تحلیل المان محدود و تئوری کارایی استفاده از مواد آگزتیک در قطعات تحت گرادیان های شدید دمایی

در این پژوهش تلاش شد پس از معرفی مواد با ساختار موسوم به آگزتیک1 (دارای ضریب پواسون منفی ) و خواص مکانیکی آنها، به بررسی کارایی استفاده از این مواد در قطعات صنعتی که تحت گرادیان های شدید دمایی قرار میگیرند پرداخته شود . نمونه ای از این قطعات، تجهیزات حساس نیروگاهی هستند که با گاز یا بخار بسیار داغ در تماس مستقیم هستند. ابتدا روابط تئوری به منظور محاسبه ی تنشهای ناخواسته ای که در اثر وجود گرادیان دمایی در قطعه ایجاد میشوند، استخراج شد. به منظور ساده سازی به جای هندسه های پیچیده، این روابط برای مدل ساده ی کروی به دست آمدند. با جای-گذاری مقادیر مختلف ضریب پواسون (به منظور مقایسه ی مواد آگزتیک و غیر آگزتیک )، منحنی تنش بر حسب ضریب پواسون برای این مدل به دست آمد. سپس یک مدل المان محدود از مدل تهیه شد و با اعمال شرایط مرزی، نتایج برای ضرایب پواسون مختلف به دست آمد. هم در مدل تئوری و هم در مدل المان محدود شاهد کاهش مقادیر تنش در ضریب پواسونهای منفی بودیم . نتایج به دست آمده نشان میدهند که استفاده از مواد آگزتیک میتواند موجب کاهش شکل گیری تنش های ناخواسته در اثر گرادیانهای دمایی در قطعات شود و به این ترتیب احتمال ایجاد و گسترش ترک در داخل و یا روی سطح آنها را کاهش دهد.

Keywords:

تحلیل المان محدود , آگزتیک , ضریب پواسون , گرادیان دمایی