تحلیل کمانش حرارتی پوسته های نیم کره دارای برش شامل پیزوالکتریک

در این رساله از یک روش اجزاء محدود نیمه تحلیلی برای بررسی اثر پیزو الکتریکها برکمانش حرارتی پوسته های الاستیک دورانی مرکب بر مبنای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول (fosdt) استفاده شده است. روش اجزاء محدود نیمه تحلیلی یکی از مناسبترین روشها برای تحلیل سازه های دورانی متقارن می باشد که با کاهش حجم محاسبات در زمان کوتاهتری پاسخهایی قابل قبول ارائه می نماید. برای تخمین دمای کمانش حرارتی بحرانی بکمک معادله مقدار ویژه تحلیل خطی صورت می پذیرد. المان مورد استفاده در این تحلیل، المانی سه گره ای ایزوپارامتریک با پانزده درجه آزادی می باشد. تاثیر پارامترهایی از قبیل زاویه الیاف، نوع توزیع حرارت در امتداد ضخامت، میزان برش در راس پوسته نیم کره، نحوه چینش لایه های پیزو الکتریک، میزان بهره کنترلی و شرایط مرزی مورد بررسی قرار گرفته است. برای دانستن چگونگی رفتار پس از کمانش سازه، انجام تحلیل غیر خطی ضروری می باشد. بنابراین بمنظور تکمیل بحث و بعنوان کار جانبی با در نظر گرفتن تغییر شکلهای بزرگ، پس کمانش ترموالاستیک با هندسه غیر خطی برای پوسته های کامپوزیت استوانه ای و نیم کره نیز مطالعه شده است. تحلیل غیر خطی برای تعیین ارتباط میان ماکزیمم جابجایی و افزایش دما و محاسبه حداقل دمایی که منجر به کمانش پوسته می گردد، انجام شده است. در تحلیل غیر خطی از المانی سه گره ای مشابه حالت خطی اما با پنجاه و هفت درجه آزادی در هر المان استفاده شده است. با ترکیب روش نیوتن رافسون و طول کمان اقدام به حل معادلات غیر خطی شده است. برای بدست آوردن مسیر ثانویه تعادل بعد از نقطه انشعاب، روش مستقیم بمنظور وارد نمودن نقص اولیه بکار گرفته شده است. نتایج حاصل از کار حاضر با نتایج مراجع موجود، مورد ارزیابی قرار گرفته است. زاویه الیاف و میزان برش در راس نیم کره در نحوه توزیع تنشهای منتجه محوری و محیطی نقش بسیار مهمی را ایفا می نمایند. میزان بهره کنترلی و نحوه چینش لایه های پیزو الکتریک در تعیین مقدار دمای کمانش حرارتی تاثیر بسزایی دارد. در مقایسه تحلیل غیر خطی با تحلیل خطی دمای متناظر با نقطه انشعاب در نمودار پس کمانش ترموالاستیک غیر خطی با حداقل دمای کمانش بحرانی در نمودار تحلیل پیش کمانش خطی سازگاری مناسبی دارد که این مساله تطبیق نتایج حاصل از تحلیل خطی و غیر خطی را نشان می دهد.