تحلیل ترموالاستیک پوسته‌‌های مخروطی شکل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی با استفاده از روش تفاضلات مربعی

در این تحقیق، تحلیل ترموالاستیک پوسته‌های مخروطی شکل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی با در نظر گرفتن انتقال حرارت همرفت، بر اساس تئوری الاستیسیته مورد بررسی قرار گرفته است. خواص مادی پوسته به‌ صورت وابسته به دما و تابع قانون توزیع توانی در نظر گرفته شده است. معادلات تعادل با استفاده از اصل کار مجازی به‌ دست آمده و با روش تفاضلات مربعی حل شده‌اند. بدین منظور از استراتژی انتقال جهت تبدیل دامنه فیزیکی مقطع پوسته به دامنه محاسباتی روش تفاضلات مربعی استفاده گردید. دقت روش با مقایسه نتایج برای پوسته استوانه‌ای و دیسک دوار نشان داده شد. اثر افزایش دما، ضریب انتقال حرارت همرفت، زاویه راس پوسته، سرعت زاویه‌ای، وابستگی خواص مادی به دما و پارامتر توزیع توانی، بر پاسخ پوسته بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش دما و ضریب انتقال حرارت، مولفه‌های پاسخ به شدت افزایش یافته و مقدار بیشینه تنش‌ها در جداره داخلی مخزن می‌باشد. مشخص گردید که جهت حصول به نتایج واقع بینانه، در نظر گرفتن وابستگی خواص مادی به دما بسیار حائز اهمیت می‌باشد. در حالتی‌که وابستگی به دما درنظر گرفته نشود، تنش‌ها بیشتر از مقدار واقعی محاسبه شده و موجب طرح غیر بهینه خواهد گردید. با افزایش زاویه راس پوسته، جابه جائی و تنش‌های نرمال افزایش یافته، ولی تنش برشی تا مقدار بیشینه افزایش یافته و سپس کاهش می‌یابد. همچنین، افزایش پارامتر توزیع توانی منجر به کاهش سختی موثر و افزایش مولفه‌های پاسخ پوسته می‌گردد. نشان داده شد که با افزایش سرعت زاویه‌ای، جابه جائی افقی کاهش یافته ولی تنش‌ها افزایش می‌یابند.