تحلیل تنش‌های مکانیکی-حرارتی در دیسک‌های دوار با ضخامت و خواص متغیر در راستای شعاعی

چکیده: در این پژوهش ابتدا معادلات حاکم بر توزیع دما و تحلیل تنش‌های مکانیکی و حرارتی در یک دیسک دوار با ضخامت و خواص متغیر در راستای شعاعی استخراج می‌شوند. تمامی خواص مکانیکی و حرارتی ماده بر اساس یک تابع توانی تغییر می‌کنند بطوریکه که کسر حجمی ماده در راستای شعاعی بین دو مقدار دلخواه تغییر می‌کند. در استخراج معادلات حرارت، انتقال حرارت همرفتی از طریق سطوح دو طرف دیسک نیز در نظر گرفته می‌شوند و شرایط مرزی حرارتی دیسک به شکل شرایط دما ثابت در لبه‌ی داخلی و انتقال حرارت همرفتی در لبه‌ی خارجی دیسک در نظر گرفته می‌شود. تغییرات ضریب انتقال حرارت همرفتی در راستای شعاعی و وابستگی آن به سرعت زاوی‌های دیسک نیز در نظر گرفته شده‌اند. با توجه به پیچیدگی‌های موجود در معادلات، از روش تفاضلات مربعی برای حل تمامی معادلات استفاده شده و توزیع دما و مولفه‌های تنش و جابجایی در دیسک بدست خواهند آمد. در نهایت تاثیر چگونگی تغییرات ضخامت و خواص ماده در راستای شعاعی بر روی توزیع دما، تنش و جابجایی در دیسک بررسی می‌گردد. در نهایت با استفاده از مدل تامورا-توموتا-اوزاوا و از طریق مقایسه‌ی تنش‌ها با مقادیر مجاز بدست آمده، تسلیم یا عدم تسلیم در نقاط مختلف دیسک بررسی می‌گردد.