تحلیل مخازن استوانه ای ساخته شده از مواد هدفمند تحت بارهای مکانیکی و حرارتی

در این مقاله به تحلیل مخازن استوانهای ساخته شده از مواد هدفمند ١ تحت بارهای مکانیکی و حرارتی بهصورت تقارن محوری پرداخته شده است . توزیع خواص مکانیکی مواد در راستای ضخامت پیوسته و به صورت تابع توزیع توانی در نظر گرفته شده است . با نوشتن معادلات موضعی تعادل در مختصات استوانهای، دستگاه معادلات دیفرانسیل کوپل با مشتقات جزئی و ضرایب متغییر بدست آمده است که برای حل آن از روش اجزاء محدود بهره گرفته شده است . به منظور دستیابی به مدل اجزاء محدود دقیق استوانه با توزیع پیوسته و دلخواه خواص مکانیکی در راستای ضخامت و اجتناب از محدودیت در نسبت ضخامت به شعاع، المان خاص FGM تعریف شده است . بارگذاری مکانیکی بهصورت فشار داخلی و بارگذاری حرارتی بهصورت اختلاف درجه حرارت سطح داخلی نسبت به سطح خارجی برای انواع شرایط مرزی دو انتهای استوانه در نظر گرفته شده و نمودارهای توزیع تنش رسم شده است . در نهایت، این نتایج با حل تحلیلی بدست آمده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول مقایسه شده است که هماهنگی خوبی را نشان میدهد . نتایج حاکی از آن است که توزیع تنش در مخازن استوانهای ساخته شده از مواد FG ، به نوع مواد و نحوة توزیع خواص آن وابسته است که می - توان از آنها برای کنترل توزیع تنش و دما استفاده نمود