بررسی پارامترهای موثر بر توزیع تنش در اطراف گشودگی‌های غیردایروی تحت چشمه گرمایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

4 دانشیار، دانشکده ریاضی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

در این مقاله، بر پایه­ی نظریه ترموالاستیسیته­ی دوبعدی حالت پایا، تاثیر پارامترهای موثر بر میدان تنش ایجاد شده در اطراف گشودگی غیردایروی واقع در صفحه نامحدود همسانگرد تحت یک چشمه گرمایی، بررسی می­شود. صفحه همسانگرد در نزدیکی گشودگی دارای چشمه گرمایی نقطه­ای بوده و مرز گشودگی، عایق می­باشد. نتایج تنش مقاله حاضر با استفاده از توابع پتانسیل مختلط، به کارگیری نگاشت همنوا و حلّ معادلات انتگرالی، به دست آمده است. روش استفاده شده در این تحقیق، بسط روش متغیّر مختلط برای صفحات نامحدود همسانگرد حاوی گشودگی دایره­ای و بیضی­شکل است. شعاع انحنای گوشه­های گشودگی و زاویه چرخش گشودگی از جمله پارامترهای مورد بررسی هستند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می­دهند که پارامتر شعاع انحنای گوشه گشودگی تأثیر بسزایی در توزیع تنش اطراف گشودگی و تنش اطراف چشمه گرمایی دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]          Florence AL, Goodier JN., Thermal stress at spherical cavities and circular holes in uniform heat flow. Journal of Applied Mechanics, Vol.52, pp.293-294, 1959.
[2]          Muskhelishvili N. I., Some basic problems of the mathematical theory of elasticity. Second edition, Netherlands, Noordhooff, 1962.
[3]          Florence AL, Goodier JN., Thermal stresses due to disturbance of uniform heat flow by an insulated ovaloid hole. Journal of Applied Mechanics, Vol.27, pp. 635-639,1960.
[4]          Chao CK, Chen FM, and Shen MH, An exact solution for thermal stresses in a three-phase composite cylinder under uniform heat flow. International Journal of Solids and Structures,Vol.44, No. 3, pp.926-940, 2007.
[5]          Bhullar SK., Thermal stresses in a hexagonal region with an elliptic hole. Nonlinear Dynamics and Systems Theory, Vol.6, No.3, pp. 245-256, 2006.
[6]          Aseeri SA., Goursat functions for a problem of an isotropic plate with a curvilinear hole. International Journal of Open Problems in Computer Science and Mathematics, Vol.1, No.3, pp.57-81, 2008.
[7]          Bhullar SK, Weger JL., Thermal stresses in a plate with hyperelliptical hole. Journal of Applied Research and Technology, Vol.1, No.8, pp.152-170, 2009.
[8]          Sharma DS, Stress distribution around polygonal holes, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 65, No.1, pp. 115–124, 2012.
[9]          Jafari M., Bagher Nazari B., and Taheri Nasab A., Study of the effective parameters on stress distribution around triangular hole in metallic plates subjected to uniform heat flux, Journal of Thermal Stresses, Vol. 39, No. 3, pp. 333–344, 2016.
[10]      Hasebe N, Bucher C, Heuer R.,  Heat conduction and thermal stress induced by an electric current in an infinite thin plate containing an elliptical hole with an edge crack. International Journal of Solids and Structures,Vol.47, No.1, pp.138-147, 2010.
[11]      Hasebe N, Wang XF, Saito T, Sheng W., Interaction between a rigid inclusion and a line crack under uniform heat flux. International Journal of Solids and Structures, Vol.44, No.1, pp. 2426-2441, 2007.
[12]      Jafari M, Nazari M, Taherinasab A., Thermal stress analysis of an infinite plate with non-circular cutouts subjected to a uniform heat flow. European Journal of Mechanics - A/Solids, Vol.59, No.1, pp.356-363, 2014.
[13]      Rasuli M, Jafari M., Thermal stress analysis of infinite anisotropic plate with elliptical hole under uniform heat flux. Journal of Thermal Stresses, Vol.39, No.11, pp.1341-1135, 2016.
[14]      Bayati Chaleshtari MH, Jafari M., Optimization of finite plates with polygonal cutout under in-plane loading by gray wolf optimizer. Journal of Strain Analysis for Engineering Design, Vol.52, No.6, pp.365-379, 2017.
[15]      Bayati Chaleshtari MH, Jafari M., Determination of optimum stress in finite metallic plates with polygonal cutouts by using particle swarm algorithm.Tabriz Journal of Mechanical Engineering, Vol.48, No.3, pp.19-28, 2018. (in Persian)