دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc.” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی
عنوان:
کمانش پوسته های کروی کم عمق FGM با ماده وابسته به دما
برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود
تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
هدف این پایان نامه، یافتن بار بحرانی کمانش و تحلیل پایداری پوسته های نازک کروی کم عمق از جنس FGM با تکیه گاه ساده و خواص مکانیکی وابسته به دما تحت بارگذاری ترمومکانیکی است. ماده FGM در نظر گرفته شده برای پوسته از نوع فلز- سرامیک با کسر حجمی توانی است به طوری که خواص آن در راستای ضخامت پوسته به صورت تدریجی از فلز خالص در سطح درونی به سرامیک خالص در سطح بیرونی تغییر می یابد. خواص مکانیکی فلز و سرامیک وابسته به دما فرض گردیده اند. ابتدا، تابع انرژی پتانسیل کل محاسبه می گردد. سپس، با استفاده از نظریه مرتبه اول پوسته ها Love-Kirchhoff، روابط سینماتیک Donnell-Mushtari-Vlasov و   قانون هوک، انرژی پتانسیل کل به صورت تابعی از مؤلفه های تغییرمکان صفحه میانی در می آید. بر اساس معیار انرژی پتانسیل کمینه برای مسائل استاتیکی و با توجه به اصول حساب تغییرات، با کمینه سازی تابع انرژی پتانسیل کل توسط روابط Euler، معادلات تعادل حاصل می شود. با استفاده از معیار مجاور تعادل و با ایجاد نمو مجازی بسیار کوچکی در مؤلفه های تغییرمکان صفحه میانی و جایگذاری آنها در معادلات تعادل و حذف جملات مربوط به آن روابط، معادلات پایداری بدست می آید. جواب های تحلیلی تقریبی تک- جمله ای که شرایط مرزی مفروض را ارضا می کنند، برای مؤلفه های تغییرمکان صفحه میانی در نظر گرفته می شود. برای کمینه سازی خطاهای این تقریب از روش Galerkin استفاده می شود. برای ایجاد کمانش، دترمینان ماتریس ضرایب معادلات حاصل از به کارگیری روش Galerkin باید صفر باشد که با حل آن بار بحرانی کمانش محاسبه می گردد. نتایج تحلیلی برای بارگذاری های متفاوت که عبارت است از فشار هی درواستاتیک خارجی و افزایش یکنواخت دما و ترکیب آنها بدست می آیند. نتایج حاصل با اطلاعات موجود در ادبیات اعتبارسنجی و مقایسه می گردد.
مقدمه
در سا لهای اخیر با رشد روزافزون و شتابان صنایع مختلف و پیشرفته تر شدن دستگاه های صنعتی و توسعه موتورهای پرقدرت صنایع هوافضا، توربین ها و راکتورها و دیگر ماشین ها نیاز به موادی با مقاومت حرارتی بالا و مقاوم تر از لحاظ مکانیکی احساس شده است. در سال های قبل در صنا یع هوافضا از مواد سرامیکی خالص جهت پوشش و روکش قطعات با درجه کارکرد بالا استفاده می شد. این مواد عایق های بسیار خوبی بودند ولی مقاومت زیادی در برابر تنش های پسماند نداشتند. تنش های پسماند در این مواد مشکلات زیادی از جمله ایجاد حفره و ترک می نمود. بعدها برای رفع این مشکل از مواد مرکب لایه ای استفاده شد. تنش های حرارتی در این مواد نیز موجب پدیده لایه لایه شدن می گردید. با توجه به این مشکلات طرح ماده ای مرکب که هم مقاومت حرارتی و مکانیکی بالا داشته و هم مشکل لایه لایه شدن نداشته باشد، ضرورت پیدا کرد.
FGM ها موادی مرکب با ریزساختار ناهمگن می باشند، که خواص مکان یکی آنها بطور ملایم و پیوسته از یک سطح جسم به سطح دیگر آن تغییر می کند. نوع رایج آن ترکیب