تحلیل تنش در مواد ویسکوالاستیک و کاربرد آن در سوخت جامد

در این مقاله تحلیل تنش در موتور یک موشک بررسی می شود. موتور این موشک دارای یک پوسته ی فولادی است که در داخل آن سوخت جامدی با سطح مقطع ستاره هشت پر قرار گرفته است. پوسته ی فولادی رفتار الاستیک دارد اما سوخت جامد داخل آن با رفتار ماده ی ویسکوالاستیک خطی تقریب زده می شود که بسیار نزدیک به واقعیت است. حل این مساله تحلیلی به کمک روش المان محدود انجام گرفته است. از آنجا که با گذشت زمان، سوخت می سوزد صورت مساله تابع زمان است، از طرف دیگر رفتار مواد ویسکوالاستیک نیز تابع زمان است، بهمین دلیل در تحلیل این مساله، زمان نقش اساسی دارد. دراینجا، این مساله که مرز متحرک هم دارد از طریق روش گام به گام زمانی حل شده است. در هر گام زمانی با اصلاح ماتریس سفتی جسم و بردار بار، تغییرات لازم به مساله حل می شود. این روش تا گام آخر پیش می رود تا مقدار و نحوه توزیع تنش در هر منطقه از پوسته و گرین سوخت جامد بدست آید. این تحلیل یک گام مهم در طراحی پوسته و گرین (grain) سوخت جامد است و می توان با توجه به آن از کنترل ترک ها در سوخت و عملکرد صحیح موتور موشک اطمینان حاصل کرد.