مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل رفتار الاستو پلاستیک و آغاز تسلیم در لوله های استوانه ای ساخته شده از مواد هدفمند تحت بار های مکانیکی و حرارتی

نویسندگان
1 دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک/دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
2 استاد دانشگاه تربیت مدرس، هیأت علمی
چکیده
در این مقاله از مواد هدفمند در لوله های استوانه ای جدار نازک و ضخیم تحت فشار که کاربرد گسترده ای در صنعت و محیط های دمایی بالا دارند استفاده شده است. براساس معادلات حاکمه، معادله دیفرانسیل تنش ها در حالت پلاستیک به دست آمده است که می تواند کاربرد گسترده ای در بررسی رفتار لوله ها در حالت الاستوپلاستیک داشته باشد. بر روی توزیع دما و روابط تنش – کرنش در این مخازن، تحت بارگذاری فشار داخلی و اختلاف دما، بحث شده است. خصوصیات این گونه مواد به صورت پارامترهایی با توابعی متغیر نسبت به شعاع در نظر گرفته شده اند. همچنین در این کار با تعریف عاملی به نام متغیر تسلیم، اثر این پارامترها بر موقعیت شروع ناحیه ی پلاستیک و دماهای تسلیم و روند تغییرات تنش ها تحت بارگذاری های متفاوت در طول ضخامت لوله بررسی شده است. سپس نشان داده شده است که با انتخاب پارامترهای مناسب می توان ساختار لوله را بهینه کرد. در واقع با بررسی چهار پارامتر دمای داخلی و خارجی، فشار داخلی و عامل تنش تسلیم، باهم می توان تحلیل بهتری روی لوله ی استوانه ای ساخته شده از مواد هدفمند داشت، که این کار در پایان مقاله نشان داده شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Elasto-plastic behavior analysis and yield onset in FG cylindrical tubes under mechanical and thermal loads

نویسندگان English

Saeid Ansari Sadrabadi 1
Gholam Hossein Rahimi 2
1 Ph.D candidate in Mechanical engineering/ Mechanical Engineering Department of Tarbiat Modares University
2 Tarbiat Modarres Univ
چکیده English

In this paper, FGMs are used as non-uniform materials in high temperature environments specially in various industries like aircraft, aerospace vehicles, nuclear plants and engineering structures. Different industries use them in thin and thick walled spherical pressure vessels. Based on the governing equations, differential equation of stresses is obtained in plastic state that can be widely used in the study of vessel and pipe behavior in elasto- plastic state. It is discussed on the temperature distribution and stress - strain relationships in the tube under internal pressure and temperature difference. Properties of these materials are considered as variable parameters function of radius. In this work, effects of these parameters have been investigated on yielding and the yield temperatures and stress changes under different loading in during thickness of the tubes. Furthermore it is shown that tubes structure can be optimized by choosing appropriate parameters. In fact, by study the four parameters, internal and external temperature, internal pressure and the yield stress, together, can be better analyzed on a functionally graded cylindrical tube that this work has been shown at the end of the article.

کلیدواژه‌ها English

Elasto- plastic analysis
FGM
Cylindrical tube
Yield Surface
Investigation of parameters