مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل تنش‌های حرارتی در ورق فلزی حاوی گشودگی شبه مستطیلی

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود
2 عضو هیات علمی دانشگاه شاهرود
3 دانشجوی کارشناسی ارشد
چکیده
هدف اصلی این مقاله ارائه روشی برای محاسبه توزیع تنش اطراف گشودگی شبه‌مستطیلی در ورق فلزی نامحدود تحت جریان حرارتی یکنواخت در بی‌نهایت است. وجود گشودگی در ورق فلزی تحت جریان حرارتی یکنواخت باعث ایجاد تنش‌های حرارتی در اطراف گشودگی می‌شود. روش مورد استفاده بسط روش حلّ گودیر و فلورنس برای مسأله ترموالاستیک خطی تحت جریان حرارتی یکنواخت است. گودیر و فلورنس حلّ خود را برای صفحات همسانگرد حاوی گشودگی دایره‌ای و بیضی‌شکل ارائه کردند. به-منظور توسعه روش ارائه شده توسط آنها به گشودگی‌های مختلف، با استفاده از نگاشت همنوا، ورق نامحدود حاوی گشودگی شبه مستطیلی به درون دایره‌ای به شعاع واحد نگاشته می‌شود. در این تحقیق مرز گشودگی عایق درنظر گرفته شده است. ازجمله پارامترهای مهم در هندسه گشودگی، زاویه چرخش گشودگی، شعاع انحنای گوشه‌های گشودگی و نسبت طول به عرض گشودگی هستند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان‌می‌دهند که پارامترهای فوق تاثیر بسزایی در توزیع تنش اطراف گشودگی دارند و با انتخاب صحیح پارامترهای مذکور می‌توان به مقدار تنش حرارتی کمتری نسبت به گشودگی دایره‌ای دست یافت. روش حل ارائه شده قابلیت حل ورق‌های فلزی حاوی سایر گشودگی‌ها را نیز دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Thermal stress analysis of metallic plate with quasi-rectangular hole

نویسندگان English

Mohammad Jafari 1
Mohammad Bagher Nazari 2
Amir Taheri Nasab 3
چکیده English

The main aim of this paper is to present the method to evaluate the stress distribution around quasi-rectangular hole in infinite isotropic plate subjected to uniform heat flow at infinity. The used method is the development of the Goodier and Florence’s method for the thermoelastic problem of uniform heat flow. Goodier and Florence used their solution for stress analysis of isotropic plates with circular and elliptical holes. In order to expand this method to solve the perforated plates with non circular holes, by means of conformal mapping, the infinite area external to the hole can be represented by the area outside the unit circle. In this paper, thermal-insulated condition along the hole boundary is assumed. Amongst the important parameters in hole geometry are rotation angle of hole, bluntness and aspect ratio of hole size. The results obtained demonstrate the effect of these parameters on stress distribution around quasi-rectangular hole and the correct selection of these parameters, lowest thermal stress rather than amount of stress corresponding to circular hole can be achieved. This method can be used for study of the stress analysis of plate with various holes.

کلیدواژه‌ها English

Conformal Mapping
Analytical Solution
Complex Variable
quasi-rectangular hole