اثر انتقال حرارت جابجایی اجباری در ضرایب شدت تنش گذرا در ترک های نیم دایروی طولی در استوانه ها

در این مقاله ترک نیم دایروی واقع در سطح داخلی استوانه تحت بارگذاری مکانیکی و حرارتی گذرا تحلیل شده است. برای این منظور استوانه تحت فشار داخلی و فشار خارجی قرار داده شده است و سطح داخل آن در معرض انتقال حرارت گذرا از نوع جابه جایی با سیال و سطح خارجی آن در دمای ثابت محیط قرار دارد. برای حل از روش اجزای محدود سه بعدی و المان منفرد بیست گرهی در جبهه ترک استفاده شده است. نتایج ضرایب شدت تنش حرارتی گذرا در کل جبهه ترک در زمان های مختلف و به ازای عمق های نسبی مختلف ترک و اعداد بیو متنوع که معرف نوع جابجایی اجباری است به دست آمده است. جهت صحه گذاری مدل سازی در حالات خاص بارگذاری با نتایج سایر مقالات مقایسه شده که از دقت خوبی برخوردار است نتایج نشان می دهد در حالت انتقال حرارت از نوع دمای ثابت در سطح داخلی استوانه بیشترین مقادیر ضرایب شدت تنش نسبت به اعداد بیو مختلف رخ می دهد. لذا می توان گفت که انتخاب این نوع شرط مرزی حرارتی جهت تحلیل مسئله محافظه کارانه است.همچنین ملاحظه می شود که حل پایدار بیشترین ضرایب شدت تنش را در کل جبهه ترک دارا است، لذا چنانچه از تحلیل پایدار به جای گذرا در تعیین ضرایب شدت تنش استفاده گردد این تحلیل دارای قابلیت اطمینان بالایی از منظر واماندگی خواهد بود.

کلیدواژه ها:

ترک نیم دایروی ، تنش حرارتی گذرا ، روش اجزای محدود سه بعدی ، استوانه توخالی