تحلیل رفتار پلاستیک چرخه ای استوانه جدار ضخیم با مواد هدفمند بر اساس مدل سخت شوندگی سینماتیکی غیرخطی

Abstract

ترکیب مواد مختلف اغلب به منظور بهینه سازی پاسخ سازه تحت بارهای مکانیکی و حرارتی شدید در سازه های پیچیده نظیر مخازن استفاده می شود. مواد تابعی یا هدفمند برای رسیدن به این هدف در مورد مخازن تحت فشار مناسب می باشند. از سوی دیگر این ساختارها معمولا متحمل بارگذاری تکرار شونده منجر به تغییر شکل پلاستیک و درنتیجه پدیده های تشدید تدریجی و تطبیق دوره نوسانی می باشند. در این مطالعه نظریه سخت شوندگی سینماتیکی غیرخطی فردریک- آرمسترانگ به منظور بررسی رفتار بارگذاری چرخه ای برای یک سیلندر ضخیم هدفمند تحت فشار داخلی برای دو ماده هدفمند بصورت فلز-فلز و سرامیک-فلز استفاده می شود. قانون توزیع کسر حجمی، هندسه و بار مکانیکی متقارن، برای ماده مورد نظر فرض می شود. روش المان محدود در ترکیب با یک رویکرد چند لایه برای مدل کردن سازه استفاده شده است. تحلیل های مورد نظر به روش المان محدود انجام و نتایج آن بوسیله نمودارهای تنش-کرنش ارائه شده است. اثر تغییرات توزیع مواد بر رفتار چرخه ای نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از مواد هدفمند منجر به طراحی انعطاف پذیرتر می شود؛ به نحوی که گسیختگی‌ چرخه ای را می توان با انتخاب پروفایلهای توزیع مواد مناسب بهبود داد.