تحليل ترموالاستيك نانو پوسته هايكروي تحت شوك حرارتي با استفاده از تيوري الاستيسيته غير محلي

Nonlocal elasticity theory for thermo-elastic analysis of nanoscale spherical shell subjected to thermal shock

در اين پژوهش،روشي تحليلي براي بررسي رفتارترموالاستيكنانو پوسته كروي تحت شوك حرارتي با استفاده از تيوري محيط پيوسته غير محلي ارايهشدهاست. پوسته به صورت جامدي الاستيك، همگن و همچنين ايزوتروپ در نظر گرفته شده است. حل تحليلي معادلات ديفرانسيل حاكم، با استفاده از تبديل لاپلاس و نيز به كارگيري روش تبديل ديفرانسيلي (DTM) صورت گرفته است. مجهولات معادله بازگشتي استخراج شده با استفاده شرايط مرزي، در حوزه لاپلاس تعيين شده‌اند.نتايجبه دستآمده،بااستفادهازتبديللاپلاسمعكوسسريع (FLIT)از حوزه لاپلاس بهحوزهزمانيتبديلشده‌اند.براي صحه‌گذاري روش ارايه شده، نتايج عددي با نتايج موجود در مقالات مرتبط مقايسه گرديده است.نتايج به دست آمده، از دقت قابل قبولي نسبت به نتايج به دست آمده در پژوهش‌هاي پيشين برخوردار است. همچنين، اثر پارامتر غير محلي و نيز ضخامت پوسته در جابجايي شعاعي و همچنين تنش‌هاي شعاعي و محيطي نقاط مختلف پوسته تحت شوك دمايي مورد بررسي قرار گرفته است. روش تحليلي ارايه شده، زمينه مناسبي براي بررسي رفتار گذراي ترموالاستيك در پوسته هاي كرويتحت بارهاي دمايي و مكانيكي مختلف فراهم مي‌كند.

In this paper, an analytical method is presented to study thermo-elastic behavior of nanoscale spherical shell subjected to thermal shock based on nonlocal elasticity theory. The shell is considered as elastic, homogeneous and isotropic solid. The nonlocal differential equation of motion is derived in terms of radial displacement. The analytical solution of equation of motion is obtained by Laplace transform and differential transform method (DTM). Mechanical boundary conditions are used to obtain unknown parameters that get in recurrence equation in Laplace domain. The results in Laplace domain is transferred to time domain by employing the fast inverse Laplace transform method (FLIT). Accuracy of obtained results is evaluated by well-known similar articles. The results have a good agreementin comparison with published data in pervious literatures. Also, the effects of nonlocal parameter and wall thickness of shell on the dynamic characteristics of nanoscale spherical shell are studied in various points across the thickness of shell under thermal shock.The present analytical method provides an appropriate field for analysis of times histories of radial and hoop stresses in a nanoscale shells subjected to various time dependent thermo-mechanical loads.