انتشار امواج ترمومکانیکی در دیسک‌های حلقوی ساخته شده از مواد مدرج تابعی تحت شوک حرارتی

Abstract

در این مقاله، به کمک تئوری کوپل ترموالاستیسیته تعمیم‌یافته لرد-شولمن و با در نظر گرفتن اثرات غیرخطی حرارتی، رفتار ترموالاستیک دیسک‌های حلقوی ساخته شده از مواد مدرج تابعی تحت شوک حرارتی داخلی مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور، ابتدا معادلات حاکم بر مسأله در چارچوب دستگاه مختصات قطبی استخراج می‌شوند. لازم به ذکر است که برای استخراج معادلات حاکم، معادله انرژی در فرم اصلی غیرخطی خود در نظر گرفته خواهد شد. سپس، فرایند حل عددی مسأله به کمک روش تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته ارائه خواهد شد. در بخش نتایج، اثرات پارامترهای مهمی نظیر اندیس ماده مدرج تابعی و بزرگی شوک حرارتی اعمالی بر انتشار موج ترمومکانیکی در دیسک مورد مطالعه قرار می‌گیرند. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش اندیس ماده مدرج تابعی، بزرگی جابجایی و تنش‌ها در گذر زمان کاهش می‌یابند. همچنین، با ارائه نتایج برای مقادیر مختلف بزرگی شوک حرارتی معلوم گردید در مقادیر بالای شوک حرارتی انجام یک تحلیل غیرخطی حرارتی ضروری است. علاوه بر این آشکار شد که با کاهش زمان آسایش، نوسانات دما کاهش می‌یابد و با افزایش این پارامتر، دامنه تغییرات دما افزایش می‌یابد، در حالی‌که فرکانس نوسانات کاهش می‌یابد.