پایان نامه ارشد: تحلیل الاستوپلاستیک مخازن جدار ضخیم ساخته شده از مواد هدفمند با رفتارسختی سینماتیک خطی تحت بار-گذاری چرخه¬ای

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش : طراحی کاربردی

عنوان : تحلیل الاستوپلاستیک مخازن جدار ضخیم ساخته شده از مواد هدفمند با رفتارسختی سینماتیک خطی تحت بار­گذاری چرخه­ ای

دانشگاه شیراز

دانشکده مهندسی مکانیک

پایان­نامه­ کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک

گرایش طراحی کاربردی

عنوان:

تحلیل الاستوپلاستیک مخازن جدار ضخیم ساخته شده از مواد هدفمند با رفتارسختی سینماتیک خطی تحت بار­گذاری چرخه ­ای

استاد راهنما:

دکتر علی نایبی

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 تحقیقات 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- الگوریتم نگاشت بازگشتی 38

فصل چهارم : ارائه ی نتایج الاستیک 40

4-1- بدون اختلاف دما 42

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

فصل پنجم : نتایج الاستو – پلاستیک 54

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

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

فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات 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

برای یک جامد الاستیک، تغییر شکل ها پس از حذف بارهای اعمالی، بازگشت پذیر می­باشند. در جامدات پلاستیک، بعد از برداشتن بار، تغییر شکل­ها در ماده باقی می­مانند و به حالت اولیه برنمی­گردند. این تغییر شکل­های غیرالاستیک در تعادل باقی می­مانند. رفتار آن­ها فرض می­گردد که به زمان وابسته نمی­باشد. همان طور که در شکل 1-1-1، پیداست، تغییر شکل در جامدات الاستوپلاستیک سختی پذیر از دو قسمت تغییر شکل الاستیک و تغییر  شکل غیرالاستیک تشکیل شده است. هنگامی که تنش کمتر از تنش تسلیم ( ) باشد، کرنش پلاستیک صفر می­باشد.

مدل تشابهی رفتار این نوع مواد به وسیله مدل سنت ونان توسعه یافته نشان داده شده است.

مدل­های گوناگونی برای توصیف سختی پذیری جامدات توسط تغییر شکل، ارائه گردیده است. سختی پذیری غیر ایزوتروپ و سختی سازی سینماتیک از جمله آن­ها هستند.

اگر­چه اکثر مواد دارای سختی پذیری غیر­ایزوتروپ می­باشند ولی به علت سادگی مدل سختی ایزوتروپ کاربرد فراوانی دارد .به­خصوص هنگامی­که بارگذاری شعاعی باشد یعنی این­که بردار تنش در فضای تنش دارای جهت ثابتی می­باشد. به صورت عمومی، یک ماده دارای سختی ایزوتروپ به ماده­ای گفته می شود که مرز ناحیه­ی الاستیک آن تن­ها به یک پارامتر اسکالر وابسته باشد.

·        منحنی تنش-کرنش در کشش متقارن با منحنی تنش-کرنش در فشار نسبت به مبدأ است ( نقطه B در شکل 1-1-2 ).

·        مرز ناحیه­ی الاستیک در همه­ی جهات، نسبت به مرکز O متقارن می­باشد

کاربردی ترین شمای سختی سازی غیرایزوتروپ، مدل سختی سینماتیکی خطی می­باشد. در این مدل دامنه­ی ناحیه­ی الاستیک ثابت باقی می­ماند ولی این دامنه در فضای تنش جابجا می­گردد مرکز ناحیه­ی الاستیک (نقطه­ی C در شکل 1-1-3 ) به نام تنش داخلی یا تنش برگشتی نامیده می­شود .منحنی تنش-کرنش در کشش و فشار حول نقطه­ی C متقارن است. تحت یک تست کشش– پیچش، سطح تسلیم توسط جابجایی سطح تسلیم اولیه و بوسیله­ی بردار  به دست می­آید.

اثر باشینگر هنگامی مشخص می گردد که بعد از یک تست کشش، یک تست فشار انجام گردد. معمولاً تست کشش ماده را در کشش سخت می­نماید (حد الاستیک افزایش می­یابد) ولی در جهت فشار ماده نرم می­گردد. شکل 1-1-4، نشان می­دهد که حد الاستیک در فشار کمتر از حد الاستیک اولیه در فشار می­باشد.

از بین دو مدل ذکر شده، سختی سازی سینماتیک به واقعیت نزدیک­تر می­باشد و تخمین بهتری از اثر باشینگر ارائه می­نماید

در اثر بارگذاری دوره­ای کشش– فشار، خواص سختی سازی اکثر فلزات و آلیاژها در هنگام تست تغییر می­کند . شکل 1-1-5، پارامترهای مورد استفاده برای یک سیکل پایدار تنش­های دوره­ای را نشان می­دهد .برحسب نوع ماده، دما و حالت اولیه­ی آن سختی­سازی و نرمی­سازی رخ می ده

نرمی سیکلی هنگامی اتفاق می­افتد که در طول یک تست دوره­ای تحت دامنه­ی کرنش ثابت، دامنه­ی تنش کاهش می­یابد (شکل1-1-6-(الف)) یا هنگامی­که در یک تست دوره­ای تحت دامنه­ی تنش ثابت، دامنه­ی کرنش افزایش یابد (شکل1-1-6-(ب)).

سختی سیکلی هنگامی اتفاق می­افتد که در طول یک تست دوره­ای تحت دامنه­ی کرنش ثابت، دامنه­ی تنش افزایش می­یابد (شکل 1-1-6-(الف)) یا هنگامی­که در یک تست دوره­ای تحت دامنه­ی تنش ثابت، دامنه­ی کرنش کاهش یابد (شکل 1-1-6-(ب)).

اگر بارگذاری دوره­ای تنش متوسط غیر صفر باشد، اثرات دیگری ظاهر می­گردند (شکل  1-1-7). این بارگذاری نامتقارن اعمالی موجب عدم رشد کرنش پلاستیک و ثابت ماندن آن در هر سیکل می­گردد و یا اغلب موجب رشد آن در هر سیکل حتی بعد از پایداری حلقه­ی تنش-­کرنش، می­گردد .هنگامی­که دامنه­ی کرنش اعمال گردد، رهاسازی و یا عدم رهاسازی تنش متوسط مشاهده می­گردد. (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 روی مواد تابعمند تحقیقات وسیعی 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 دلیل خاصیت تغییر پیوسته­ی مواد در فضای با مقیاس ماکروسکوپیک، گاهی اوقات استفاده از مواد تابعمند، از نظر رفتار مکانیکی نسبت به مواد با ساختار فیبری، بخصوص تحت بارهای حرارتی، ترجیح داده می­شود. چون شکاف درونی یا مرزی در آن­ها وجود ندارد، ‌پیک­های تنش در ساختارهای مواد تابعمند زمانی که نیروی خارجی به آن­ها اعمال می­گردند؛ میرا می­شوند و در نتیجه از شکست بدلیل عدم پیوستگی درونی و تمرکز تنش جلوگیری می­شود. امروزه مواد تابعمند در زمینه­های وسیعی همچون مکانیک محیط­های پیوسته، الکترونیک، شیمی، اپتیک، بیودرمانی و غیره مورد استفاده قرار می­گیرند ]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 : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

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

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        serderehi@gmail.com

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.

--  -- --

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