حل کمانش پوسته استوانه‌ای جدار نازک از جنس آلیاژ هوشمند در دمای ثابت و بارگذاری متقارن به روش حل عددی و دقیق

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسنده

کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج

چکیده

آلیاژهای حافظه دار (SMA)، به لحاظ خواص رفتاری در سالهای اخیر چایگاه خود را را نزد اکثر مهندسان و محققان پیدا نموده است. خواص مواد این آلیاژها با دما و تنش تغییر می یابند. در این تحقیق رفتار کمانش پوسته های استوانه ای نازک از جنس S.M.A بررسی خواهد شد. بدین منظور ابتدا معادلات حاکم بر رفتار تنش-کرنش و نیز سینتیک تبدیل فاز آلیاژهای حافظه دار (S.M.A) استخراج می‌گردد. سپس معادلات تعادل پایداری پوسته های استوانه ای نازک با خیز بزرگ استخراج می گردد. از ترکیب دو دسته معادله فوق معادلات حاکم بر رفتار پس کماش S.M.A در جهت بار محوری بر حسب مشتقات جابجایی بدست خواهد آمد. معادلات اخیر به همراه شرایط مرزی بروش D.Q.M  گسسته سازی شده و سپس دستگاه معادلات جبری حاکمه با تغییرات پله ای بار در یک سیکل کامل بارگذاری و باربرداری حل می گردد و با حل دقیق مقایسه می گردد. در این تحقیق فرض می شود پوسته نازک باشد، اثرات تنشهای برشی در تغییر فرم قابل صرفنظر کردن است، دمای پوسته ثابت است و توزیع بار محوری در لبه های لوله یکنواخت است. شرایط مرزی متقارن است. در نتیجه مساله به صورت Axisymmetric قابل حل است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ashiqur Rahman, M., and Chowdhuri, M.A.K., "Finite Difference Analysis of Short Sma Columns with Tension Compression Asymmetry", International Conference on Mechanical Engineering, Dhaka, Bangladesh, (2007).

 

[2] Nemat-Nasser, S., Yong Choi, J., Isaacs, B., and Lischer, W., "Experimental Observation of High-rate Buckling of Thin Cylindrical Shape-memory Shells", SPIE, University of California, San Diego, Center of Excellence for Advanced Materials, Vol. 5761, pp. 192-200, (2005).

 

 [3] Fang, W., and Wickert, J. A., "Post Buckling of Micro Machined Beams", Department of Mechanical Engineering, Journal of Micromechanics and Microengineering, Camegie Mellon University, Vol. 4, pp. 116-123, August (1994).

 

[4] Brinson, L.C., and Lammering, R., "Finite Element Analysis of the Behavior of Shape Memory Alloys and Their Applications", Int. J. Soli & Structures, North Western University Deutsche Forschgsanstalt Fur Luft and Raumfahrt, Institut Fur Aeroelastik, Bunsenstrabe 10, 3400 Gottingen, Germany, Vol. 30, No. 23, pp. 3261-3280, 17 may (1993).

 

 [5] Brinson, L.C., "One Dimensional Constitutive Behavior of Shape Memory Alloys", Journal of Intelligent Material and Structure, Vol. 4, pp. 3-6, April (1993).

 

[6] Rahman, M.A., "Post Buckling Characteristic of the Short Super Elastic Shape Memory Alloy Columns Experimental and Quantitatives Analysis", International Journal of Applied Mechanics and Engineering, Department of Mechanical Engineering, Bangladesh University of Engineering & Technology, Vol. 11, No. 4, pp. 941-955, (2006).

 

[7] علی اصغر جعفری و حسن غیاثوند، مدل یک بعدی رفتار فوق کشسان آلیاژهای حافظه دار دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی و دانشگاه امام حسین، اسفند (1385).

 

[8] Loubna, H., and Essaaidi, M., "Thermo Mecanical Behavior of Polycristalline Shape  Memory Alloys in Martensitic Transformation", European Journal of Scientific Research Vol. 23, No. 3, pp. 474-474, (2008).

 

[9] Cui, J., Yong, S., and Olugbenga, O., "Thermoelastic Shape Memory Alloys with Extremely Small Hysteresis with Nature Materials", Vol. 5, pp. 286-290, November (2008).

 

 [10] Stoeckel, Yu., "Super Elastic Ni-Ti  Wire", Wire Journal International, pp. 45-50, March (1991).

 

[11] Wang, C. M., Tay, Z. Y., and Chowdhuary, A. N. R.," Examination of Cylindrical Shell Theories for Buckling of Carbon Nanotubes", International Journal of Structural Stability and Dynamics, Vol. 11, pp. 1035-1059, (2011).