تحليل خزشي سيلندرهاي جدار ضخيم چرخان FGM زمينه آلومينيوم تقويت شده با ذرات ميكرو/نانو كربيد سيليسيوم

Creep Analysis of Thick-walled Rotating Cylinders of FGM Aluminium Matrix Based Composites Reinforced by Silicon- Carbide Micro/Nano Particles.

در اين مطالعه خزش پايدار در سيلندرهاي جدار ضخيم چرخان ساخته شده از مواد مدرج تابعي (FGM) زمينه آلومينيوم تقويت شده با ذرات كربيد سيليسيوم بررسي شده است. رفتار خزشي پايدار ماده به وسيله رابطه نورتون توصيف گرديده است و پارامترها و ثوابت در رابطه خزشي مذكور از معادلاتي كه با برازش بر داده هاي حاصل از آزمايشهاي تجربي پاندي اين كامپوزيت تحت خزش تك محوره به دست آمده، استخراج شده اند. اين آزمايش ها براي ابعاد تقويت كننده در حدود ميكرو انجام پذيرفته كه با برون يابي از معادله برازش يافته، ثوابت معادله خزشي براي ابعاد تقويت كننده در محدوده نانو استخراج مي شوند. يك مدل رياضي به كمك روابط پراندتل- روس، رابطه خزشي نورتون ، معادله سازگاري و معادله تعادل براي مسئله كرنش صفحه اي ارائه گرديده است. نتش هاي شعاعي، مماسي، محوري و موثر و نرخ كرنش موثر در جداره سيلندر شده و تاثير تغييرات خطي هدفمند ابعاد ذرات تقويت كننده در راستاي ضخامت بر تنش ها و نرخ كرنش هاي ارائه شده است. همچنين تاثير استفاده از ذرات تقويت كننده در محدوده ابعادي نانو بررسي شده و پيش بيني مي گردد.

In this research steady-state creep of thick-walled rotating cylinders of FGM aluminium matrix based composites reinforced by silicon-carbide Micro/Nano particle has been investigated. The material steadystate creep behavior has been described by Norton’s law and parameters and constants in this creep equation have been extracted from equations that these have been fitted with experimental tests of Pandey which have been used for Al–SiC under uniaxial loading. Tests have been done on the micro-scale particle but creep equation constants for nano-scale particle are extracted from extrapolation of fitted equations. A mathematical model is presented by prandtl-Reuss equations, Norton’s creep relation, compatibility equation and equilibrium equation for plane strain problems. Radial stress, circumferential stress, axial stress and equivalent stress and equivalent strain rate at throughout the wall thickness of the cylinder are calculated and effect of linear variation of particle size along the radial direction on the stresses and strain rate are shown.Too effect of using the nano-scale particle size are investigated and predicted.