تحلیل آستانه تسلیم دیسک ضخامت‌متغیر دوار ساخته‌شده از مواد هدفمند در موتور توربین‌گاز هوایی

Abstract

مقاله حاضر به مطالعه تحلیلی آستانه تسلیم در یک دیسک ضخامت­متغیر دوار ساخته‌شده از مواد هدفمند (FGM) براساس معیار ترسکا می‌پردازد. تحلیل بر پایه نظریه تغییر شکل‌های کوچک و برای حالت تنش صفحه‌ای انجام شده است. مدول الاستیسیته، چگالی و تنش تسلیم به‌صورت تابع‌های توانی از مختصه شعاعی فرض شده‌اند. ضریب پواسون به علت تغییرات کم در مواد مختلف ثابت در نظر گرفته شده است. همچنین معادله حاکم بر دیسک دوار به‌صورت تحلیلی حل شده است. علاوه بر نوع ماده، عامل دیگری که در توزیع میدآنهای تنش موثر است شکل مقطع عرضی (پروفیل) دیسک است. ضخامت مقطع عرضی دیسک، به‌صورت تابع توانی در جهت شعاعی تغییر می‌کند. در تحلیل حاضر حالت‌های مختلفی برای آغاز تسلیم و روند گسترش جریان پلاستیک در نظر گرفته شده است. برای ارزیابی و اعتبار‌سنجی، نتایج حاصل از تحقیق با نتایج مشابه مربوط به حالت‌های خاص (دیسک همگن و دیسک هدفمند ضخامت­ثابت) که در مراجع پیشین موجود هستند، مقایسه و اعتبار نتایج نشان داده شده است. نتایج نشان می‌دهد در نظر گرفتن ضخامت­متغیر برای مقطع دیسک، اثر قابل توجهی روی تنش‌ها و پیش‌بینی مکان شروع تسلیم دارد.