تحلیل ترموالاستیک غیرخطی استوانه FG با خواص تابع دما برپایه تئوری اغتشاش و روش مربعات دیفرانسیلی

نویسندگان

1 پژوهشگر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک، اصفهان، ایران

2 دانشیار، دانشگاه یاسوج، دانشکده مهندسی مکانیک، یاسوج، ایران

3 استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک، اصفهان، ایران

doi
10.22044/jsfm.2023.13315.3758
چکیده

در این مقاله تحلیل ترموالاستیسیته غیرخطی یک استوانه جدارضخیم تحت فشار داخلی انجام شده است. خواص ماده به صورت مدرج تابعی در راستای شعاعی و تابع دما در نظر گرفته می‌شود که سبب غیر خطی شدن معادلات انتقال حرارت هدایتی در استوانه می‌شود. در این تحقیق از تئوری اغتشاش برای حل معادلات غیرخطی انتقال حرارت استوانه استفاده می‌شود. شرایط مرزی دمایی استوانه به طور کاملاً دلخواه و به صورت ترکیبی از تحریک دما و شار حرارتی در نظر گرفته شده است. با استخراج میدان دمایی در ضخامت استوانه و اعمال تاثیر آن در معادلات تعادل الاستیسیته، میدان تنش و جابجایی در استوانه بدست می‌آید. برای گسسته‌سازی معادلات تعادل الاستیسیته حاکم بر مسئله و شرایط مرزی از روش عددی مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته (GDQ) استفاده می‌شود. جهت اعتبارسنجی روش، نتایج حاصل از حل معادلات در حالت خطی با نتایج مستخرج از منابع علمی دیگر مقایسه شده است که دارای انطباق قابل قبول و همگرایی مناسب می‌باشد. پس از آن تقریب‌های مرتبه صفر، مرتبه اول و مرتبه دوم دمایی استخراج و تاثیر آن بر تغییرات خواص مکانیکی ماده وابسته به دما و نیز توزیع تنش در راستای شعاعی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش اختلاف دما مابین سطوح داخلی و خارجی استوانه و برای رسیدن به دقت مناسب برای استخراج توزیع دما، باید از ترم‌های بیشتر از سری اغتشاشی استفاده نمود.