تحليل ترموالاستيك پوسته‌‌هاي مخروطي شكل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعي با استفاده از روش تفاضلات مربعي

در اين تحقيق، تحليل ترموالاستيك پوسته‌هاي مخروطي شكل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعي با در نظر گرفتن انتقال حرارت همرفت، بر اساس تئوري الاستيسيته مورد بررسي قرار گرفته است. خواص مادي پوسته به‌ صورت وابسته به دما و تابع قانون توزيع تواني در نظر گرفته شده است. معادلات تعادل با استفاده از اصل كار مجازي به‌ دست آمده و با روش تفاضلات مربعي حل شده‌اند. بدين منظور از استراتژي انتقال جهت تبديل دامنه فيزيكي مقطع پوسته به دامنه محاسباتي روش تفاضلات مربعي استفاده گرديد. دقت روش با مقايسه نتايج براي پوسته استوانه‌اي و ديسك دوار نشان داده شد. اثر افزايش دما، ضريب انتقال حرارت همرفت، زاويه رأس پوسته، سرعت زاويه‌اي، وابستگي خواص مادي به دما و پارامتر توزيع تواني، بر پاسخ پوسته بررسي شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه با افزايش دما و ضريب انتقال حرارت، مولفه‌هاي پاسخ به شدت افزايش يافته و مقدار بيشينه تنش‌ها در جداره داخلي مخزن مي‌باشد. مشخص گرديد كه جهت حصول به نتايج واقع بينانه، در نظر گرفتن وابستگي خواص مادي به دما بسيار حائز اهميت مي‌باشد. در حالتي‌كه وابستگي به دما درنظر گرفته نشود، تنش‌ها بيشتر از مقدار واقعي محاسبه شده و موجب طرح غير بهينه خواهد گرديد. با افزايش زاويه رأس پوسته، جابه­جائي و تنش‌هاي نرمال افزايش يافته، ولي تنش برشي تا مقدار بيشينه افزايش يافته و سپس كاهش مي‌يابد. همچنين، افزايش پارامتر توزيع تواني منجر به كاهش سختي موثر و افزايش مؤلفه‌هاي پاسخ پوسته مي‌گردد. نشان داده شد كه با افزايش سرعت زاويه‌اي، جابه­ جائي افقي كاهش يافته ولي تنش‌ها افزايش مي‌يابند.

Functionally graded materials (FGMs) are inhomogeneous materials with continues variation of the constituents, usually metal and ceramic, in a given direction that are commonly useful in thermal environment (Malekzadeh and Safaeian, 2013, 2016). Rotating FGM conical shells are widely used as structural components in different engineering fields such as aeronautics, nuclear engineering, etc. Therefore, exact thermo-elastic analysis of these structures is crucial. In the present study, thermo-elasticanalysisofrotating FGMtruncatedconicalshells with temperature dependent material properties and subjected to convection heat transfer effects between the internal hot fluid and the shell inner surface is investigated based on the elasticity theory.