پروژه کمانش حرارتی ورق دایره ای مدرج تابعی دو جهتی بر اساس تئوری مرتبه 1

توضیحات:

پایان نامه کارشناسی ارشد مکانیک گرایش ساخت و تولید با عنوان : کمانش حرارتی ورق دایره ای مدرج تابعی دو جهتی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی همراه با نمودار و جدول و شکل و محاسبات در 94 صفحه

نکته: این پایان نامه بصورت انحصاری فقط در این وبسایت به فروش می رسد.

چکیده:

در این پایان نامه کمانش ورق مدور 2D- FGM  که مواد مدرج تابعی در جهات ضخامت و شعاع می باشد تحت بارگذاری شعاعی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات تحلیل شده و بار بحرانی کمانش مکانیکی بدست آورده شده است.

در این راستا به معرفی مواد مدرج تابعی، تعاریف، بیان مقدمه ای از تحقیقاتی که توسط سایر محققین انجام شده، معرفی ابعاد فیزیکی مسئله و مدل سازی ریاضی خصوصیات حرارتی مسئله پرداخته شده است. سپس معادلات تعادل و پایداری ورق دایروی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات با استفاده از روش انرژی و معادلات اویلر استخراج شده و پس ازآن معادلات پایداری با توجه به شرایط مرزی مسئله و با نوشتن برنامه کامپیوتری حل شده است. بار بحرانی کمانش حرارتی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صفحات بدست آمده و در نهایت نمودار ها و جداول مربوط به نتایج  حاصل ارائه شده و مورد مقایسه با نتایج بدست آمده از مقالات موجود قرار گرفته است که از نحوه ی حل مسئله نیز اطمینان کافی حاصل شده است.

مقدمه:

1- 1- تعریف ورق

ورقها سازه هایی هستند که شکل اولیه شان تخت و ضخامت آن ها بسیار کوچک تر از دو بعد دیگر می باشد. معمول ترین مثال ها برای ورق ها عبارتند از: پوشش یا دریچه ی آدم روی خیابان، پانل های جانبی، دیسک های توربین، دیوار ها وکف مخازن ذخیره.

رفتار ورق ها بسته به نوع ماده ی تشکیل دهنده ی آن ها متفاوت است. به عنوان مثال بعضی از ورقها در کل ماده خواص یکسانی دارند که این ورقها را همگن  و همسانگرد  می نامند. علاوه بر این نوع مواد، ورق های جنس مرکب نیز وجود دارند که این نوع ورق ها از مواد غیرهمگن  وغیرهمسانگرد  تشکیل شده اند. این نوع مواد معمولاً خواصی وابسته به جهت از خود بروز می دهند که مواد اورتوتروپیک  و  مدارFGM  از این خانواده می باشند.

1- 2-  مواد تابعی مدرج

مواد تابعی مدرج یا FGM ها مواد کامپوزیتی با ریز ساختار ناهمگنی می باشند که خواص مکانیکی آن ها به طور ملایم و پیوسته از یک سطح به سطح دیگر تغییر  می کند. این خاصیت ویژه به وسیله تغییر یکنواخت در نسبت حجمی مواد تشکیل دهنده آن ها بدست می آید. در سالهای اخیر با توسعه موتورهای پرقدرت الکتریکی، توربین ها، راکتورها و تجهیزات صنایع هو افضا و دیگر ماشین آلات صنعتی استفاده از موادی با مقاومت حرارتی بالا و مقاوم از لحاظ مکانیکی یک نیاز ضروری به شمار می رود. مواد FG یکی از کاربردی ترین مواد در صنعت به ویژه برای استفاده در محیط هایی با درجه حرارت بسیار بالا مانند راکتورهای هسته ای به شمار می رود و پیش بینی می گردد با توجه به ویژگی های منحصر به فرد این مواد کاربردهای صنعتی آن ها در طی سال های آتی توسعه یابد. در سالهای قبل در صنایع هوا فضا از مواد سرامیکی خالص جهت پوشش دهی و روکش نمودن قطعات تحت اثر دمای کاری بالا استفاده می شد. این مواد عایق های بسیار خوبی بودند ولی مقاومت زیادی در برابر تنش های وارده نداشتند. به ویژه تنش های پسماند در این مواد مشکلات زیادی از جمله حفره و ترک ایجاد می نمود. بعدها برای رفع این مشکل از مواد کامپوزیت لایه ای استفاده شد. تنش های حرارتی در این مواد نیز موجب پدیده لایه لایه شدن می گردید.

فهرست مطالب:

فصل اول: معرفی مواد تابعی مدرج((FGM  1

چکیده    2

1- 1- تعریف ورق    3

1- 2-  مواد تابعی مدرج        3

3- 1- معرفی مدلهای مختلف مواد تابعی مدرج   14

1- 4- معرفی تئوریهای مختلف برای تحلیل ورق ساخته شده از مواد تابعی مدرج [13]    18

1- 5-  مطالعات انجام شده   20

1- 6-  بیان مسئله 24

فصل دوم : بدست آوردن معادلات تعادل ورق 2D- FGM:       25

1- 2- تعریف خواص ماده و مفروضات    26

2- 2- میدان تغییر مکان        27

3- 2 روابط کرنش -  تغییرمکان            28

4- 2-   روابط تنش – کرنش   30

5- 2- محاسبه نیروها وممان های منتجه:           31

6- 2-  انرژی پتانسیل          35

7- 2-  بدست آوردن فانکشنال و معادلات اویلر    36

فصل سوم: بدست آوردن معادلات پایداری ورق 2D- FGM     44

مقدمه    45

3- 1-  محاسبه واریانس دوم کرنش ها و انحنا ها  46

3- 2- بدست آوردن معادلات پایداری    52

فصل چهارم: حل معادلات پایداری واعمال شرایط مرزی ورق دایروی 2 D- FGMتحت بارگذاری حرارتی    61

مقدمه    63

4- 1- نیروها پیش کمانش     63

4- 2- بدست آوردن معادلات پایداری بر اساس میدان جابجایی        64

4- 3-  حل معادلات پایداری ومحاسبه نیروی بحرانی کمانش در حالتFGM  دو بعدی      68

4- 4- بدست آوردن روابط دمای بحرانی کمانش بر اساس انتقال حرارت یکنواخت           70

4- 5-  بدست آوردن روابط دمای بحرانی کمانش بر اساس انتقال حرارت متغیر در راستای ضخامت 71

فصل پنجم: تجزیه وتحلیل 72

مقدمه    73

5- 1- تعریف خواص مواد       73

5- 2- نتایج عددی  74

5- 3- ترسیم نمودارها          76

فصل ششم: نتیجه گیری     84

فصل هفتم:پیشنهادات        85

Abstract 92