تحلیل ترموالاستیک پوسته های مخروطی شکل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی با استفاده از روش تفاضلات مربعی

در این تحقیق، تحلیل ترموالاستیک پوسته های مخروطی شکل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی با در نظر گرفتن انتقال حرارت همرفت، بر اساس تئوری الاستیسیته مورد بررسی قرار گرفته است. خواص مادی پوسته به صورت وابسته به دما و تابع قانون توزیع توانی در نظر گرفته شده است. معادلات تعادل با استفاده از اصل کار مجازی به دست آمده و با روش تفاضلات مربعی حل شده اند. بدین منظور از استراتژی انتقال جهت تبدیل دامنه فیزیکی مقطع پوسته به دامنه محاسباتی روش تفاضلات مربعی استفاده گردید. دقت روش با مقایسه نتایج برای پوسته استوانه ای و دیسک دوار نشان داده شد. اثر افزایش دما، ضریب انتقال حرارت همرفت، زاویه راس پوسته، سرعت زاویه ای، وابستگی خواص مادی به دما و پارامتر توزیع توانی، بر پاسخ پوسته بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش دما و ضریب انتقال حرارت، مولفه های پاسخ به شدت افزایش یافته و مقدار بیشینه تنش ها در جداره داخلی مخزن می باشد. مشخص گردید که جهت حصول به نتایج واقع بینانه، در نظر گرفتن وابستگی خواص مادی به دما بسیار حائز اهمیت می باشد. در حالتی که وابستگی به دما درنظر گرفته نشود، تنش ها بیشتر از مقدار واقعی محاسبه شده و موجب طرح غیر بهینه خواهد گردید. با افزایش زاویه راس پوسته، جابه­جائی و تنش های نرمال افزایش یافته، ولی تنش برشی تا مقدار بیشینه افزایش یافته و سپس کاهش می یابد. همچنین، افزایش پارامتر توزیع توانی منجر به کاهش سختی موثر و افزایش مولفه های پاسخ پوسته می گردد. نشان داده شد که با افزایش سرعت زاویه ای، جابه­جائی افقی کاهش یافته ولی تنش ها افزایش می یابند.

Keywords:

تحلیل ترموالاستیک , پوسته مخروطی دوار , مواد مدرج تابعی , انتقال حرارت همرفت , روش تفاضلات مربعی