تحليل ترموالاستيك سازه ديسك دوار FGM در توربين آزاد موتور توربوشفت به روش مربعات ديفرانسيلي

ديسك دوار در توربين آزاد موتور توربوشفت يكي از اجزاي بحراني موتور است كه تحت بارهاي مكانيكي و حرارتي مختلف قرار دارد. در اين تحقيق، تحليل ترموالاستيك بر روي يك ديسك دوار با ضخامت متغير و از مواد مدرج عملكردي با استفاده از روش مربعات ديفرانسيلي تعميم يافته انجام شده است. ابتدا با گسترش معادله ديفرانسيل جابجايي و سپس با اعمال كرنش حرارتي ناشي از گراديان حرارتي، روابط تنش-كرنش شعاعي و محيطي در حالت الاستيك و از تركيب اين معادلات روابط تنش بر حسب كرنش به دست مي‌آيند. در نهايت با جايگذاري روابط كرنش-جابه‌جايي در معادلات تنش-كرنش و جايگذاري معادله حاصله در رابطه تعادل ديسك، معادله ترمو الاستيك اين ديسك بدست مي آيد. اين معادله كلي تعادل مربوط به يك ديسك با ضخامت و خواص متغير است كه تحت بار حرارتي متقارن و گريز از مركز قرار دارد. تغييرات در ضخامت، دما و خواص ديسك به عنوان تابعي از شعاع بررسي شده و نتايج مقايسه شده است. در اين مطالعه اعتبارسنجي با روش تئوري مواد متغير انجام شده و در انتها، تنش و كرنش و جا به جايي درحالت خواص وابسته به دما، بررسي شده است. نتايج نشان مي‌دهند بيشترين خطا 5 درصد است و اين روش مي‌تواند در تحليل ديسك‌هاي دوار تحت بارگذاري مكانيكي و حرارتي در موتورهاي توربين موثر باشد.