تحلیل ترموالاستیک رفتار خزشی وابسته به زمان در استوانه جدار ضخیم چرخان از جنس مواد مگنتوالکتروالاستیک

در این مقاله به ارائه یک حل تحلیلی برای بررسی رفتار خزشی وابسته به زمان استوانه جدار ضخیم چرخان از مواد مگنتوالکتروالاستیک پرداخته شده است. ابتدا معادله دیفرانسیلی شامل کرنش های خزشی با استفاده از روابط تنش کرنش، کرنش جابجایی، معادله تعادل و حل معادله حرارت در حالت کرنش صفحه ای به دست می آید. در گام نخست با حذف کرنش های خزشی، یک حل تحلیلی برای معادله دیفرانسیل مذکور به صورت تحلیلی به دست می آید که در واقع پاسخ زمان صفر (ابتدایی) است. سپس با اضافه کردن کرنش های خزشی و با فرض ثابت بودن شرایط حرارتی، نرخ تنش های خزشی و میدان های الکتریکی و مغناطیسی با حل یک معادله دیفرانسیل به دست می آیند. در نهایت می توان تنش های شعاعی و محیطی، جابجایی شعاعی و میدان های الکتریکی و مغناطیسی را با استفاده از یک روش تکرارشونده برای هر زمان دلخواه محاسبه کرد. در پایان تاثیر گذشت زمان بر رفتار سازه و پارامترهای موثر همچون شرایط مرزی حرارتی، سرعت چرخش و شرایط مرزی الکترومغناطیسی در مثال های عددی به تفصیل بررسی شده اند.

Thermoelastic Time-Dependent Creep Analysis of a Rotating Thick-Walled Cylinder Made of Magneto-Electro-Elastic Materials

An analytical solution for the problem of timedependent stress redistribution of a piezomagnetic rotating hollow cylinder subjected to an axisymmetric thermomagnetoelectromechanical loading is derived for the condition of plane strain. A differential equation containing creep strains is found using the constitutive equations, equilibrium equation and solving heat equation in plate strain. In the first step, eliminating creep strains in the differential equation, an analytical solution for the differential equation is obtained. Then, by adding creep strains and assuming constant thermal conditions, the creep stress rates and electric and magnetic potential are obtained using solving a differential equation. Lastly, the history of stresses, radial displacement, magnetic potential, and electric potential during the time can be obtained using an iterative method. In the numerical examples, the effects of time passing on the structure behavior and the effective parameters such as thermal boundary condition, angular velocity, and electromagnetic boundary condition were investigated comprehensively.