تحليل ديناميكي پوسته استوانه اي مدرج تابعي در معرض بار شوك ترمو-مكانيكي غيرمتقارن با خواص مادي وابسته به دما

Transient Analysis of Functionally Graded Cylindrical Shells Subjected to Asymmetric Thermo-mechanical Shock Loads with Temperature Dependent Material Properties

در اين مقاله يك روش عددي تركيبي براي مدلسازي سه بعدي رفتار ديناميكي گذراي پوسته استوانه اي جدار ضخيم مدرج تابعي در معرض فشار ديناميكي نامتقارن و شوك حرارتي توسعه داده شده است. خواص مادي پوسته وابسته به دما در نظر گرفته شده و پوسته در جهت شعاعي مدرج تابعي مي باشد. روش ارائه شده تركيبي از تئوري لايه اي، روش مربعات ديفرانسيلي و بسط سري فوريه است. جهت ارزيابي دقت روش معرفي شده، نتايج بدست آمده از اين روش با نتايج حاصل از تست هاي تجربي و مدلسازي هاي عددي ارائه شده در ديگر مقالات مورد بررسي قرار گرفت. همچنين با انجام تحليل همگرايي، سرعت همگرايي بالاي اين روش تاييد گرديد. در ادامه با بكارگيري روش ارائه شده براي يك پوسته استوانه اي مدرج تابعي انتخابي، رفتار ديناميكي وابسته به دماي آن در برابر شوك حرارتي و همچنين فشار ديناميكي نامتقارن محوري بررسي گرديد در انتها نيز تاثير پارامترهاي موثر بر اين رفتار مورد مطالعه قرار گرفت. اين تحقيق در برگيرنده نتايج كاربردي مفيدي است كه مي تواند در طراحي پوسته هاي مدرج تابعي در معرض فشار ديناميكي و شوك حرارتي، مورد استفاده قرار گيرد.

In this paper, a hybrid numerical method for three-dimensional modeling of transient dynamic behavior of functionally graded thick-walled cylindrical shell subjected to asymmetrical dynamic pressure and thermal shock has been developed. The material properties of the shell are considered to be temperature dependent and the shell is graded continuously in the radial direction. The proposed method is compose of the layerwise theory, differential quadrature method, and Fourier series expansion. To verify the precision of this method, the developed results has been compared with results presented in the available literatures. Also convergence analysis confirmed the fast convergence rate of the presented solution. This research contains useful practical results that can be helpful for design of FG shells subjected to transient pressure and thermal shock simultaneously