مدلسازی و بررسی تنشهای حرارتی ناشی از ناخالصی کروی در محیط بینهایت و نیمه بینهایت

تنشهای حرارتی حاصل از ناخالصی در محیطهای بینهایت، نیمه بینهایـت و همگن بصورت تحلیلی و به روشهای متعددی حل شده است . در ایـن مقالـه ابتدا روش ناخالصی معادل برای محاسبه تنش حرارتی ناخالـصی کـروی در محیط بینهایت و با مرزهای چسبنده شرح داده شده است . سـپس تنـشهای اصلی بدست آمده از مدلسازی عددی برای مقادیر مختلف شعاع ناخالـصی و ضریب انبساط آن در محیط بینهایت با نرم افـزار ANSYS10 ارائـه شـده است . حل عددی و تحلیلی، مقادیر تنشهای یکسانی را پیش بینی میکنـد . نتایج نشان می دهد که تنش در ناخالـصی و محـیط اطـراف آن ، مـستقل از شعاع ناخالصی و متناسب با اخـتلاف ضـریب انبـساط ناخالـصی و مـاتریس است . در ادامه، روابط محاسبه تنش در محیط نیمه بینهایت و با مرزهای چسبنده بر پایه تنشهای محیط بینهایت ، ارائه شـده اسـت . تنـشهای اصـلی در حـل عددی برای مقادیر مختلف شعاع ناخالـصی، ضـریب انبـساط و فاصـله آن از سطح محاسبه شده است . نتایج حـل عـددی هماننـد روابـط تئـوری نـشان می دهد کـه تـنش در ناخالـصی و در محـیط اطـراف آن ، مـستقل ا ز شـعاع ناخالصی و متناسب با اختلاف ضریب انبـساط حرارتـی ناخالـصی و محـیط است . همچنین حل عددی نشان می دهد که تنشهای اصـلی در روی سـطح با نزدیک شدن ناخالصی به سطح ، افزایش می یابد و هنگامی که ذره ممـاس بر سطح شود، به ماکزیمم خود می رسد .

کلیدواژه ها:

تنش حرارتیTT ، ناخالصی ، کروی ، بینهایت ، نیمه بینهایت