پایان نامه کارشناسی ارشد تحليل الاستوپلاستيک مخازن جدار ضخيم ساخته شده از مواد هدفمند با رفتارسختی سينماتيک خطی تحت بار-گذاری چرخه¬ای

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع ارشد مهندسی مکانیک

گرایش : طراحی کاربردی

عنوان : تحليل الاستوپلاستيک مخازن جدار ضخيم ساخته شده از مواد هدفمند با رفتارسختی سينماتيک خطی تحت بار­گذاری چرخه­ ای

دانشگاه شیراز

دانشکده مهندسی مکانيک

پايان­نامه­ کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانيک

گرایش طراحی کاربردی

عنوان:

تحليل الاستوپلاستيک مخازن جدار ضخيم ساخته شده از مواد هدفمند با رفتارسختی سينماتيک خطی تحت بار­گذاری چرخه ­ای

استاد راهنما:

دکتر علی نايبی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه 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)

فهرست مطالب:

فصل اول : مقدمه 1

1-1-  پیشگفتار 2

1-2-  مواد هدفمند (تابعمند) 7

1-3-  هدف از انجام پایان نامه 9

1-4-  ساختار پایان نامه 10

فصل دوم : مروری بر تحقيقات گذشته 11

فصل سوم : تئوری 16

3-1-  حل حرارتی 18

3-2- حل الاستیک 20

3-2-1-  تغییر پارامترها و کاهش مرتبه 28

3-3- حل پلاستیک 31

3-4- الگوريتم نگاشت بازگشتی 38

فصل چهارم : ارائه ی نتايج الاستيک 40

4-1- بدون اختلاف دما 42

4-2-  نتایج الاستیک با در نظر گرفتن گرادیان دما 46

فصل پنجم : نتايج الاستو – پلاستيک 54

5-1- نتایج الاستو – پلاستیک برای بارگذاری در یک مرحله 55

5-2- نتایج الاستو – پلاستیک برای بارگذاری چرخه ای 67

فصل ششم : نتيجه گيری و پيشنهادات 79

5-1- بحث در نتایج 80

5-2- پیشنهادات 81

فهرست منابع 82

چکیده انگلیسی 86

فهرست جدول ها

جدول شماره­ی 4-1 : پارامترهای واحد­دار ماده                                 ­                     42

جدول شماره­ی 4-1-2-1 : مقایسه ی مواد با پارامترهای مادی متفاوت                           53

جدول شماره­ی 5-1-1 : نتایج رفتار مخزن با شعاع درونی 06/0 و شعاع خارجی

1/0 تحت بارگذاری گرادیان دما و فشار داخلی                                               56

جدول شماره­ی 5-1-2 : توضیحات اشکال دایروی جدول 5-1-1                                57

جدول شماره­ی 5-1-3 : نتایج رفتار مخزن (سطح داخلی از جنس فولاد) با شعاع

درونی 06/0 و شعاع خارجی 1/0 تحت بارگذاری گرادیان دما و فشار داخلی            60

جدول شماره­­ی 5-1-4 : توضیحات اشکال دایروی جدول 5-1-3                                61

جدول شماره­ی 5-2-1 : پارامترهای واحد­دار ماده برای

مخزن کروی (داخل از جنس فولاد)                                                            73

فهرست شکل ها

شکل شماره­ی 1-1-1 : جامد الاستوپلاستیک سختی پذیر                                          2

شکل شماره­ی 1-1-2 : (الف) – تست کشش­– پیچش تحت سختی ایزوتروپ،

(ب) – تست کشش­– فشار                                                                          3

شکل شماره­ی 1-1-3 : (الف) – تست کشش­– پیچش تحت سختی سینماتیک،

(ب) – تست کشش­– فشار                                                                          4

شکل شماره­ی 1-1-4 : اثر باشینگر                                                                      4

شکل شماره­ی 1-1-5 : سیکل تنش­– کرنش                                                           5

شکل شماره­ی 1-1-6 : پدیده­ی نرمی سیکلی، (الف)- دامنه­ی کرنش ثابت،

(ب)- دامنه­ی تنش ثابت                                                                             6

شکل شماره ­ی 1-1-7 : پدیده­ی سختی سیکلی                                                       6

شکل شماره­ی 1-1-8 : (الف)- اعمال دامنه­ی تنش ثابت، راست- رشد کرنش

پلاستیک، چپ- عدم رشد کرنش پلاستیک، (ب)- اعمال دامنه­ی کرنش

ثابت، راست- رها­سازی تنش متوسط، چپ- عدم رها­سازی تنش متوسط                   7

شکل شماره­ی 3-1 : مخزن مدل سازی شده به شکل کره از جنس مواد تابعمند              17

شکل شماره­ی 3-1-1 : مختصات کروی                                                               18

شکل شماره­ی 4-1-1 : نمودار تنش­ها نسبت به شعاع برای مشخصات

a=0.04 m، b=0.1 m، ، ،

و                                                                           42

شکل شماره­ی 4-1-2 : نمودار مدول الاستیسیته بر حسب تغییرات شعاع برای

مشخصات a=0.04 m، b=0.1 m،  و                       43

شکل شماره­ی 4-1-3 : نمودار تنش تسلیم بر حسب تغییرات شعاع برای مشخصات

a=0.04 m، b=0.1 m،  و                                          43

شکل شماره­ی 4-1-4 : نمودار اختلاف تنش­ها  نسبت به شعاع برای

مشخصات a=0.5 m، b=0.51 m، ، ،

شکل شماره­ی 4-2-1 : نمودار تنش شعاعی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ،  و  با توجه به بارگذاری

و DT=10°C                                                                       46

شکل شماره­ی 4-2-2 : نمودار تنش مماسی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ،  و  با توجه به

بارگذاری  و DT=10°C                                                        46

شکل شماره­ی4-2-3 : نمودار اختلاف تنش مماسی با شعاعی  بر حسب

شعاع برای مشخصات a=0.5 m، b=0.51 m، ،  و

با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                      47

شکل شماره­ی4-2-4 : نمودار تنش شعاعی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m،b=0.51 m، ، ، ،  و

با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                                 47

شکل شماره­ی 4-2-5 : نمودار تنش مماسی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،  و

با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                                 48

شکل شماره­ی 4-2-6 : نمودار اختلاف تنش مماسی با شعاعی  بر حسب

شعاع برای مشخصات a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،

و  با توجه به بارگذاری  و DT=10°C           48

شکل شماره­ی 4-2-7 : نمودار تنش شعاعی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،  و

با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                                 49

شکل شماره­ی 4-2-8 : نمودار تنش مماسی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،  و

با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                                  49

شکل شماره­ی 4-2-9 : نمودار اختلاف تنش مماسی با شعاعی  بر حسب

شعاع برای مشخصات a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،

و  با توجه به بارگذاری  و DT=10°C           49

شکل شماره­ی 4-2-10 : نمودار تنش شعاعی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،  و

با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                                 50

شکل شماره­ی 4-2-11 : نمودار تنش مماسی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،  و

با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                                 50

شکل شماره­ی 4-2-12 : نمودار اختلاف تنش مماسی با شعاعی  بر

حسب شعاع برای مشخصات a=0.5 m، b=0.51 m، ، ،

،  و  با توجه به بارگذاری

و DT=10°C                                                                                                        51

شکل شماره­ی 4-2-13 : نمودار تنش شعاعی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،  و

، با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                              52

شکل شماره­ی 4-2-14 : نمودار تنش مماسی بر حسب شعاع برای مشخصات

a=0.5 m، b=0.51 m، ، ، ،  و

، با توجه به بارگذاری  و DT=10°C                              52

شکل شماره­ی 4-2-15 : نمودار اختلاف تنش مماسی با شعاعی  بر

حسب شعاع برای مشخصات a=0.5 m، b=0.51 m، ، ،

،  و ، با توجه به بارگذاری

و DT=10°C                                                                                                     52

شکل شماره­ی 5-1-1 : اختلاف تنش مماسی و شعاعی برای مشخصات ردیف دوم

در جدول 5-1-1 هنگام رسیدن به نقطه­ی تسلیم                                            58

شکل شماره­ی 5-1-2 : تنش­های شعاعی برای مشخصات ردیف دوم در

جدول 5-1-1 هنگام رسیدن به نقطه­ی تسلیم                                                 58

شکل شماره­ی 5-1-3 : تنش­های مماسی برای مشخصات ردیف دوم در جدول 5-1-1

هنگام رسیدن به نقطه­ی تسلیم                                                                  58

شکل شماره­ی 5-1-4 : نمودار بارگذاری­های اختلاف دما برحسب فشار داخلی برای

مشخصات ردیف­های جدول 5-1-1                                                             59

شکل شماره­ی 5-1-5 : نمودار بارگذاری­های اختلاف دما برحسب فشار داخلی

برای مشخصات ردیف­های جدول 5-1-3                                                       61

شکل شماره­ی 5-1-6 : نمودار مدول الاستیسیته بر حسب شعاع  برای مخزن کروی

با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m و                                                   62

شکل شماره­ی 5-1-7 : نمودار تنش تسلیم بر حسب شعاع  برای مخزن کروی

با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m و                                                        62

شکل شماره­ی 5-1-8 : نمودار ضریب انبساط گرمایی بر حسب شعاع  برای مخزن

کروی با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m و                                         62

شکل شماره­ی 5-1-9 : نمودار ضریب سختی سینماتیک بر حسب شعاع برای مخزن

کروی با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m و                                    63

شکل شماره­ی 5-1-10: نمودار اختلاف تنش مماسی و شعاعی  بر حسب

شعاع در فشار 7/66- مگاپاسکال و بدون اختلاف دما                                         63

شکل شماره­ی 5-1-11: نمودار تنش شعاعی بر حسب شعاع در فشار

7/66- مگاپاسکال و بدون اختلاف دما                                                           64

شکل شماره­ی 5-1-12: نمودار تنش مماسی بر حسب شعاع در فشار

7/66- مگاپاسکال و بدون اختلاف دما                                                           64

شکل شماره­ی 5-1-13: نمودار اختلاف تنش مماسی با شعاعی  بر حسب

شعاع در اختلاف دمای 233 درجه سانتیگراد و بدون فشار داخلی                         65

شکل شماره­ی 5-1-14: نمودار تنش شعاعی بر حسب شعاع در اختلاف دمای

233 درجه سانتیگراد و بدون فشار داخلی                                                      65

شکل شماره­ی 5-1-15: نمودار تنش مماسی بر حسب شعاع در اختلاف دمای

233 درجه سانتیگراد و بدون فشار داخلی                                                      65

شکل شماره­ی 5-1-16: نمودار تنش شعاعی بر حسب شعاع در اختلاف دمای

443 درجه سانتیگراد و فشار داخلی                                                              66

شکل شماره­ی 5-1-17: نمودار تنش مماسی بر حسب شعاع در اختلاف دمای

443 درجه سانتیگراد و فشار داخلی                                                              66

شکل شماره­ی 5-1-18: نمودار اختلاف تنش مماسی با شعاعی  بر حسب

شعاع در اختلاف دمای 443 درجه سانتیگراد و و فشار داخلی                          67

شکل شماره­ی 5-2-1: نمودار بارگذاری چرخه­ای اختلاف دما                                     67

شکل شماره­ی 5-2-2: نمودار تنش مماسی – کرنش مماسی کل بدون کرنش

حرارتی برای بارگذاری چرخه­ای تا دمای  در فشار                                 68

شکل شماره­ی 5-2-3: نمودار تنش مماسی – کرنش مماسی کل بدون کرنش

حرارتی برای بارگذاری چرخه­ای تا دمای  در فشار

برای شعاع داخلی                                                                                   69

شکل شماره­ی 5-2-4: نمودار تنش مماسی – کرنش مماسی کل بدون کرنش

حرارتی برای بارگذاری چرخه­ای تا دمای  در فشار  در

شعاع داخلی                                                                                          69

شکل شماره­ی 5-2-5: نمودار تنش مماسی – کرنش مماسی کل بدون کرنش

حرارتی برای بارگذاری چرخه­ای تا دمای  در فشار  در

شعاع داخلی                                                                                          70

شکل شماره­ی 5-2-6: نمودار تنش مماسی – کرنش مماسی کل بدون کرنش

حرارتی برای بارگذاری چرخه­ای تا دمای  در فشار  برای

ناحیه ی بیرونی                                                                                     70

شکل شماره­ی 5-2-7: نمودار طبقه بندی بارگذاری­های چرخه­ای

( فشار داخلی و اختلاف دما ) بر اساس رخ دادن پدیده­های الاستوپلاستیک             71

شکل شماره­ی 5-2-8 : نمودار مدول الاستیسیته بر حسب شعاع  برای مخزن کروی

(داخل از جنس فولاد) با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m و                  73

شکل شماره­ی 5-2-9 : نمودار تنش تسلیم بر حسب شعاع  برای مخزن کروی

(داخل از جنس فولاد) با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m و                        73

شکل شماره­ی 5-2-10 : نمودار ضریب انبساط گرمایی بر حسب شعاع  برای مخزن

کروی (داخل از جنس فولاد) با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m و               74

شکل شماره­ی 5-2-11 : نمودار ضریب سختی سینماتیک بر حسب شعاع برای مخزن

کروی (داخل از جنس فولاد) با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m و        74

شکل شماره­ی 5-2-12: نمودار اختلاف تنش مماسی و شعاعی  برای مخزن

کروی (داخل از جنس فولاد) بر حسب شعاع در فشار255- مگاپاسکال و بدون

اختلاف دما                                                                                          75

شکل شماره­ی 5-2-13 : مقایسه­ی اختلاف تنش های مماسی و شعاعی برای

مخزن کروی با مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m، ، ،

و  و   هنگام رسیدن به نقطه ی تسلیم             76

شکل شماره­ی 5-2-14 : مقایسه­ی تنش های مماسی برای مخزن کروی با

مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m، ، ،  و

و   هنگام رسیدن به نقطه ی تسلیم                                  76

شکل شماره­ی 5-2-15 : مقایسه­ی تنش­های شعاعی برای مخزن کروی با

مشخصات a=0.06 m، b=0.1 m، ، ،  و

و   هنگام رسیدن به نقطه ی تسلیم                                  76

شکل شماره­ی 5-2-16: نمودار تنش مماسی – کرنش مماسی کل بدون کرنش

انتقال حرارت برای بارگذاری چرخه­ای تا دمای  در فشار داخلی  در

شعاع داخلی برای مخزن کروی (داخل از جنس فولاد)                                       77

شکل شماره­ی 5-2-17 : نمودار تنش مماسی – کرنش مماسی کل بدون کرنش

انتقال حرارت برای بارگذاری چرخه­ای تا دمای  در فشار  در

شعاع داخلی برای مخزن کروی (داخل از جنس فولاد)                                       78

شکل شماره­ی 5-2-18: نمودار طبقه بندی بارگذاری­های چرخه­ای

( فشار داخلی و اختلاف دما ) بر اساس رخ دادن پدیده­های الاستوپلاستیک

برای مخزن کروی (داخل از جنس فولاد)                                                        78

چکیده

حلیل تنش و تغییر شکل مخازن جدارضخیم کروی از جنس مواد تابعمند تحت بارگذاری فشار داخلی و اختلاف دما در این پایان نامه بحث شده است. پارامترهای مادی به صورت تابعی از شعاع در نظر گرفته شده­اند که نقش با اهمیتی در رفتار این گونه مواد ایفا می­کنند. برای مشخص شدن نقش بسزای آن­ها، چند نوع ماده دارای پارامترهای مادی متفاوت، تحت گرادیان دما و فشار داخلی قرار گرفته و بررسی شده­اند. همچنین تفاوت آن­ها در به تسلیم رسیدن این گونه مخازن مشخص شده است. برای اطمینان از بررسی­های انجام شده، نتایج به دست آمده در حالت الاستیک با مقاله­های دیگر مقایسه شده است. همچنین با مقایسه­ی نتایج مربوط به بارگذاری­ها به نقش پر اهمیت اختلاف دما در تحلیل رفتار مخازن پی برده شد. سپس به

تحلیل الاستوپلاستیک این گونه مخازن پرداخته شد. برای تحلیل الاستوپلاستیک آن­ها از رفتار سختی سینماتیک خطی پیروی شده است. طبق بررسی و تحلیل رفتار آن­ها تحت بارگذاری چرخه­ای اختلاف دما و فشار داخلی ثابت که منجر به مشخص شدن دیاگرام تفکیک پدیده ها شد مشاهده کردیم که مخزن کروی تا اختلاف دماهای بالایی هنوز در حالت الاستیک باقی مانده است. همچنین ناحیه­ی الاستیک شیکدان، سطح زیادی را به خود اختصاص داده است و بعد از آن وارد ناحیه­ی پلاستیک شیکدان شده است. در واقع با این کار، رفتار ماده را قبل از بارگذاری­های متفاوت پیش­بینی کرده­ایم.

1-1-      پیشگفتار

براي يك جامد الاستيک، تغيير شكل ها پس از حذف بارهاي اعمالي، بازگشت پذير مي­باشند. در جامدات پلاستیک، بعد از برداشتن بار، تغيير شكل­ها در ماده باقي مي­مانند و به حالت اوليه برنمي­گردند. اين تغيير شكل­هاي غیرالاستیک در تعادل باقي مي­مانند. رفتار آن­ها فرض می­گردد که به زمان وابسته نمي­باشد. همان طور که در شکل 1-1-1، پیداست، تغيير شكل در جامدات الاستوپلاستیک سختی پذیر از دو قسمت تغيير شكل الاستيك و تغيير  شكل غیرالاستیک تشكيل شده است. هنگامي كه تنش كمتر از تنش تسلیم ( ) باشد، كرنش پلاستيك صفر مي­باشد.

مدل تشابهي رفتار اين نوع مواد به وسيله مدل سنت ونان توسعه يافته نشان داده شده است.

مدل­هاي گوناگوني براي توصيف سختي پذيري جامدات توسط تغيير شكل، ارائه گرديده است. سختي پذيري غير ايزوتروپ و سختی سازی سینماتیک از جمله آن­ها هستند.

اگر­چه اكثر مواد داراي سختي پذيري غير­ايزوتروپ مي­باشند ولي به علت سادگي مدل سختي ايزوتروپ كاربرد فراواني دارد .به­خصوص هنگامي­كه بارگذاري شعاعي باشد يعني اين­كه بردار تنش در فضاي تنش داراي جهت ثابتي مي­باشد. به صورت عمومي، يك ماده داراي سختي ايزوتروپ به ماده­اي گفته مي شود كه مرز ناحيه­ي الاستيك آن تن­ها به يك پارامتر اسكالر وابسته باشد.

·        منحني تنش-كرنش در كشش متقارن با منحني تنش-كرنش در فشار نسبت به مبدأ است ( نقطه B در شکل 1-1-2 ).

·        مرز ناحيه­ي الاستيك در همه­ي جهات، نسبت به مركز O متقارن مي­باشد

كاربردي ترين شماي سختي سازي غيرايزوتروپ، مدل سختي سينماتيكي خطي مي­باشد. در اين مدل دامنه­ی ناحيه­ي الاستيك ثابت باقي مي­ماند ولي اين دامنه در فضاي تنش جابجا مي­گردد مركز ناحيه­ي الاستيک (نقطه­ي C در شكل 1-1-3 ) به نام تنش داخلي يا تنش برگشتي ناميده مي­شود .منحني تنش-کرنش در كشش و فشار حول نقطه­ی C متقارن است. تحت يك تست كشش– پيچش، سطح تسلیم توسط جابجایی سطح تسليم اوليه و بوسيله­ي بردار  به دست می­آید.

اثر باشينگر هنگامي مشخص مي گردد كه بعد از يك تست كشش، يك تست فشار انجام گردد. معمولاً تست كشش ماده را در كشش سخت مي­نمايد (حد الاستيك افزايش مي­يابد) ولي در جهت فشار ماده نرم مي­گردد. شكل 1-1-4، نشان مي­دهد كه حد الاستيك در فشار كمتر از حد الاستيك اوليه در فشار مي­باشد.

از بين دو مدل ذكر شده، سختي سازي سينماتيك به واقعيت نزديك­تر مي­باشد و تخمين بهتري از اثر باشينگر ارائه مي­نمايد

در اثر بارگذاري دوره­اي كشش– فشار، خواص سختي سازي اكثر فلزات و آلياژها در هنگام تست تغيير مي­كند . شكل 1-1-5، پارامترهاي مورد استفاده براي يك سيكل پايدار تنش­هاي دوره­اي را نشان مي­دهد .برحسب نوع ماده، دما و حالت اوليه­ي آن سختي­سازي و نرمي­سازي رخ مي ده

نرمي سيكلي هنگامي اتفاق مي­افتد كه در طول يك تست دوره­اي تحت دامنه­ی كرنش ثابت، دامنه­ی تنش كاهش مي­يابد (شكل1-1-6-(الف)) يا هنگامي­كه در يك تست دوره­اي تحت دامنه­ی تنش ثابت، دامنه­ی كرنش افزايش يابد (شكل1-1-6-(ب)).

سختي سيكلي هنگامي اتفاق مي­افتد كه در طول يك تست دوره­اي تحت دامنه­ی كرنش ثابت، دامنه­ی تنش افزايش مي­يابد (شكل 1-1-6-(الف)) يا هنگامي­كه در يك تست دوره­اي تحت دامنه­ی تنش ثابت، دامنه­ی كرنش كاهش يابد (شكل 1-1-6-(ب)).

اگر بارگذاري دوره­اي تنش متوسط غير صفر باشد، اثرات ديگري ظاهر مي­گردند (شكل  1-1-7). اين بارگذاري نامتقارن اعمالي موجب عدم رشد كرنش پلاستيك و ثابت ماندن آن در هر سيكل مي­گردد و يا اغلب موجب رشد آن در هر سيكل حتي بعد از پايداري حلقه­ی تنش-­كرنش، مي­گردد .هنگامي­كه دامنه­ی كرنش اعمال گردد، رهاسازي و يا عدم رهاسازي تنش متوسط مشاهده مي­گردد. (شکل 1-1-8)]1[.

(الف)- اعمال دامنه­ی تنش ثابت، راست- رشد کرنش پلاستیک، چپ- عدم رشد کرنش پلاستیک

(ب)- اعمال دامنه­ی کرنش ثابت، راست- رها سازی تنش متوسط، چپ- عدم رها سازی تنش متوسط
1-2-      مواد هدفمند (تابعمند)

در سال­های اخیر با توسعه­ی موتورهای پرقدرت صنایع هوافضا، توربین­ها و راکتورها و ماشین­ها­ی دیگر نیاز به موادی با مقاومت حرارتی بالا و مقاوم­تر از لحاظ مکانیکی احساس شده است. در سال­های قبل در صنایع هوافضا از مواد سرامیکی خالص جهت پوشش و روکش قطعات با درجه کارکرد بالا استفاده می­شد. این مواد عایق­های بسیار خوبی بودند ولی مقاومت زیادی در برابر تنش­های پس­ماند نداشتند. تنش­های پس­ماند در این مواد مشکلات زیادی از جمله ایجاد حفره و ترک می­نمود. بعدها برای رفع این مشکل از مواد کامپوزیت لایه­ای استفاده شد. تنش­های حرارتی در این مواد نیز موجب پدیده­ی لایه لایه شدن می­گردید. با توجه به این مشکلات طرح ماده­ای مرکب که هم مقاومت حرارتی و مکانیکی بالا داشته و هم مشکل لایه لایه شدن نداشته باشد، ضرورت پیدا کرد. بنابر مشکلاتی که در صنایع مختلف برای مواد تحت تنش­های حرارتی بالا وجود داشت، دانشمندان علم مواد در سال 1984 میلادی در منطقه­ی سندایی ژاپن برای اولین بار مواد تابعمند (FGM[1]) را به عنوان مواد با تحمل حرارتی بالا پیشنهاد نمودند. از آن پس روي مواد تابعمند تحقيقات وسيعي انجام شد. مواد تابعمند، مواد کامپوزیتی با ریز­ساختار ناهمگن می­باشند، که خواص مکانیکی آن­ها بطور ملایم و پیوسته از یک سطح به سطح دیگر جسم تغییر می­کند. نوع رایج آن، ترکیب پیوسته­ای از سرامیک و فلز می­باشد. این مواد از اختلاط پودر فلز و سرامیک بدست می­آیند. تغییر فلز و سرامیک از یک سطح به سطح دیگر کاملاً پیوسته می­باشد. بگونه­ای که یک سطح از جنس سرامیک خالص و یک سطح فلز خالص است. بین دو سطح ترکیب پیوسته­ای از هردو می­باشد. ماده­ی سرامیک مقاومت دمایی بالایی را به­خاطر رسانایی گرمایی کم دارا می­باشد و از طرفی ماده فلزی چکش خوار، از شکستگی یا ترک به­خاطر تنش حرارتی ممانعت به عمل می­آورد. خواص مکانیکی نیز با توجه به نوع ترکیب، تغییرات پیوسته­ای در جهت ضخامت دارد. این مواد با توجه به پیوستگی ترکیب مواد تشکیل دهنده دارای خواص مکانیکی مؤثری نسبت به مواد کامپوزیت لایه­ای می­باشد. حال آنکه امروزه مواد تابعمند، همراه با غیر یکنواختی­های فضایی که عمداً در آن­ها ایجاد می­شود، محبوبیت زیادی در محیط­های دمایی بالا کسب نموده­اند. مواد تابعمند بیشتر برای پوشش­های عایق حرارتی به کار می­روند. به دليل خاصيت تغيير پيوسته­ی مواد در فضاي با مقياس ماكروسكوپيك، گاهي اوقات استفاده از مواد تابعمند، از نظر رفتار مكانيكي نسبت به مواد با ساختار فيبري، بخصوص تحت بارهاي حرارتي، ترجيح داده مي­شود. چون شكاف دروني يا مرزي در آن­ها وجود ندارد، ‌پيك­هاي تنش در ساختارهاي مواد تابعمند زماني كه نيروي خارجي به آن­ها اعمال مي­گردند؛ ميرا مي­شوند و در نتيجه از شكست بدليل عدم پيوستگي دروني و تمركز تنش جلوگيري مي­شود. امروزه مواد تابعمند در زمينه­هاي وسيعي همچون مکانیک محیط­های پیوسته، الكترونيك، شيمي، اپتيك، بيودرماني و غيره مورد استفاده قرار مي­گيرند ]2و3[.

با توجه به خصوصیت­های مواد تابعمند و پیوسته تغییر کردن رفتار موادی آن­ها، پارامترهای آن­ها به صورت تابع وابسته در نظر گرفته شده است. در این­جا پارامترهای ماده مانند مدول الاستیسیته، ضریب رسانندگی گرمایی، ضریب انبساط گرمایی، تنش تسلیم و ضریب پراگر به شکل توابع توانی از شعاع نمایش داده شده­اند. این توابع، تغییرات خواص مواد تابعمند را در طول ضخامت مخزن به صورت آرام و پیوسته مقرر می­کنند.

 

تعداد صفحه : 108

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       info@elmyar.net

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 
 

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید