تحلیل الاستیک مخازن جدار ضخیم استوانه ای دوار و کروی تحت فشار، ساخته شده از مواد fg با استفاده از روش حل سری توانی

امروزه با توجه به اهمیت و گستردگی کاربرد مخازن تحت فشار، هر کدام از عوامل مخرب با ایجاد توزیع نامناسب تنش می تواند منجر به از هم پاشیدگی سازه گردد. لذا انتخاب نوع ماده جهت ساخت مخازن از درجه اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. از این رو دانشمندان همواره در تلاش بوده اند که در صنایع جدید از موادی با خواص برتر نسبت به مواد همگن استفاده کنند. یکی از متداولترین نوع از این مواد، مواد مرکب می باشند. مواد مرکب از ترکیب دو یا چند ماده ناهمساز به وجود می آیند که خواص فیزیکی متفاوت و گاهی ناسازگار دارند. این عدم سنخیت رفتار مواد، باعث تمرکز تنش و ایجاد گسستگی در مرز لایه ها در اثر بارگذای توأم مکانیکی و حرارتی می شود. تغییر ناگهانی مواد مرکب و خواص آن، که موجب تغییر ناگهانی رفتار مواد بویژه در مرز لایه ها می گردد، از اشکالات عمده آنهاست. لذا ایده تغییر تدریجی خواص مواد پی ریزی شد. در مواد هدفمند fg که به صورت ناهمگن و همسانگرد می باشند، به دلیل پیوستگی موجود در خواص مکانیکی، حرارتی و مغناطیسی، تنش ها و گرادیان آنها حالت پیوسته ای پیدا می کنند که باعث استحکام ماده می شوند. یکی از متداولترین روش ها در مدل کردن خواص مکانیکی مواد fg، استفاده از یک تابع توانی یا نمایی برای چگونگی بیان توزیع پیوسته خواص در ماده می باشد. در این راستا هدف از انجام این پژوهش، تحلیل الاستیک مخازن جدار ضخیم استوانه ای دوار و کروی، تحت فشار یکنواخت داخلی ساخته شده از مواد هدفمند fg با استفاده از روش حل سری توانی می باشد. در این پایان نامه، تغییرات خواص ماده ناهمگن به صورت تابع نمایی فرض شده و رفتار ماده الاستیک خطی، همسانگرد است. در راستای انجام اهداف پایان نامه، تنش ها و جابجایی شعاعی متناظر برای مخازن جدار ضخیم در حالت های همگن و ناهمگن ارائه شده، تنش ها و جابجایی شعاعی به صورت تحلیلی (حل دقیق) به دست آمده است. نتایج طی یک مطالعه موردی، به صورت نمودارهایی ارائه شده و به منظور صحت سنجی، نتایج به دست آمده از حل تحلیلی با حل المان محدود که با استفاده از نرم افزار ansys 13 انجام شده، مقایسه گردیده است. ضمناً، در این پایان نامه با استفاده از روش حل سری توانی، روابط حاکم بر پوسته استوانه ای تحت فشار جدار ضخیم دوار و غیردوار متقارن محوری ساخته شده از مواد هدفمند fg، در حالت تنش صفحه ای، به عنوان فعالیت تکمیلی پژوهشی آورده شده است.