تاثير دما و نحوه‌ي توزيع ذرات بر رفتار خزشي ديسك‌هاي دوار مدرج تابعي

Effect of Temperature and Particle Distribution on Creep Behavior of FGM Rotating Discs

در بسياري از ماشين آلات صنعتي از ديسك‌هاي دوار استفاده مي‌شود. در بسياري از كاربردها اين ديسك‌ها تحت سرعت‌هاي دوراني بسيار بالا و در دماهاي زياد كار مي‌كنند. چنين شرايط كاركردي منجر به ايجاد تنش‌هاي بزرگ مكانيكي و حرارتي در ديسك‌هاي دوار مي‌شود. تحت اين شرايط دما و تنش زياد، پديده خزش مهمترين پديده حاكم است و مي‌تواند خسارت‌هاي جبران ناپذيري را به سازه تحميل كند. بنابراين بررسي خزش در ديسك‌هاي دوار از اهميت بالايي برخوردار است. مطالعات نشان داده است كه خزش به ساختار ماده كاملاً وابسته است. در سالهاي اخير استفاده از گونه‌ي جديدي از مواد به نام مواد مدرج تابعي (FGM]) پيوسته رو به گسترش بوده است. امروزه به دليل مزاياي ويژه‌ي مواد مدرج تابعي از اين مواد در ساخت اجزاي مختلف ماشين آلات از جمله ديسك‌هاي دوار استفاده مي‌شود. بر اين اساس مطالعه خزش در ديسك‌هاي دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعي مساله‌ي ارزشمندي است. در اين مقاله با استخراج معادلات خزش حالت پايا در ديسك دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعي، تأثير چگونگي توزيع ذرات و كسر حجمي آستانه و همچنين تأثير دماي حاكم بر ديسك روي ميدان‌هاي تنش‌ و نرخ هاي خزش ايجاد شده در ديسك دوار مطالعه و بررسي شده است.

Rotating discs have been used in numerous industrial machineries. In most of these applications discs are worked at high temperatures and high rotational speeds. Such a working conditions lead to the more sever thermo-mechanical stresses in rotating discs. In this situation of high temperature and stress the creep phenomenon is the most important and it can impose the irreversible damages to structure. Therefore it is important to investigate the creep behavior in rotating discs. Studies have shown that the creep is entirely dependent on the material structure. In recent years using of a new type of material called functionally graded materials (FGM) has been expanded continuously. Nowadays the functionally graded materials are used in construction of various component of machinery including rotating discs because of their spatial benefits. As a result the creep analysis in FGM rotating discs is a valuable problem. In this paper the rotating discs steady state creep equations are extracted and the effect of particle distribution and threshold volume fraction as well as prevailing temperature on the creep rates and stress fields of FGM rotating disc are investigated.