حل تحلیلی و عددی دیسک چرخان ‏fgm‏ با ضخامت متغیر ‏تحت بارگذاری مکانیکی ‏و حرارتی

دیسک‎ ‎دوار‎ ‎به‎ ‎علت‎ ‎کاربردهای‎ ‎فراوانی‎ ‎که‎ ‎در‎ ‎صنعت دارد،‎ ‎از‎ ‎دیرباز‎ ‎موضوع‎ ‎تحقیقات‎ ‎و‎ ‎مطالعات‎ ‎متعددی بوده‎ ‎است.‏‎ ‎از‎ ‎میان‎ ‎کاربردهای‎ ‎دیسک‎ ‎دوار‎ ‎می‎ ‎توان‎ ‎به دیسک های‎ ‎توربین گاز، فلایویل ها،‎ ‎چرخ دنده ها و دیسک-‏های ترمز و ...‏‎ ‎اشاره کرد. از این رو ارائه ی فرمول های تحلیلی در کنار نرم افزارهای کاربردی می تواند کمک ‏شایانی در طراحی های بهینه دیسک ها در صنایع مختلف داشته باشد.‏ در این پژوهش با استفاده از تئوری الاستیسیته ی مستوی و بر مبنای شرایط تنش صفحه ای، معادله ی ‏ترموالاستیک حاکم بر حسب جابجایی برای دیسک با ضخامت متغیر ناهمگن چرخان، با خواص وابسته به دما ‏و شعاع دیسک، ارائه شده است. در مدل سازی مواد ‏fg‏ و پروفیل تغییرات ضخامت دو تابع نمایی و توانی بکار ‏گرفته شده و معادله ی حاکم حل شده است. در مواردی که توابع نمایی برای تابع توزیع خواص یا پروفیل ‏انتخاب می شود، معادله ی انتقال حرارت حاکم بر دیسک دارای حل دقیق نمی باشد برای این منظور در این ‏موارد از روشهای تحلیلی و نیمه تحلیلی استفاده شده است و نتایج برای اعتبار سنجی با حل عددی مقایسه ‏شده است. با استفاده از نتایج بدست آمده تاثیر هریک از بارگذاریهای مکانیکی و حرارتی در دیسک ها با ‏توجه به خواص آن بررسی می شود.‏ نتایج بدست آمده نشان دهنده ی این مطلب است که افزایش ضخامت در شعاع داخلی دیسک و استفاده از ‏مواد ‏fg‏ بطوریکه مقدار خواص در راستای شعاع افزایش یابد، سبب کاهش تنش بیشینه ناشی از بارگذاری ‏حرارتی و دورانی می شود، ولی افزایش تنش بیشینه ناشی از فشار داخلی را بهمراه دارد. همچنین مقدار تنش ‏بیشینه محاسبه شده در توابع توانی به کار گرفته شده در توزیع خواص و پروفیل در بارگذاری حرارتی و ‏دورانی کمتر از توانی نمایی بوده ولی در مورد فشار داخلی بیشتر از توانی نمایی می باشد.‏