تعیین توزیع بهینۀ ساختار استوانۀ دوار ساخته‌شده از مواد هدفمند بر اساس تنش‌های گرمایی- مکانیکی

در مقالۀ حاضر تحلیل حرارتی- مکانیکی یک استوانۀ دوار هدفمند مورد بررسی قرار گرفته است. بدین‌منظور نخست معادلات دیفرانسیل حاکم بر توزیع دما و جابه‌جایی برای یک استوانۀ هدفمند با فرض وجود شرایط کرنش صفحه‌ای و تقارن محوری گسترش یافته‌اند؛ سپس با درنظرگرفتن توزیع نمایی برای خواص فیزیکی، با استفاده از روش تحلیلی ابتدا معادلۀ دیفرانسیل حاکم بر توزیع دما حل شده و در مرحلۀ بعد، با استفاده از توزیع دمای به‌دست‌آمده و معادلۀ دیفرانسیل جابه‌جایی، رفتار مکانیکی استوانه تعیین شده است. سپس با استفاده از نتایج حاصله، نحوۀ توزیع بهینه مواد در شرایط کاری یکسان ولی با تغییر سرعت دورانی و یا تغییر فشار داخلی حاصل می‌گردد. در نهایت، نتایج برای حالت‌های مختلف ارائه شده و نحوۀ توزیع مواد بهینه برای داشتن بیشترین ضریب اطمینان با استفاده از منحنی‌های نتایج به‌دست‌آمده، تعیین شده‌اند.