مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ترموالاستیک نانو پوسته‌های کروی تحت شوک حرارتی با استفاده از تئوری الاستیسیته غیر محلی

نویسندگان
1 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشجوی کارشناسی ارشد- دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این پژوهش، روشی تحلیلی برای بررسی رفتار ترموالاستیک نانو پوسته کروی تحت شوک حرارتی با استفاده از تئوری محیط پیوسته غیر محلی ارائه شده است. پوسته به صورت جامدی الاستیک، همگن و همچنین ایزوتروپ در نظر گرفته شده است. حل تحلیلی معادلات دیفرانسیل حاکم، با استفاده از تبدیل لاپلاس و نیز به کارگیری روش تبدیل دیفرانسیلی (DTM) صورت گرفته است. مجهولات معادله بازگشتی استخراج شده با استفاده شرایط مرزی، در حوزه لاپلاس تعیین گردیده است. نتایج به دست آمده، با استفاده از تبدیل لاپلاس معکوس سریع (FLIT) از حوزه لاپلاس به حوزه زمانی تبدیل شده اند. برای صحه گذاری روش ارائه شده، نتایج عددی با نتایج موجود در مقالات مرتبط مقایسه گردیده است. نتایج به دست آمده، از دقت قابل قبولی نسبت به نتایج به دست آمده در پژوهش‌های پیشین برخوردار است. همچنین، اثر پارامتر غیر محلی و نیز ضخامت پوسته در جابجایی شعاعی و همچنین تنش‌های شعاعی و محیطی نقاط مختلف پوسته تحت شوک دمایی مورد بررسی قرار گرفته است. روش تحلیلی ارائه شده، زمینه مناسبی برای بررسی رفتار گذرای ترموالاستیک در پوسته‌های کروی تحت بارهای دمایی و مکانیکی مختلف فراهم می‌کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Nonlocal elasticity theory for thermo-elastic analysis of nanoscale spherical shell subjected to thermal shock

نویسندگان English

Akbar Alibeigloo 1
Jamal Ranjbar 2
1 Faculty
2 MSc Student, TarbiatModares University
چکیده English

In this paper, an analytical method is presented to study thermo-elastic behavior of nanoscale spherical shell subjected to thermal shock based on nonlocal elasticity theory. The shell is considered as elastic, homogeneous and isotropic solid. The nonlocal differential equation of motion is derived in terms of radial displacement. The analytical solution of equation of motion is obtained by Laplace transform and differential transform method (DTM). Mechanical boundary conditions are used to obtain unknown parameters that get in recurrence equation in Laplace domain. The results in Laplace domain is transferred to time domain by employing the fast inverse Laplace transform method (FLIT). Accuracy of obtained results is evaluated by well-known similar articles. The results have a good agreement in comparison with published data in pervious literatures. Also, the effects of nonlocal parameter and wall thickness of shell on the dynamic characteristics of nanoscale spherical shell are studied in various points across the thickness of shell under thermal shock. The present analytical method provides an appropriate field for analysis of times histories of radial and hoop stresses in a nanoscale shells subjected to various time dependent thermo-mechanical loads.

کلیدواژه‌ها English

Analytical Solution
Thermal shock
nonlocal elasticity theory
Differential transforms method