Eksenel simetrik sıcaklık alanı altında bazı plastisite problemlerinin çözümleri
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 75091
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA SAVCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Plastisite, Plasticity
- Yıl: 1998
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Dinamiği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Bu çalışmada kararlı eksenel simetrik sıcaklık alan etkisinde bazı elastik-plastik davranış halleri düzlem gerilme koşulu ile incelenmiştir. Malzemenin davranışı doğrusal izotrop ve homojen olarak alınmış ve ortotropinin etkisi göz önüne alınmamıştır. Plastik davranış halinde pekleşme etkisi göz ardı edilmemiş, bununla beraber doğrusal pekleşme varsayımı yapılmıştır. Burada göz önüne alınan sıcaklık aralığının malzemenin elastiklik modülü, Poisson oranı, akma gerilmesi, sıcaklıkla genleşme katsayısı ve ısı iletim katsayısı üzerinde bir etkisinin olmadığı da varsayılmıştır. Kararlı eksenel simetrik sıcaklık alanında, uygulamadaki önemi nedeni ile ısı üretiminin varlığı da göz önüne alınmıştır. Kapalı biçimde çözümlerin elde edildiği bu çalışma Tresca akma koşulu ile akış kurallarına dayanır. Çok sayıda grafik ve tablolar ile sayısal sonuçlar verilmiştir. Birinci bölümde konu ile ilgili kısa bir açıklama, daha önce yapılmış benzer çalışmaların özetleri, başlıca varsayımlar ve genel bağıntılar verilmiştir. İkinci bölümde içi boş disk hali kararlı eksenel simetrik sıcaklık alanı etkisinde, dış basınç ve dıştan rijit sınır koşulları altında incelenmiştir. Üçüncü bölümde ısı üretiminden doğan eksenel simetrik sıcaklık alanındaki dolu disk hali ele alınmıştır. Burada sınır koşulları olarak önce diskin dış sınırda rijit bağlı olması hali, yani radyal yer değiştirmesinin sıfır olması ve daha sonra dış basınca zorlanması hali göz önüne alınmıştır. Dördüncü bölümde düzlem gerilme halinde süreksiz eksenel simetrik sıcaklık alanları ve küresel simetrik sıcaklık alanı için elastik- plastik davranış halleri ayrı ayrı düşünülmüştür. İçi boş ve dolu disklerde farklı süreksiz sıcaklık alanları için çözümler verilmiştir. Yalnızca bu bölüm içinde içi boş kürede bir süreksiz sıcaklık alanı için elastik-plastik çözüm verilmiştir. Beşinci bölüm sonuçlara ayrılmış, özellikle doğrusal pekleşme halini gösteren pekleşme katsayısı ile ısı üretiminin elastik-plastik davranış üzerine etkileri vurgulanmıştır.
Özet (Çeviri)
SOLUTION OF SOME PLASTICITY PROBLEMS UNDER AXIAL SYMMETRIC TEMPERATURE FIELD SUMMARY Thermal stresses in a body due to inner heat sources play a very important role in many engineering designs and operations. Processes of this kind are exemplified by the following: liberation of Joule heat by an electric current flowing through a conductor; volumetric liberation of heat from the heat-liberating elements of atomic reactors as a consequence of deceleration of fission products of the atomic fuel, and of moderation of neutron flux; liberation or absorption of heat during many chemical reactions, etc. When investigating heat transport in such cases, it is essential to know the intensity of volumetric heat liberation (absorption) which is represented quantitatively by the capacity of heat sources qv, W/m3. If qv is positive, the body is said to have positive inner sources. A negative qv signifies the presence of a heat sink. It is well known that the residual stresses can significantly affect the properties and performance of the material. Therefore, it is essential to determine the level of residual stresses. Furthermore, an elastic-plastic stress analysis is necessary to improve the low cycle fatigue life of the material. The material behaviour is assumed to be linear isotropic, homogenous, linear strain hardening and effect of orthotropy is ignored. A linear work-hardening constitutive law is used to represent the stress-strain relation in the plastic region. The linear work-hardening law for a linear isotropic hardening material is given by ay=cjo(l+Tieeq) where ay is the yield stress, <Jo is the initial yield stress, n is the hardening parameter and Eeq is the equivalent plastic strain. The material properties Young's modulus E, Poisson's ratio v, initial yield stress cto, coefficient of thermal expansion a and thermal conductivity of k are assumed to be independent of temperature. Total strains are decomposed into elastic, plastic end thermal components. The stress-strain relations are written aser =eet+ept+aT se =89+89 + ocT where e and p denote the elastic and plastic components, respectively. The present analysis is based on Tresca's yield condition, its associated flow rule and linear strain hardening material behaviour. Closed form solutions for stresses and radial displacement are obtained. The plasticity problems investigated in this study are given in the following scheme: In the second section, an elastic-plastic hollow disk under steady-state temperature field and different boundary conditions is considered. The hollow disk with uniform heat source for two different boundary conditions is investigated. In the first case, the external pressure condition, and in the second case, rigid body condition assumptions are considered. Furthermore, in the first case, the results obtained are compared with the results of the hollow disk without heat source. Considering the elastic solution, possible plastic and elastic regions that can be distinguished are as follows: a. plastic region, <jz(=0) > ar> ae, a < r < ri b. elastic region, rı< r < b. xivIn the above cases, plastic flow is governed by the yield condition cre = -oy. Plastic flow spreads from inner surface. It is seen that under the boundary conditions <Jr(a)=0 and u(b)=0 the variation of the elastic-plastic interface radius with H is not important. p p First case Second case / / / / / qv*o / / / / / -^J b K Third case The cases investigated in the second section. In the third section an elastic-plastic solid disk under steady-state temperature field due to uniform heat source and two different boundary conditions is considered. The cases investigated in the third section. xvIn the first case (i.e., u(a)=0) considering the elastic solution, these are the possible plastic and elastic regions that can be distinguished: a. Inner plastic region crz(=0), ere = ar 1 0 < r < ri b. Intermediate plastic region az (=0)> o“e > crr ri< r < T2 c. Elastic region t2< r < a. / / / / / / Sketch of the elastic-plastic regions in the first case. Plastic deformations in the inner and intermediate regions are governed by the yield conditions, -oy=ae = ar and -ay=crr, respectively. In the second case (i.e., <jr(a)= -p), four regions can be distinguished as possible plastic and elastic regions considering the elastic solution in the general case. These regions are: a. Outer plastic region cr2(=0), Ge >0, ar < 0, rç< r < a b. Inner plastic region oz (=0), oe = or, 0< r < ri c. Intermediate plastic region oz (=0)> ae > cjr, n< r < T2 d. Elastic region r2< r < r3. P2 r1 P3 T2 T3 Pi ^- P Sketch of the elastic-plastic regions in the second case. Plastic deformations in inner, intermediate and outer regions are governed by the yield conditions, -cry = ar = o”e, -ay = cjr and gq -ar = ay, respectively. The validity of the xvipresent general solution is discussed. It is necessary to note that the analysis is not valid for perfectly plastic material behaviour (H=0). In the fourth section, some discontinuous temperature fields are considered. Firstly, the elastic-plastic stress distribution in the plane stress state, secondly the spherical elastic- plastic stress distribution are investigated. In the first case, the temperature field of the hollow disk consists of an inner part with steady-state heat conduction equation and an outer part where the temperature is kept constant. The temperature distribution is given by T = a b log a <r <b b<r <c -i - H- T=const T=T(r) Sketch of discontinuous temperature fields in hollow disk. In this case plastic flow is governed by the yield condition ct6 = -<oy. Plastic flow spreads from the inner surface. In the second case, the temperature field of the solid disk consists of a core with uniform heat source and an outer part where the temperature field is governed by the steady-state heat conduction equation. The surface of the disk is kept at constant reference temperature. The temperature distribution is given by T = q (a2-r2) T_+4vV^ - *_± o<r<a 4k r log b rl08b a<r <b xviit t T=T(r) qv*o Sketch of discontinuous temperature fields in solid disk. In this case, plastic flow is governed by the yield condition ay = o“e - ar. Plastic flow spreads from intermediate surface. The validity of the present solution is discussed. In the third case, a hollow sphere is considered. The temperature field of the sphere consists of an inner part with steady-state heat conduction equation and an outer part where the temperature is kept constant. The temperature distribution is given by Tb + Ta 7”(1--) a<r<b b r 1-- a b<r <c Sketch of discontinuous temperature fields in sphere. xvIn this case, plastic flow is governed by the yield condition -a =ae-crr. Plastic flow spreads from inner surface. The validity of the present solution is discussed briefly. xix
Benzer Tezler
- Borularda laminer akışta duvar ve akış parametrelerinin ısı transferine birleşik etkisinin sayısal analizi
Numerical analysis of conjugate effect of wall and fluid parameters
ÇETİN LİVAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMED EMİN ARICI
- An Approximate model for the dynamic analysis of thermoelastic cylindrical shells
Başlık çevirisi yok
ANWAR-UL-HAQ MUNEEB
Doktora
İngilizce
1990
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN MENGİ
- Effects of the non-oxisymmetric perturbations on the divertor tokomaks
Eksenel simetrik olmayan tedirgenimlerin divertor tokamakları üzerindeki etkileri
CUMA YARIM