییرات به وسیله تغییر تدریجی نسبت حجمی مواد تشکیلدهنده آنها ایجاد میشود. با توجه به کاربرد فراوان دیسک های دوار در صنعت و اهمیت مقاومت آنها دربرابر بارهای حرارتی و مکانیکی، در این پژوهش، بررسی تاثیر سرعت دورانی و مدول یانگ بر تنش تسلیمدیسک های دوار متشکل از مواد مدرج تابعی با ضخامت متغیر با استفاده از روش المان محدود انجام شدهاست. برای این منظور پس از بررسی مقالات موجود در این زمینه، یک بررسی کامل در مورد تئوری هایحاکم بر مواد مدرج تابعی ارائه شده و سپس شبیه سازی دیسک دوار تشکیل شده از مواد مدرج تابعی باضخامت متغیر انجام شده است. پس از مقایسه با مقالات موجود در این زمینه و اعتبارسنجی روش انجامشده، مشاهده شده که ماکزیمم مقدار تنش های شعاعی و مماسی در دیسک دوار، با افزایش سرعتدورانی، افزایش یافته و با افزایش مقدار مدول یانگ لایه داخلی دیسک، ماکزیمم مقدار تنش شعاعی دردیسک، در قسمت شعاع خارجی دیسک ثابت بوده و در سایر قسمت ها افزایش یافته است. همچنینمشاهده شده است که در حالتی که مدول یانگ لایه داخلی افزایش یافته، ماکزیمم تنش لایه داخلیحدود 15 درصد افزایش داشته، ولی در حالتی که مدول یانگ لایه خارجی افزایش یافته، ماکزیمم تنشلایه خارجی حدود 20 درصد افزایش داشته است.

Keywords:

ماده مدرج تابعی , دیسک دوار , سرعت دورانی , مدول یانگ , تنش تسلیم , ضخامت متغیر