تعیین ضرایب شدت تنش حرارتی پایدار در استوانه حاوی ترک نیم‌بیضوی محیطی

Abstract

در این مقاله حل بسته‌ی ضرایب شدت تنش در نقطه‌ی عمقی ترک نیم‌بیضوی محیطی واقع در سطح داخلی استوانه بدست آمده است. استوانه تحت فشار (داخلی و خارجی) و انتقال حرارت از نوع جابجائی اجباری با سیال است. جهت تحلیل، ابتدا تابع وزن نقطه‌ی عمقی برای ترک نیم‌بیضوی محیطی با استفاده از دو بار مرجع ارائه شده است. انتخاب بار مرجع به صورت بارگذاری یکنواخت و خطی افزایشی روی سطح ترک در نظر گرفته شده و به هر کدام یک منحنی که تابع نسبت منظر ترک و عمق نسبی آن است برازش شده است. سپس مسأله حرارتی در حالت پایدار مورد بررسی قرار گرفته و ضرایب شدت تنش با استفاده از تابع وزن بدست آمده محاسبه شده است. اعتبارسنجی مدل ارائه شده در حالت خاص بارگذاری با نتایج سایر مقالات در حالات خاص بارگذاری مقایسه شده است که بیانگر دقت خوبی است. در ادامه اثرات نسبت منظر، عمق نسبی و نوع انتقال حرارت جابجایی روی ضرایب شدت تنش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که ترک‌های کم‌عمق در برخی حالات بارگذاری و اشکال ترک نسبت به ترک‌های عمیق‌تر بحرانی‌تر هستند و حل حالت اعمال دما در سطح داخلی استوانه نسبت به حالت جابجائی اجباری محافظه‌کارانه‌تر است.