عنوان کامل پروژه:

پروژه حل دقیق دیسک‌های دوار FG تحت بارهای مکانیکی و حرارتی با توابع خواص مختلف با استفاده از نرم افزارهای MAPLE و ABAQUS

در این تحقیق، دیسک­های دوار FG (مدرج تابعی) تحت بار­های مختلف مکانیکی و حرارتی با استفاده از نرم افزار MAPLE ( میپل) مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. بدین منظور، در ابتدا یک دیسک دوار توخالی FG با فشار داخلی و شرایط آزاد در لبه­ی خارجی و تحت بار حرارتی (گرادیان دمایی) در نظر گرفته شده که تغییرات خواص ترمومکانیکی آن به ­صورت دو تابع توانی مجزا در راستای شعاع دیسک فرض شده است. همچنین، تاثیر توابعِ خواص با مقادیر مختلف توان، بر روی توزیع تنش­ها، کرنش­ها و تغییر مکان دیسک به­ منظور انتخاب توان بهینه مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس حل دقیق الاستیسیته برای دیسک­های دوار توپر و توخالی FG، با در نظر گرفتن بار هارمونیک سینوسی در محیط دیسک مورد محاسبه قرار گرفته است. تحقیقات پیشین پیرامون دیسک­های دوار، معطوف به استفاده از شرایط مرزی و بارگذاری‌­های ساده­‌ای همچون سطح عاری از تنش، سطح تحت فشار، گیردار و غیره بود؛ بدین منظور در این تحقیق، از بارهای پیچیده­‌تر همانند بار هارمونیک که وابستگی به راستای محیطی دیسک دارد، بهره گرفته شده­ است؛ به علاوه، بار هارمونیک می­‌تواند نماینده تاثیر پره‌­های یک دیسک توربین به هنگام دوران یا تاثیر دندانه­‌های چرخدنده­‌های سرعت بالا بر روی قسمت دیسکی چرخدنده باشد. لازم به ذکر است که دیسک توپرِ مورد بررسی، تحت کشش هارمونیک در لبه­ی خارجی و دوران و دیسک توخالی تحت فشار داخلی، دوران، کشش هارمونیک سینوسی در لبه‌ی خارجی و بار حرارتی در شرایط پایا است. برای دیسک­های توپر و توخالیِ مذکور، خواص ترمومکانیکی دیسک یعنی مدول الاستیک، چگالی، ضریب انبساط حرارتی و ضریب هدایت حرارتی، براساس توابعی نمایی در راستای شعاع تغییر می­کنند. همچنین شبیه­سازی اجزا محدود مسئله به کمک نرم‌­افزار (ABAQUS) آباکوس نیز برای صحت‌‌سنجی و مقایسه نتایج مربوط به مولفه­های تنش، کرنش و تغییر مکان در راستای خطوط شعاعی مختلف، انجام شده است که تطابق خوبی بین نتایج دیده می­شود. در نهایت، تاثیر گرادیان‌­های دمایی مختلف و سرعت­های زاویه‌­ای متفاوت بر روی مولفه­‌های تنش و تغییر مکان دیسک مورد مطالعه قرار گرفته است.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- محاسبه معادله دیفرانسیل حاکم بر مسئله دیسک دوار FG برحسب تابع تنش ایری به ازای توابع خواص و گرادیان دمایی دلخواه

2- بررسی درستی یک تابع تنش دلخواه از نظر ارضاء شرایط تعادلی و محاسبه مولفه های تنش از تابع تنش

3- محاسبه مولفه های تنش، کرنش و تغییر مکان دیسک FG که تحت بار یکنواخت در محیط خود است.

4- محاسبه مولفه‌های تنش، کرنش و تغییر مکان دیسک توپر FG که تحت بار هارمونیک سینوسی در محیط خود است.

5- میزان تاثیر مقادیر مختلف سرعت زاویه‌ای و گرادیان دمایی بر روی تنش‌ها

6- نحوه استفاده از قابلیت برازش منحنی میپل

نکات و الزامات:

1- این  کُد، در نرم افزار MAPLE ( میپل) نوشته شده و برای اجرای آن باید این نرم افزار بر روی سیستم نصب شود.

2-  آشنایی اولیه با نحوه کدنویسی در نرم افزار MAPLE ( میپل)

3- تمام ورودی ها یا خروجی های کُد، در داخل برنامه میپل وارد یا استخراج می شوند و نیازی به برنامه های دیگر نیست.