بررسی اثر محیط هایگروترمال بر خزش وابسته به زمان در کره جدار ضخیم هوشمند تابعی مدرج

در این مقاله به بررسی اثر بارهای حرارتی و رطوبتی بر رفتار خزشی ماده پرداخته شده است و در نهایت یک حل تحلیلی برای بررسی رفتار خزشی وابسته به زمان در یک کره جدار ضخیم هوشمند تابعی مدرج ارائه شده است. خواص ماده، تابعی از شعاع هستند. در مرحله اول با استفاده از معادلات تعادل، حل معادله حرارت در شرایط کرنش صفحه‌ای و با استفاده از روابط تنش-کرنش، کرنش-جابه‌جایی، معادله‌ی دیفرانسیلی شامل کرنش‌های خزشی به دست می‌آید. پاسخ زمان صفر با حل معادله مذکور از طریق حذف کرنش‌های خزشی به‌دست می‌آید. در مرحله‌ی بعد با اضافه کردن کرنش‌های خزشی و با فرض ثابت بودن شرایط حرارتی، میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی و نرخ تنش‌های خزشی با حل یک معادله دیفرانسیل به دست می‌آیند. در نهایت با یک روش تکرار‌شونده می‌توان تنش‌های شعاعی و محیطی، جابه‌جایی شعاعی و میدانهای الکتریکی و مغناطیسی را برای هر زمان محاسبه کرد. در انتها اثر گذشت زمان بر رفتار سازه و پارامترهای تاثیرگذار مانند شرایط مرزی حرارتی و رطوبتی و ضریب ناهمگنی در مثال‌های عددی و نمودارها بررسی شده است و مشاهده می‌شود که اثر پدیده خزش بر رفتار ماده، قابل توجه است؛ به این صورت که با گذشت زمان، مقدار تنش محیطی و معادل به صورت نزولی-صعودی تغییر می‌کند. همچنین در این حالت، مقدار پتانسیل الکتریکی و مغناطیسی نیز پیوسته در حال رشد خواهد بود. علاوه بر این، در شعاع میانی، با افزایش ضریب ناهمگنی به میزان 47%، مقدار تنش محیطی در حالت خزشی، 53% افت می‌کند. همچنین با افزایش چهار برابری دمای داخلی، مقدار تغییرات جابه‌جایی شعاعی در حالت استاتیکی و خزشی در شعاع میانی، به ترتیب برابر با 183% و 20% خواهد بود.

investigating the effect of hygrothermal environment on the time-dependent creep evolution in a smart thick-walled functionally graded sphere

in this article, the effect of thermal and humidity loads on the creep behavior of the material has been investigated; finally, an analytical solution to analyze the time-dependent creep behavior in a smart thick-walled sphere with a graded function has been presented. the properties of the material are a function of the radius. in the first step, by using equilibrium equations, solving the heat equation under plane strain conditions, and using stress-strain, strain-displacement relationships, a differential equation including creep strains is obtained. the zero time response is obtained by solving the mentioned equation through the removal of creep strains. in the next step, by adding creep strains and assuming constant thermal conditions, electric and magnetic fields, and creep stress rates are obtained by solving a differential equation. finally, with an iterative method, radial and peripheral stresses, radial displacement, and electric and magnetic fields can be calculated at any time. finally, the effect of the passing of time on the behavior of the structure and influential parameters such as thermal and humidity boundary conditions and heterogeneity coefficient have been investigated in numerical examples and graphs and it can be seen that the effect of the creep phenomena on the behavior of the material is significant; in this way, the amount of peripheral and equivalent stresses change in a descending-ascending manner. also, in this case, the amount of electric and magnetic potential will also be continuously growing. in addition, in the middle radius, with a 47% increase in the inhomogeneity coefficient, the value of the peripheral stress in creep mode drops by 53%. also, with a four-fold increase in internal temperature, the value of changes in static and creep radial displacement in the middle radius will equal 183% and 20%.