تحليل خزشي ترمو الاستيك وابسته به زمان استوانه‌هاي جدار ضخيم چرخان هدفمند ساخته شده از ماده مركب Al-SiC

Time-dependent Thermoelastic Creep Analysis of Thick WalledRotating FGM Cylinders Made of Al–SiC Composite

در اين مقاله تحليل خزشي وابسته به‌ زمان در استوانه‌هاي جدار ضخيم ساخته شده از ماده مركب مرتبه‌اي هدفمندAl-SiC با استفاده از روش تقريب متوالي مندلسون انجام شده است. براي تحليل خزشي از معادله ساختاري نورتون كه ثوابت آن از آزمايشات تجربي پاندي استخراج شده است، استفاده شده است. همه مشخصات مكانيكي و گرمايي ماده به‌جز نسبت پواسون وابسته به درصد حجمي توزيع ذرات تقويت‌كننده سيليكون كاربايد مي‌باشند. بارگذاري شامل نيروهاي اينرسي ناشي از دوران و توزيع دما بخاطر انتقال گرما از سطح داخلي به سطح خارجي استوانه مي‌باشد. با اين تحليل مشخص مي‌شودكه توزيع حجمي هدفمند از ذرات تقويت‌كننده سيليكون كاربايد، تاثير مهمي در توزيع تنش الاستيك اوليه دارد. همچنين در خزش وابسته به زمان به‌خاطر باز توزيع تنش، تنش‌هاي شعاعي با گذشت زمان افزايش مي‌يابند، در حاليكه تنش‌هاي مماسي و موثر يكنواخت‌تر مي‌گردند و در نهايت،تنش‌ها، جابه‌جايي و كرنش‌ها پس از حدود 50 سال به حالت پايدار همگرا مي‌شوند.

In this paper time-dependent creep evolution analysis of thick-walled rotating FGM cylinders made of Al-SiC composite has been carried out, using method of successive elastic solution. The material creep constitutive model has been described by Norton’s law, considering the experimental results of Pandey on Al-SiC composite. All mechanical and thermal properties except Poisson’s ratio are radial dependent, based on the volume content of SiC reinforcement. Loading is composed of an inertia body force due to rotation and a distributed temperature field because of steady state heat conduction from the inner to the outer surface of the cylinder. It has been found that the volume-content distribution of SiC reinforcement has a significant effect on initial elastic stress distribution. It has been concluded that radial stresses are increasing with time during creep evolution, while circumferential and effective stresses become more uniform, due to stress redistribution and finally the solution converges to stationary stresses, displacement and strains almost after fifty years.