تحلیل ترموالاستیک استوانه های جدار کلفت چرخان fg با تغییرات توانی خواص به کمک تئوری تغییر شکل برشی

چکیده: پوسته ها به طور کلّی، سازه های خمیده ای هستند که از لحاظ رفتاری در برابر نیروها و لنگرها، از مقاومت مطلوب ویژه ای برخوردارند. مطالعه ی این رفتارها و بکارگیری تئوری های مختلف از گذشته ی نه چندان دور تا به امروز مورد توجه دانشمندان زیادی قرار گرفته و به دلیل فراوانی کاربرد، همچنان ادامه دارد. از میان انواع پوسته ها، پوسته های استوانه ای، اهمیت ویژه تری دارند و همواره دانش پژوهان به دنبال اعمال تغییرات بر روی جداره و مادّه ی این دسته از پوسته ها بوده اند که بتوانند مقاومت آنها را در برابر بارگذاری ها افزایش و وزن آنها را کاهش دهند. به همین منظور در این رساله سعی بر آن بوده تا به تحلیل استوانه های با ضخامت ثابت تحت بارگذاری های فشاری، دورانی و شار حرارتی با شرایط مرزی مختلف در حالت متقارن محوری بپردازیم، و تا آنجا که مقدور است اثر هر یک از این عوامل در جابه جایی ها و تنش های ایجاد شده در استوانه را مورد بررسی قرار دهیم. در ابتدا ضمن مروری بر تئوری های مربوط به این سازه ها به بررسی اجمالی کارهایی که تا کنون در این زمینه انجام شده است پرداخته و گذری به پیشینه ی پژوهش های صورت گرفته در رابطه با مواد fg خواهیم داشت. در بخش اوّل در ابتدا با استخراج معادلات حاکم بر استوانه های جدار ضخیم به کمک روش انرژی برای مواد ناهمگن (fg) با تغییرات توانی خواص در راستای ضخامت تحت بارگذاری فشاری و بدست آوردن معادلات نهایی، برای یک مسئله نمونه مقادیر جابه جایی شعاعی، جابه جایی محوری، تنش محوری و تنش برشی محاسبه شده و در ادامه جهت اطمینان، جواب های بدست آمده با نتایج حاصل از مدلسازی توسط نرم افزار انسیس مقایسه شده است. به منظور دست یافتن به اثر بارگذاری فشاری در این بخش نتایج حاصل از چند بارگذاری فشاری با مقادیر متفاوت نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش دوم با اضافه کردن دوران به بارگذاری فشاری اثر این عامل در جابه جایی و تنش های ایجاد شده در استوانه بررسی شده و مشابه بخش قبل پس از حل معادلات مربوطه پاسخ های حاصل از دو روش مذکور مورد مقایسه قرار گرفته است. در بخش سوم که به عنوان بخش پایانی در این رساله در نظر گرفته شده بارگذاری حرارتی را نیز به مجموعه ی بارگذاری ها اضافه می کنیم تا اثر این نوع بارگذاری نیز مورد بحث و بررسی قرار گیرد. مقایسه نتایج بین دو روش استفاده شده نشان میدهد که تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اوّل در بارگذاری اوّل و دوم از دقت خوب و قابل قبولی برخوردار است، هر چند که با اضافه شدن دوران به بارگذاری فشاری در سرعت های بالا از دقت حل تحلیلی کاسته می شود ولی با اضافه شدن شار حرارتی به مجموعه ی بارگذاری از دقت حل به حدی کاسته میشود که دیگر پاسخ های این روش قابل قبول نخواهد بود. عامل اصلی که می تواند به این مسئله دامن زده باشد فاصله گرفتن جابه جایی از فرض خطی در نظر گرفته شده توسط تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول است، و لذا لازم است برای رسیدن به پاسخ هایی با دقت بیشتر از تئوری تغییر شکل برشی با مرتبه های بالاتر استفاده کرد. واژگان کلیدی:استوانه های جدار ضخیم،تغییرات توانی خواص، تئوری تغییر شکل برشی