ضریب شدت تنش برای ترک نیم بیضوی طولی در یک استوانه جدار ضخیم تحت بارگذاری حرارتی هذلولوی

در این مقاله، ضریب شدت تنش برای یک ترک نیم بیضوی طولی در سطح داخلی یک استوانه جدار ضخیم به صورت تحلیلی و عددی تعیین شده است. استوانه به قدر کافی بلند درنظر گرفته شده است و تحت شوک حرارتی غیرفوریه ای (هذلولوی) سرمایشی در سطح داخلی به طور متقارن محوری قرار دارد. معادلات ترموالاستیسیته حاکم به صورت غیرکوپل حل شده اند. جواب تحلیلی معادله هدایت گرمایی پس از بی بعد سازی با روش جداسازی متغیرها استخراج می شود. ضریب شدت تنش برای عمق و گوشه های ترک با استفاده از روش تابع وزنی به دست می آید. نتایج، رفتار متفاوت ترک تحت شوک حرارتی هذلولوی نسبت به مدل فوریه را نشان می دهد. در زمان های ابتدایی اعمال شوک حرارتی، ضریب شدت تنش در عمق ترک به خصوص برای ترک های با عمق نسبی کمتر در مدل هذلولوی به طور قابل ملاحظه ای بزرگ تر از مدل فوریه است. ضریب شدت تنش عمق ترک برای دو مدل در ترک های نازک تر مقدار بیشتری است. در گوشه ترک نیز ضریب شدت تنش برای مدل هذلولوی همیشه بزرگ تر از مدل فوریه است. برخلاف بارگذاری مکانیکی، حداکثر ضریب شدت تنش ممکن است در گوشه ترک اتفاق بیفتد. مطابق نتایج، درنظر گرفتن مدل مناسب هدایت گرمایی در طراحی سازه ها تحت بار حرارتی گذرا اهمیت ویژه ای دارد.