نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• احمدرضا قاسمی ¹
• کمیل حسین پور ²

¹ استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

² دانشجوی دکتری،دانشکده مهندسی مکانیک،دانشگاه کاشان، ایران

چکیده

در این تحقیق خزش و توزیع کرنش‌های خزشی و مماسی و نسبت تنش موثر بر فشار داخلی در یک استوانه جدار ضخیم شیشه/ونیل-استر برای زمان‌های طولانیمدت، مطالعه شده است. با استفاده از معادلات ساختاری شپری، ثابت‌های این معادلات در دماها و تنش‌های مختلف استفاده شده است. استوانه کامپوزیتی نیز با هندسه متقارن، طول بلند و زوایای چیدمان 0، 45 و 90 درجه به‌شکل چندلایه تک جهته مدل‌سازی شده است. بارگذاری استوانه شامل فشار داخلی و اختلاف درجه حرارت برای دماهای متفاوت مورد نظر بوده و از تئوری کلاسیک لایه‌ای استفاده شده است. مدل ویسکوالاستیک مورد نظر با استفاده از روابط پرانتل- روس و روش تقریب عددی مندلسون تحلیل شد و توزیع کرنش‌های خزشی و تنش موثر در ضخامت جداره برای چندلایه‌های گوناگون و اختلاف درجه حرارت متفاوت برای مدت زمان 15 سال ترسیم و تحلیل شده است. نتایج این پژوهش افزایش میزان نسبت تنش موثر بر فشار داخلی و کرنش خزشی شعاعی و مماسی با افزایش دما در چندلایه‌های تک‌جهته با زاویه الیاف 0 و 90 درجه را نشان ‌می‌دهد. همچنین در چیدمان با زاویه الیاف 45 درجه با افزایش تغییرات دمایی نسبت تنش موثر بر فشار داخلی کاهش یافته و مقادیر کرنش خزشی شعاعی و مماسی در جداره درونی از نظر قدرمطلقی افزایش و در جداره خارجی از نظر قدرمطلقی کاهش می‌یابند.

کلیدواژه‌ها

• استوانه کامپوزیتی
• خزش بلندمدت
• انتگرال یگانه شپری
• چندلایه تک‌جهته

موضوعات

• خزش، خستگی، شکست

عنوان مقاله [English]

The effects of fiber angle and temperature on the distribution of long-term stress and creep strain for unidirectional multilayer composite cylinder

نویسندگان [English]

• Ahmad Reza Ghasemi ¹
• Komeil Hosseinpour ²

¹ Department of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran

² Department of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran

چکیده [English]

In this study, the distribution of radial and tangential creep strains and ratio of effective stress to internal pressure in a glass/vinyl ester thick-walled cylinder for long-term time period are studied. The constants of Schapery compatibility equations have been used for different temperatures and stresses. A symmetric multilayer composite long cylinder with 0, 45 and 90 fiber orientations has been modeled. The cylinder has been loaded by internal pressure and temperature difference. Also, the classical lamination theory has been applied for solving the equations. Viscoelastic model using Prandtl-Russ relations and Mendelson’s approximation method has been analyzed. In addition, the distribution of radial and tangential creep strains and effective stress in the wall thickness for different layouts and temperatures difference in 15 years has been drawn and analyzed. The results show that the ratio of effective stress to internal pressure increases. Further, with growing the temperature in the unidirectional multilayer with 0° and 90 ° fiber orientations, the radial and tangential creep strains increase. Also, in the unidirectional multilayer with 45° fiber orientation, the ratio of effective stress to internal pressure decreases with increasing the temperature differences. In addition, the absolute values of radial and tangential creep strains in the One of them is inner and the other in outerwalls increase and decrease, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

• Composite cylinder
• Long-term creep
• Schapery integral model
• Fiber Orientation