جستجو در مقالات منتشر شده
۵ نتیجه برای دیسک دوار
بهروز فرشی، محمدحسین فائزی،
دوره ۹، شماره ۱ - ( ۹-۱۳۸۸ )
چکیده
در صنایع هوافضا، برای دیسکهای توربین گاز، کاربردهای متعددی مانند استفاده در موتورهای توربوجت تعریف شده است. این دیسکهای دوار معمولاً در شرایط عادی در دمای بسیار بالایی کار می‌کنند و با سرعت زاویه‌ای بسیار زیادی می‌چرخند. لذا کم کردن وزن آنها در دستگاه‌های مرتبط با صنایع هوافضا، مزایای زیادی دارد و علاوه بر کاهش وزن خالص دستگاه، صرفه‌جویی اقتصادی را نیز در پی خواهد داشت. در حالت کلی دیسک دوار به‌علت کاربردهای فراوانی که در صنعت دارد، از دیرباز، موضوع تحقیقات و مطالعات متعددی بوده است. از میان کاربردهای دیسک دوار می‌توان به دیسکهای توربین و کمپرسورهای توربین‌های گازی اشاره کرد. دیسک توربین گاز اغلب در گرادیان‌های دمایی بالا و سرعتهای زاویه‌ای زیاد کار می‌کند. سرعت زاویه‌ای بالا باعث ایجاد نیروی گریز از مرکز بزرگ در دیسک می‌شود و همزمان با آن، دمای بسیار زیاد، منجر به کاهش مقاومت ماده سازنده دیسک و این باعث افزایش تغییر شکل در دیسک می‌شود.
به‌منظور تحلیل دیسک و رسیدن به توزیع مناسب تنشها در آن، باید با توجه به شرایط دمایی دیسک، خواص ماده را نیز متغیر درنظر گرفت که این تغییرات ممکن است وابسته به شعاع، دما یا هر دو باشد. برای رسیدن به این هدف، دیسک غیرهمگن با ضخامت مشخصی مطالعه می‌شود. در اینجا، با استفاده از مدل‌سازی دیسک دوار به‌عنوان مجموعه‌ای از حلقه‌های مختلف که هر یک خواص ثابتی دارند، مسأله تغییرات خواص در کل دیسک را با کمی تقریب و با وجود تغییرات در خواص هر یک از حلقه‌ها نسبت به دیگری، می‌توان مدل‌سازی کرد. حالت بهینه و پروفیل آن، با متناسب شدن ضخامت حلقه‌ها نسبت به‌هم به‌دست می‌آید و محدودیتهای تنش را ارضا می‌کند. در این تحقیق با استفاده از الگوریتم سیمپلکس این فرایند انجام شده است. الگوریتم سیمپلکس با فضای نرم‌افزار تحلیلی انسیس ترکیب شده و سپس به اجرا درآمده و نتایج نهایی ارائه شده است.
مصطفی احمدی نوخندان، مهرداد جبارزاده گنجه،
دوره ۱۴، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۳ )
چکیده
هدف از این مقاله ارائه حل تحلیلی و عددی تغییرشکل‌های بزرگ دیسکهای دوار تو خالی ساخته شده از مواد تابعی می‌باشد. دیسک‌ها تحت بارگذاری مکانیکی و دمایی قرار داده شده و خواص مواد در راستای ضخامت طبق تابع توانی تغییر می‌یابد. با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و سوم با فرضیات ون کارمن و اصل حداقل انرژی پتانسیل معادلات تعادل بدست آمده است. همچنین به منظور مقایسه اثر تغییر مرتبه تئوری در نتایج، معادلات تعادل با استفاده از تئوری تغییر شکل مرتبه اول با کرنش‌های کوچک و کرنش‌های بزرگ و همچنین تئوری مرتبه سوم حل شده این نتایج با هم مقایسه شده‌اند. برای معادلات تعادل بدست آمده با کرنش‌های خطی یک حل بسته ارائه شده و معادلات تعادل ناشی از کرنش‌های غیر خطی مرتبه اول و سوم به کمک روش اغتشاشات و همچنین روش شبیه سازی عددی حل گردیده است. نتایج حاصل از دیسک توخالی برای تئوری مرتبه اول و سوم با یکدیگر و با نتایج دیگر تحقیقات و همچنین نتایج حاصل از نرم افزار آباکوس مقایسه گردیده است.
محمد زمانی نژاد، عباس راستگو، امین هادی،
دوره ۱۴، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۳ )
چکیده
این مقاله یک تحلیل پارامتری الاستیک برای بررسی سرعت حد دورانی، جابجایی و تنش¬ها در دیسک¬های دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی (FGMs) براساس معیار تسلیم ترسکا ارایه می¬دهد. خواص ماده به صورت تابع توانی در جهت شعاعی تغییر می¬کند. ضریب پواسون به دلیل تغییرات ناچیز در مواد مهندسی ثابت در نظر گرفته شده است. برای مقادیر مختلف ثابت ناهمگنی، سرعت حد دورانی، جابجایی و تنش¬ها در راستای جهت شعاعی رسم شده و حالتهای مختلف برای شروع جریان پلاستیک مورد بررسی قرار گرفته است. حالت اول: شروع جریان پلاستیک در شعاع داخل، حالت دوم: شروع جریان پلاستیک در شعاع خارج، حالت سوم: شروع همزمان جریان پلاستیک در هر دو شعاع و حالت چهارم: شروع جریان پلاستیک در بین شعاع داخل و خارج. تا جایی که مشاهده گردیده است در مقالاتی که به بررسی شروع تسلیم پرداخته¬اند چگالی و تنش تسلیم ثابت فرض شده است حال آنکه در این مقاله، با متغیر فرض کردن چگالی و تنش تسلیم در دیسک دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی، و مقایسه نتایج با حالت ثابت فرض کردن این پارامترها، مشاهده گردیده است که فرض ثابت بودن چگالی اشتباه بوده و متغیر فرض کردن آن اثر قابل توجهی روی تنش¬ها دارد.
فرید وکیلی تهامی، محمد زهساز، آرش محمد علیزاده فرد،
دوره ۱۴، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله پس از بررسی رفتار خزشی دیسک دوار ساخته‌شده از ترکیب هدفمند دو ماده‌ی آلومینیوم ۶۰۶۱ و سیلیکون‌کاربید، توزیع مواد و پروفیل ضخامت بهینه‌ی آن تعیین شده است .با گسترش معادله‌ی انتقال حرارت، توزیع دما در دیسک به‌دست آمده سپس با درنظر گرفتن توزیع دما، با گسترش معادله‌ی جابه‌جایی، رفتار ترمومکانیکی دیسک در خزش بررسی شده است. در معادلات فوق تمامی خواص فیزیکی تابع دما و درصد حجمی مواد فرض شده‌اند. خواص معادل با دو مدل موری- تاناکا و هاشین- شتریکمن به‌دست‌آمده و با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه شده است. معادلات ترمومکانیکی با روش شبه‌تحلیلی حل شده و برای اعتبارسنجی با پاسخ‌های تحلیلی در حالتی خاص مقایسه شده‌اند. پس از آن، طراحی بهینه در بخش‌های تک‌هدفه و چند‌هدفه و با استفاده از الگوریتم ژنتیکی انجام گرفته است. اهداف شامل افزایش ضریب اطمینان کمینه، کاهش وزن و کاهش بازه‌ی تغییرات ضریب اطمینان بیشینه و کمینه و متغیرهای طراحی نیز شامل درصدحجمی مواد در جدار داخلی و خارجی، توان الگوی توزیع مواد و توان پروفیل ضخامت می‌باشند. نتایج نشان می‌دهند که دو روش حل تحلیلی و شبه‌تحلیلی مطابقت کاملی داشه و دیسک بهینه دارای غنای بیشتری از سیلیکون در جدار خارجی بوده و پروفیل ضخامت آن نیز به‌صورت نزولی است. نتایج پژوهش، تناقض اهداف بهینه‌سازی را نیز آشکار می‌کنند و ازاین‌رو نتایج به‌صورت جبهه‌ی پارتو ارائه شده‌اند.
رحمت اله قاجار، میثم داودآبادی، حامد سعیدی گوگرچین،
دوره ۱۵، شماره ۱۲ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این پژوهش خانواده‌ای از دیسکهای دوار پرکاربرد در صنایع توربین و کمپرسور ایران از دیدگاه مکانیک شکست مطالعه می‌شود. در شرایط کاری، تحت اثر بارهای مکانیکی و حرارتی ترک در دیواره داخلی دیسک جوانه می‌زند. هدف از این پژوهش ارائه یک تابع وزن دوبعدی برای مجموعه‌ای از دیسکهای دوار حاوی ترک‌های طولی نیم بیضوی می‌باشد. بدین منظور، ابتدا شکل عمومی تابع وزن دوبعدی بر اساس توابع وزن ترک‌های محاط انتخاب می‌شود. تعیین ضرایب ثابت شکل عمومی این تابع وزن بر اساس نتایج ضریب شدت تنش مرجع در هندسه ترک‌دار تحت بارگذاری مرجع حاصل می‌شود. عدم وابستگی نتایج به تعداد جملات تابع وزن بررسی می‌شود. پس از استخراج تابع وزن برای دیسک‌هایی در گستره ۹۰ تا ۴۲۰ میلیمتر ضخامت، امکان تعیین ضریب شدت تنش ترک در دیسک‌ها تحت بارگذاری دلخواه فراهم می‌گردد. این تابع وزن می‌تواند مقادیر ضریب شدت تنش برای هر نقطه دلخواه روی جبهه ترک، که سطوح آن تحت بارگذاری یک یا دوبعدی قرار دارند، را محاسبه نماید. نتایج نشان می‌دهد که در نسبت عمق ترک‌های بزرگ، ضریب شدت تنش در نقاط سطحی با افزایش نسبت ارتفاع پایه به ضخامت دیسک افزایش می‌یابد. در یک نسبت منظر معین شکل هندسی دیسک بر روی ضریب شدت تنش ترک موثر می‌باشد. مقایسه نتایج حاصل از تابع وزن و نتایج حاصل از روش اجزاء محدود از تطابق مناسبی برخوردار می‌باشد. امکان شبیه سازی رشد ترک خستگی و پیش بینی زمان بازبینی دیسک‌ها با به کارگیری این تابع وزن به سادگی فراهم می‌شود.
