آمار
| تعداد نشریات | 4 |
| تعداد شماره‌ها | 157 |
| تعداد مقالات | 1,854 |
| تعداد مشاهده مقاله | 1,011,767 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 787,343 |
تحلیل تنش‌های مکانیکی-حرارتی در دیسک‌های دوار با ضخامت و خواص متغیر در راستای شعاعی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده ، انتشار آنلاین از تاریخ 19 آبان 1395 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2016.772 | ||
| نویسندگان | ||
کیوان ترابی  ؛ حسن افشاری
| ||
| دانشگاه کاشان | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش ابتدا با استفاده از قوانین انتقال حرارت یک بعدی و تئوری الاستیسیته دو بعدی، معادلات حاکم بر توزیع دما و تحلیل تنش‌های مکانیکی و حرارتی در یک دیسک دوار با ضخامت متغیر و خواص متغیر در راستای طولی استخراج می‌شوند. تمامی خواص مکانیکی و حرارتی ماده شامل مدول الاستیک، نسبت پواسون، چگالی، ضریب هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی در راستای شعاعی بر اساس یک تابع توانی تغییر می‌کنند؛ این تغییرات به شکلی که کسر حجمی ماده در راستای شعاعی بین دو مقدار دلخواه تغییر می‌کند. در استخراج معادلات حرارت، انتقال حرارت همرفتی از طریق سطوح دو طرف دیسک نیز در نظر گرفته می‌شوند و شرایط مرزی حرارتی دیسک به شکل شرایط دما ثابت در لبه‌ی داخلی و انتقال حرارت همرفتی در لبه‌ی خارجی دیسک در نظر گرفته می‌شود. به منظور افزایش دقت در تحلیل، تغییرات ضریب انتقال حرارت همرفتی در راستای شعاعی و وابستگی آن به سرعت زاویه ای دیسک نیز در نظر گرفته شده‌اند. با توجه به پیچیدگی‌های موجود در معادلات حرارت و تحلیل تنش، از روش عددی تفاضلات مربعی برای حل تمامی معادلات استفاده خواهد شد؛ از این طریق و توزیع دما و مولفه‌های تنش و جابجایی در دیسک بدست خواهد آمد. در نهایت تاثیر چگونگی تغییرات ضخامت و خواص ماده در راستای شعاعی بر روی توزیع دما، تنش و جابجایی در دیسک بررسی می‌گردد. همچنین با استفاده از مدل تامورا-توموتا-اوزاوا در مورد تسلیم مواد هدفمند و از طریق مقایسه‌ی تنش‌ها با مقادیر مجاز بدست آمده، تسلیم یا عدم تسلیم در نقاط مختلف دیسک بررسی می‌گردد. | ||
| کلیدواژه ها | ||
| تحلیل مکانیکی-حرارتی؛ دیسک دوار؛ مواد مدرج تابعی؛ مدل تامورا-توموتا-اوزاوا؛ روش تفاضلات مربعی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Thermo-mechanical stress analysis in a rotating radially graded FG-disc with non-uniform thickness | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Keyvan Torabi, Hassan Afshari | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper, according to one-dimensional heat transfer rules and two-dimensional elasticity theory, the set of governing equation on temperature and thermo-mechanical stresses in a rotating radially graded FG-disc with non-uniform thickness are derived. All mechanical and thermal properties of the material including elastic modulus, Poisson’s ratio, density and thermal conductivity and expansion coefficients are considered to be graded radially according to a power law function; The volume fraction changes in radial direction between two desired values. In thermal analysis, convention heat transfer through two sides of the disc are considered and thermal boundary conditions are considered as constant temperature at inner edge and convention heat transfer at outer one. In order to increase the accuracy of analysis, variation of convective heat transfer coefficient in radial direction and its dependency on the rotating speed are considered. Considering complexity in equations, differential quadrature method (DQM) is used as strong approach and both thermal and mechanical equations are solved numerically. Effect of various parameters such as rotating speed, variation of thickness and power law index on the distribution of temperature, stress and deflection of the disc are investigated. Also, based on the Tamura-Tomota-Ozawa model (TTO), yield strength of the disc is derived and its elastic and plastic parts are detected. | ||
| کلیدواژه ها [English] | ||
| Thermo-mechanical analysis, Rotating disc, Functionally graded materials, Tamura-Tomota-Ozawa model, Differential quadrature method | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 400 |
||
