تحلیل تنش حرارتی در یک دیسک از جنس Piezo-FGM مواد

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی مکانیک
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:133
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

چکیده

فھرست 

چکیده ……………………………………………………………………………………………..

پاسخ کوپل وابسته به زمان برای یک حلقه پیزوترموالاستیک خواص تابعی که در جهت شعاع قطبی می باشد تحت بار دینامیکی متقارن در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است.به منظور در نظر گرفتن کوپلینگ تغییر مکان و دما و میدان الکتریکی و همچنین اثر انتقال حرارت ، تئوری کلاسیک و همچنین تئوری گرین نقدی برای پیزو ترموالاستیسیته مورد استفاده قرار گرفته است. پروفیل همه خواص ماده تابع یک قانون کسرحجمی با ضرایب متفاوت برای هر مشخصه مادی در نظر گرفته شده.

برای حل سه معادله کوپله دیفرانسیل جزئی روش المان محدود گلرکین و همچنین روش نیومارک بکار رفته است. حلقه تحت یک بار حرارتی واقع میشود و اثرات ضریب ناهمگنی و زمان مورد بررسی قرار گرفته است.

مقدمه ………………………………………………………………………………………………

در سالهای اخیر توجه بیشتری در زمینه ترموالاستیسیته به رفتار کوپل ترموالکترومکانیکی در مواد هوشمند صورت گرفته است. برهمکنش بین میدان ترموالاستیک و ترموالکتریک در یک حلقه پیزوFGM تحت یک تغییر ناگهانی دما و تحریک الکتریکی معمولا در شاتل های فضایی و هواپیماهای مافوق صوت و راکت ها و موشکها مشاهده می شود.

برهمکنش بین میدان های الکتریکی و مکانیکی و حرارتی در یک حلقه پیزوالکتریک تحت شوک حرارتی در تئوری کوپل وابسته به زمان ترموالاستیسته مورد بررسی قرار می گیرد. این تئوری برای تحلیل بخش گسترده ای از پدیده های کوپل الکتریکی و مکانیکی و حرارتی در شرایط پیچیده، مفید میباشد. در این پایان نامه به مطالعه این رفتار کوپل در یک حلقه پیزو FGM تحت شوک حرارتی و حل معادلات کوپل مربوط به آن به روش اجزا محدود همراه با روش نیومارک برای حل این مسئله دینامیکی در بازه زمان به دو روش تئوری کلاسیک پیزوترموالاستیسیته و نیز تئوری ترموالاستیسیته تعمیم یافته گرین نقدی میپردازیم.

فصل اول:کلیات …………………………………………………………………………………..۱- ۱)

هدف …………………………………………………………………………………………  ۴

در این پژوهش با توجه به بررسی و حل المان محدود یک حلقه از جنس مواد پیزو FGM تحـت بـار دینامیکی از جنس شوک حرارتی پرداخته میشود. مسئله به کمک دو تئوری متفاوت ترموالاستیسـیته: تئوری کلاسیک و تئوری نوع دوم گرین نقدی(ترموالاستیسیته بدون اتلاف انرژی) تحلیـل میشـود و نتایج مورد بررسی قرار میگیرد.

۱) پیشینه تحقیق ………………………………………………………………………………. ۴

۱) روش تحقیق ………………………………………………………………………………… ٧

فصل دوم: مواد پیزوالکتریک ……………………………………………………………………

مقدمه ………………………………………………………………………………………………۱- ۲)

مواد پیزوالکتریک …………………………………………………………………………..  ١٠

۲) اثر مستقیم و معکوس پیزوالکتریسیته …………………………………………………….. ١٢

۲) سرامیکهای پیزوالکتریک …………………………………………………………………… ١۴

۲) ساختار پرووسکیت (PZT) ……………………………………………………………….. ١۵

۲) فرآیند های تغییر دامنه و برگشت در PZT……………………………………………….. ١٨

۲) رفتار الکترومکانیکی ……………………………………………………………………….. ٢٢

فصل سوم : معادلات حاکم بر مسئل ه………………………………………………………….

مقدمه …………………………………………………………………………………………….۱- ۳)

تئوری خطی ابر ی مواد پیزوالکتریک ………………………………………………………. ٢٨

۳) چگالی انرژی مربوط به تغییر شکل ………………………………………………………… ٢٩

۳) چگالی انرژی میدان الکتروالاستیک ……………………………………………………….. ٣۴

۳) بررسی ترمودینامیک تغییر شکل ………………………………………………………….. ٣٧

۴-۳) انرژی داخلی یک ماده الاستیک پیزوالکتریک ……………………………………….. ۴١

۴-۳) آنتالپی الکتریکی و معادلات ساختاری برحسب کمیت های e و E و T ……………. ۴٢

۳) روابط حاکم بر حلقه پیزو FGM تحت بارهای حرارتی و دینامیکی ……………………….. ۴۶

۳) یب بعد سازی روابط ……………………………………………………………………….. ۵١

۳) مدل سازی اجزا محدود ……………………………………………………………………. ۵٢

۳) روابط المان محدود ابر ی مدل دوم گرین نقدی ……………………………………………. ۵٨

۳) یب بعد سازی رابطه ………………………………………………………………………… ۵٩

۳) مدل سازی اجزا محدود ابر ی مدل دوم گرین نقدی  ……………………………………..  ۶٠

فصل چهارم : نتایج حل مسئل  ه………………………………………………………………..  ۶۶

۱- ۴) مقدمه  ………………………………………………………………………………………  ۶٧

۴) اعتبارسنجی نتایج …………………………………………………………………………. ۶٧

۴) بررسی نتایج ابر ی یک حلقه پیزو FGM تحت شوک از نوع شار حرارتی …………………. ٧٣

۳-۴) بررسی نتایج در شعاع حلقه ………………………………………………………….. ٧۵

۳-۴) بررسی نتایج با توجه به پروفیل مشخصات ماده ……………………………………… ٨١

۳-۴) بررسی نتایج بر حسب طول زمان در سه نقطه منفرد در شعاع حلقه ………………… ٨۴

۴) نتایج حاصل از حل المان محدود مسئله از روش نوع دوم گرین نقدی …………………….. ٨٧

۴-۴) بررسی نتایج در شعاع حلقه ………………………………………………………….. ٨٧

۴-۴) بررسی نتایج با توجه به پروفیل مشخصات ماده ……………………………………… ٩٢

۴) بررسی نتایج تحت اشر یط مرزی متفاوت ………………………………………………….. ٩۵

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات ……………………………………………………….

نتیجه گیری …………………………………………………………………………………….

در این پژوهش تئوری کلاسیک و همچنین تعمیم یافتـه نـوع دوم گـرین نقـدی پیزوترموالاستیسـیته کوپل برای یک حلقه پیزوFGM  با قطبیت در راستای شعاع که مشخصات مادی آن نیز تـابع شـعاع میباشد، تحت شوک حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است، معادلات پیزوترموالاستیسـیته حاصـل بـه روش المان محدود گلرکین و با استفاده از روش نیومارک برای حل در دامنه زمانی تحلیل شده و اثـر ضزیب ناهمگنی مادی در پاسخ حاصل از حل مسئله، با تصاویر نشان داده شده است.نتـایج زیـر قابـل مشاهده میباشد.

  • با استفاده از تئوری پیزوترموالاستیسیته تعمیم یافته نوع دوم گرین نقدی مشاهده میشود کـه اثر شوک حرارتی به صورت موج با گـذر زمـان در شـعاع گسـترش میابـد. در صـورتی کـه در تئوری کلاسیک پیزوترموالاستیسیته این ماهیت موجی شکل قابل مشاهده نمیباشد.
  • افزایش ضریب ناهمگنی موجب میشود که بخشی از جسم که همچنان در شـرایط اولیـه قـرار دارد و موج را تجربه نکرده است کوچکتر شود یعنی گسترش شـوک در شـعاع مـاده سـریعتر صورت میگیرد و این بدلیل ضرایب مادی در مواد انتخاب شده میباشد.
  • در ماده مورد نظر در این پژوهش ، در حل با کمک تئوری پیزوترموالاستیسیته نوع دوم گرین نقدی مشاهده میشود که کمترین مقدار برای دامنه تغییرمکان و تنشها و جابجایی الکتریکـیدر کوچکترین مقادیر ضریب ناهمگنی n اتفاق می افتد در مقابـل بیشـترین مقـدار دامنـه در مقادیر بزرگتر ضریب ناهمگنی دیده میشود.

پیشنهادات ………………………………………………………………………………………

در نهایت به منظور تکمیل و ادامه این پژوهش، موارد زیر پیشنهاد میگردد.

  • در این تحقیق ماده مورد نظر یک ماده پیزو FGM در نظر گرفته شد ولـی همـین مسـئله را میتوان برای مواد دیگر مانند مواد مگنتو ترموالاستیک و … مورد بررسی قرار داد.
  • در این پژوهش حل مسئله فقط تحت تاثیر بارهای متقارن تحلیل شد و در نتیجه جواب فقط تابع شعاع بدست آمد ولی میتوان مسئله را بصورت دو بعدی ویا سه بعدی انتخاب نمود.
  • در این پژوهش خواص ماده مستقل از دما در نظر گرفته شده ولی خواص مواد FGM وابسته به دما نیز میباشد و این رو بهتر است در پژوهشهای آتی اثرات تابعیت خواص از دما نیز مورد بررسی قرار گیرد.
  • در این پایان نامه خواص مواد از نوع تابع توانی از شعاع در نظر گرفتـه شـد ولـی میتـوان بـه منظور انتخاب بهتر خواص مواد، پروفیل های دیگری را نیز برای تغییر خواص نسبت به شعاع مثلا پروفیل نمایی را مورد بررسی قرار داد و اثر آنها را با نتایج حاصل از پروفیل توانی مقایسه نمود.
  • در این پژوهش تئوری پیزوترموالاستیسیته کلاسیک و نیز تئوری نوع دوم گرین نقـدی بـرای حل مسئله مورد استفاده قرار گرفت ولی میتوان تئوریهای دیگر مانند تئوری لـورد شـولمن و ویا گرین لیندسی را برای حل مسئله بکار گرفت و نتایج را مقایسه نمود.
  • جسم مورد بررسی در این پایان نامه یک حلقه در نظر گرفته شده ولـی میتـوان حـل مسـائل برای کاربردهای دیگر مثلا کره را نیز مورد نظر قرار داد.
  • در این پژوهش المان مورد استفاده خطی در نظر گرفته شد ولی میتوان المانهای مرتبه بالاتر را نیز برای حل مسئله بکار گرفت.

منابع و ماخذ  ……………………………………………………………………………………  ١٠٣

فهرست منابع لاتین …………………………………………………………………………….  ١٠٣

سایت های اطلاع رسانی ………………………………………………………………………..

چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت