در این مقاله، ضریب شدت تنش برای یک ترک نیم‌بیضوی طولی در سطح داخلی یک استوانه جدار ضخیم به‌صورت تحلیلی و عددی تعیین شده است. استوانه به قدر کافی بلند در نظر گرفته شده است و تحت شوک حرارتی غیرفوریه‌ای (هذلولوی) سرمایشی در سطح داخلی به‌طور متقارن محوری قرار دارد. معادلات ترموالاستیسیته حاکم به‌صورت غیرکوپل حل شده‌اند. جواب تحلیلی معادله هدایت گرمایی پس از بی‌بعد سازی با روش جداسازی متغیرها استخراج می‌شود. ضریب شدت تنش برای عمق و گوشه‌های ترک با استفاده از روش تابع وزنی به‌دست می‌آید. نتایج رفتار متفاوت ترک تحت شوک حرارتی هذلولوی نسبت به مدل فوریه را نشان می‌دهد. در زمانهای ابتدایی اعمال شوک حرارتی، ضریب شدت تنش در عمق ترک به‌خصوص برای ترکهای با عمق نسبی کمتر در مدل هذلولوی بطور قابل ملاحظه‌ای بزرگتر از مدل فوریه‌ است. ضریب شدت تنش عمق ترک برای دو مدل در ترکهای نازک‌تر مفدار بیشتری است. در گوشه ترک نیز ضریب شدت تنش برای مدل هذلولوی همیشه بزرگتر از مدل فوریه است. برخلاف بارگذاری مکانیکی، حداکثر ضریب شدت تنش ممکن است در گوشه ترک اتفاق بیفتد. مطابق نتایج، در نظر گرفتن مدل مناسب هدایت گرمایی در طراحی سازه‌ها تحت بارحرارتی گذرا اهمیت ویژه‌ای دارد.

واژه‌های کلیدی: ترک نیم‌بیضوی، ضریب شدت تنش، هدایت گرمایی هذلولوی، استوانه جدار ضخیم، روش تابع وزنی

متن کامل [PDF 698 kb]   (6440 دریافت)