تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,486,834 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,213,871 |
تحلیل ترموالاستیک پوستههای مخروطی شکل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی با استفاده از روش تفاضلات مربعی | ||
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز | ||
مقاله 14، دوره 49.4، شماره 97، اسفند 1398، صفحه 117-129 اصل مقاله (1.3 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/ceej.2020.7651 | ||
نویسندگان | ||
محمود میری* 1؛ ناصر صفائیان حمزهکلائی2؛ محسن راشکی3 | ||
1گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان | ||
2گروه مهندسی عمران، دانشگاه بزرگمهر قائنات | ||
3گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه سیستان و بلوچستان | ||
چکیده | ||
در این تحقیق، تحلیل ترموالاستیک پوستههای مخروطی شکل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی با در نظر گرفتن انتقال حرارت همرفت، بر اساس تئوری الاستیسیته مورد بررسی قرار گرفته است. خواص مادی پوسته به صورت وابسته به دما و تابع قانون توزیع توانی در نظر گرفته شده است. معادلات تعادل با استفاده از اصل کار مجازی به دست آمده و با روش تفاضلات مربعی حل شدهاند. بدین منظور از استراتژی انتقال جهت تبدیل دامنه فیزیکی مقطع پوسته به دامنه محاسباتی روش تفاضلات مربعی استفاده گردید. دقت روش با مقایسه نتایج برای پوسته استوانهای و دیسک دوار نشان داده شد. اثر افزایش دما، ضریب انتقال حرارت همرفت، زاویه رأس پوسته، سرعت زاویهای، وابستگی خواص مادی به دما و پارامتر توزیع توانی، بر پاسخ پوسته بررسی شده است. نتایج نشان میدهند که با افزایش دما و ضریب انتقال حرارت، مولفههای پاسخ به شدت افزایش یافته و مقدار بیشینه تنشها در جداره داخلی مخزن میباشد. مشخص گردید که جهت حصول به نتایج واقع بینانه، در نظر گرفتن وابستگی خواص مادی به دما بسیار حائز اهمیت میباشد. در حالتیکه وابستگی به دما درنظر گرفته نشود، تنشها بیشتر از مقدار واقعی محاسبه شده و موجب طرح غیر بهینه خواهد گردید. با افزایش زاویه رأس پوسته، جابهجائی و تنشهای نرمال افزایش یافته، ولی تنش برشی تا مقدار بیشینه افزایش یافته و سپس کاهش مییابد. همچنین، افزایش پارامتر توزیع توانی منجر به کاهش سختی موثر و افزایش مؤلفههای پاسخ پوسته میگردد. نشان داده شد که با افزایش سرعت زاویهای، جابهجائی افقی کاهش یافته ولی تنشها افزایش مییابند. | ||
کلیدواژهها | ||
تحلیل ترموالاستیک؛ پوسته مخروطی دوار؛ مواد مدرج تابعی؛ انتقال حرارت همرفت؛ روش تفاضلات مربعی | ||
مراجع | ||
Akbarzadeh AH, Babaei MH, Chen ZT, “The thermo-electromagnetoelastic behavior of a rotating functionally graded piezoelectric cylinder”, Smart Materials and Structures, 2011, 20 (6), Article id: 065008, 11. Akbari Alashti R, Khorsand M, Tarahhomi MH, “Thermo-elastic analysis of a functionally graded spherical shell with piezoelectric layers by differential quadrature method”, Scientia Iranica B, 2013, 20 (1), 109-119. Arefi M, Nahas I, Abedi M, “Thermo-Elastic Analysis of A Rotating Hollow Cylinder Made of Arbitrary Functionally Graded Materials”, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2015, 45 (4), 41-60. Arefi M, Nahas I, “Nonlinear electro thermos elastic analysis of a thick spherical functionally graded piezoelectric shell”, Composite Structures, 2014, 118, 510-518. Bayat M, Saleem M, Sahari BB, Hamouda AMS, Mahdi E, “Mechanical and thermal stresses in a functionally graded rotating disk with variable thickness due to radially symmetry loads”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2009, 86 (6), 357-372. Bhangale RK, Ganesan K, Padmanabhan C, “Linear thermo elastic buckling and free vibration behavior of functionally graded truncated conical shells”, Journal of Sound and Vibration, 2006, 292 (1-2), 341-371. Brischetto S, Tornabene F, Fantuzzi N, Viola E, “3D exact and 2D generalized differential quadrature models for free vibration analysis of functionally graded plates and cylinders”, Meccanica, 2016, 51 (9), 2059-2098. Dai HL, Dai T, Zheng HY, “Stresses distributions in a rotating functionally graded piezoelectric hollow cylinder” Meccanica, 2012, 47 (2), 423-436. Ghafoori E, Asghari M, “Three-dimensional elasticity analysis of functionally graded rotating cylinders with variable thickness profile”, Journal of Mechanical Engineering Science, 2012, 226 (3), 585-594. Heydarpour Y, Aghdam MM, “A New Multistep Technique Based on the Nonuniform Rational Basis Spline Curves for Nonlinear Transient Heat Transfer Analysis of Functionally Graded Truncated Cone”, Heat Transfer Engineering, 2018, doi:10.1080/01457632.2018.1436422. Heydarpour Y, Aghdam MM, “Transient analysis of rotating functionally graded truncated conical shells based on the Lord-Shulman model” Thin-Walled Structures, 2016 (a), 104, 168-184. Heydarpour Y, Aghdam MM, “A novel hybrid Bezier based multi-step and differential quadrature method for analysis of rotating FG conical shells under thermal shock”, Composites Part B, 2016 (b), 97, 120-140. Heydarpour Y, Malekzadeh P, Aghdam MM, “Free vibration of functionally graded truncated conical shells under internal pressure”, Meccanica, 2014, 49 (2), 267-282. Heydarpour Y, Malekzadeh P, Golbahar Haghighi MR, Vaghefi M, “Thermo-elastic analysis of rotating laminated functionally graded cylindrical shells using layerwise differential quadrature method”, Acta Mechsnica, 2012, 223 (1), 81-93. Khorshidvand AR, Khalili SMR, “A new analytical solution for deformation and stresses in functionally graded rotating cylinder subjected to thermal and mechanical loads”, International Conference on Continuum Mechanics (5THIASME-WSEAS), 2010, 201-204. Lezgy-Nazargah M, “A three-dimensional Peano series solution for the vibration of functionally graded piezoelectric laminates in cylindrical bending”, Scientia Iranica, 2016, 23 (3), 788-801. Lezgy-Nazargah M, “A three-dimensional exact state-space solution for cylindrical bending of continuously non-homogenous piezoelectric laminated plates with arbitrary gradient composition”, Archive of Mechanics, 2015, 67 (1), 25-51. Malekzadeh P, Fiouz AR, Sobhrouyan M, “Three-dimensional free vibration of functionally graded truncated conical shells subjected to thermal environment”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2012, 89, 210-221. Malekzadeh P, Heydarpour Y, “Free vibration analysis of rotating functionally graded truncated conical shells”, Composite Structures, 2013, 97, 176-188. Malekzadeh P, Heydarpour Y, Golbahar Haghighi MR, Vaghefi M, “Transient response of rotating laminated functionally graded cylindrical shells in thermal environment”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2012, 98, 43-56. Malekzadeh P, Safaeian Hamzehkolaei N, “A 3D discrete layer-differential quadrature free vibration of multi-layered FG annular plates in thermal environment”, Mechanics of Advanced Materials and Structures, 2013, 20 (4), 316-330. Malekzadeh P, Safaeian Hamzehkolaei N, “Temperature-dependent discrete layer-differential quadrature bending analysis of the multi-layered functionally graded annular plates rested on two-parameter elastic foundation”, Mechanics of Advanced Materials and Structures, 2016, 23 (1), 43-58. Nie GJ, Batra RC, “Stress analysis and material tailoring in isotropic linear thermoelastic incompressible functionally graded rotating disks of variable thickness”, Composite Structures, 2010, 92 (3), 720-729. Pelletier JL, Vel SS, “An exact solution for the steady-state thermoelastic response of functionally graded orthotropic cylindrical shells”, International Journal of Solids and Structures, 2006, 43 (5), 1131-1158. Peng XL, Li XF, “Thermal stress in rotating functionally graded hollow circular disks”, Composite Structures, 2010, 92 (8), 1896-1904. Saadatfar M, Aghaie-Khafri M, “Hygrothermal analysis of a rotating smart exponentially graded cylindrical shell with imperfect bonding supported by an elastic foundation”, Aerospace Science and Technology, 2015, 43, 37-50. Safaeian Hamzehkolei N, Malelzadeh P, Vaseghi J, “Thermal effect on axisymmetric bending of functionally graded circular and annular plates using DQM”, Steel and Composite Structures, 2011, 11 (4), 341-358. Safaeian Hamzehkolei N, Miri M, Rashki M, “Reliability-based design optimization of rotating FGM cylindrical shells with temperature-dependent probabilistic frequency constraints”, Aerospace Science and Technology, 2017, 223-239. Sofiyev AH, “The vibration and stability behavior of freely supported FGM conical shells subjected to external pressure”, Composite Structures, 2009, 89 (3), 356-366. Tornabene F, Viola E, Inman DJ, “2-D differential quadrature solution for vibration analysis of functionally graded conical, cylindrical shell and annular plate structures”, Journal of Sound and Vibration, 2009, 328 (3), 259-290. Tornabene F, Fantuzzi N, Bacciocchi M, Viola E, Reddy JN, A numerical investigation on the natural frequencies of FGM sandwich shells with variable thickness by the local generalized differential quadrature method, Applied Science, 2017, 7 (2), 131 (39 Pages). Zamani Nejad M, Rahimi GH, “Elastic analysis of FGM rotating cylindrical pressure vessels”, Journal of the Chinese Institute of Engineers, 2010, 33 (4), 525-530. Zenkour AM, Elsibai KA, Mashat DS, “Elastic and viscoelastic solutions to rotating functionally graded hollow and solid cylinders”, Applied Mathematics and Mechanics, 2008, 29 (12), 1601-1616. Zhao X, Lee YY, Liew KM, “Thermoelastic and vibration analysis of functionally graded cylindrical shells”, International Journal of Mechanical Science, 2009, 51 (9-10), 694-707. Zhao X, Liew KM, “Free vibration analysis of functionally graded conical shell panels by a meshless method”, Composite Structures, 2011, 93 (2), 649-664. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 759 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 403 |