تحلیل ترموالاستیک کره لایه ای ساخته شده از مواد هدفمند تحت بار مکانیکی و حرارتی

بر اساس منابع علمی در دسترس، تحقیقات انجام شده در مورد تحلیل ترموالاستیک پوسته ها ی کروی، فقط برای پوسته های تک لایه و بدون در نظر گرفتن اثر وابستگی خواص مادی به دما بوده و همچنین در بیشتر کارهای صورت گرفته، قانون انتقال حرارت فوریه به کار رفته است. در این پایان نامه، تحلیل ترموالاستیک پوسته های کروی لایه ای با لایه های هدفمند مدرج تحت بار مکانیکی و حرارتی متقارن محوری بر اساس تئوری الاستیسیته انجام شده است. به منظور در نظر گرفتن اثرات محدود بودن سرعت انتشار موج انتقال حرارت، از معادله انتقال حرارت هدایت غیرفوریه برای بدست آوردن توزیع دما در پوسته استفاده گردیده است. علاوه بر انتقال حرارت جابجایی، در سطوح داخلی و خارجی پوسته انتقال حرارت تشعشعی نیز در نظر گر فته شده است. خواص مادی وابسته به دما بوده و به صورت پیوسته در راستای ضخامت تغییر می-کنند. پوسته در جهت شعاع به تعدادی زیر لایه تقسیم شده و پس از بیان معادلات حاکم برای هر زیر لایه و شرایط سازگاری در بین لایه ها، روش دیفرانسیل کوادریچر به عنوان یک روش دقیق و به لحاظ محاسباتی کارآمد برای تجزیه معادلات حاکم، شرایط سازگاری و مرزی به کار رفته است. برای تجزیه معادلات حاکم در بعد زمان، از روش دیفرانسیل کوادریچر افزایشی استفاده شده است. سیستم معادلات دیفرانسیل غیر خطی حاصل به کمک روش نیوتن-رافسون حل شده اند. علاوه بر این، تحلیل ترموالاستیک ماندگار پوسته های کروی لایه ای با لایه های هدفمند مدرج احاطه شده توسط یک محیط ارتجاعی نیز با روش ذکر شده مورد تحلیل قرار گرفته است. در حالت خاص پوسته با یک لایه هدفمند مدرج حل تحلیلی نیز ارائه گردیده است. صحت فرمولاسیون و روش حل با بررسی همگرایی و انجام مقایسه نتایج با دیگر مراجع در دسترس نشان داده شده است. سپس مطالعه پارامتری برای بررسی اثرات بارگذاری ترمومکانیکی، پارامتر های مادی، وابستگی خواص مادی به دما و همچنین شرایط مرزی تشعشعی بر توزیع دما، جابجایی شعاعی و تنش های پوسته کرو ی لایه-ای با لایه های هدفمند مدرج انجام پذیرفته است. نشان داده شده است که انتقال حرارت تشعشعی و وابستگی خواص مادی به دما می تواند تأثیر قابل ملاحظه ای بر رفتار ترموالاستیک پوسته داشته باشد. نتایج ارائه شده در این پایان نامه، می تواند به عنوان یک منبع علمی برای مقایسه توسط دیگر محققان مورد استفاده قرار گیرد. همچنین روش ارائه شده می تواند در تحلیل مسائل معکوس ترموالاستیک پوسته های کروی لایه ای با لایه های هدفمند مدرج مفید واقع گردد.