XIX. ULUSAL MEKANİK KONGRESİ 24-28 Ağustos 2015, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon 437 DIŞ YÜZEY SICAKLIĞI ZAMANLA DEĞİŞEN SİLİNDİRİN ELASTİK- PLASTİK ANALİTİK ÇÖZÜMÜ Ahmet N. Eraslan 1 , Tunç Apatay 2 ve Ekin Varlı 3 1,3 Mühendislik Bilimleri-O.D.T.Ü, Ankara 2 Makina Mühendisliği Bölümü-Gazi Üniversitesi, Ankara ABSTRACT The subject of this study is to obtain analytical solutions to elastic and partially plastic deformation of a solid cylinder subjected to periodic surface temperature. A state of generalized plane strain is presumed. Tresca’s yied criteria and the corresponding flow rules are used for a linearly hardening material in the treatment of plastics. By making use of Duhamel’s Theorem, the unsteady temperature distribution in the cylinder is derived. Elastic solutions indicate that the maximum difference between principal stresses occur at the surface of the cylinder. Hence, plasticization always commences at the surface. At higher thermal loads two adjacent plastic regions propagate into the cylinder at sharp temperature gradients and stop when the gradients cease to increase. ÖZET Bu çalışmanın konusu yüzey sıcaklığı periyodik olarak değişen bir silindirin elastik ve kısmen plastik çözümlerini analitik olarak elde etmektir. Genelleştirilmiş düzlem birim şekil değiştirme durumu varsayılmıştır. Plastik bölgelerin çözümlenmesi için Tresca akma kriterleri ve karşılık gelen akma kuralları kullanılmıştır. Silindir içerisindeki sıcaklık dağılımı Duhamel Teoremi kullanılarak elde edilmiştir. Elastik çözümler göstermiştir ki normal gerilmeler arasındaki maksimum fark yüzeyde oluşmaktadır. Bu durumda silindirin yüzeyden plastikleşmeye başlayacağı açıktır. Artan termal yüklerde birbirine bitişik iki plastik bölge sıcaklık gradyanlarının artmasıyla silindir içerisine doğru yayılmakta ve bu yayılma gradyan artışının durmasıyla sonlanmaktadır. GİRİŞ Silindirler mühendislik uygulamalarında oldukça fazla yer tutan makina elemanları geometrilerindendir ve genellikle farklı termal, mekanik ve her ikisinin birlikte olduğu yükler altında çalışırlar. Bu yükler metallerin ısıl işlemleri, klima sistemleri, uzay araçları, otomobil parçaları, nükleer ve kimyasal reaktörler, enerji ve kimya üzerine olan bazı uygulamalarda zamanla periyodik olarak değişebilir [1,2]. Özışık [1] periyodik sınır şartları altındaki içi dolu ve içi boş silindirlerde sıcaklık dağılımlarını incelemiştir. VDI [3] konferansında, harmonik şekilde salınan ortam sıcaklığında çalışan içi dolu silindirde sıcaklık dağılımı incelenmiştir. Atefi ve arkadaşları [2] zamanla periyodik olarak değişen sınır şartları altındaki içi boş silindirlerde iki boyutlu sıcaklık dağılım problemini Fourier serileri metoduyla çözmüşlerdir. Radu ve arkadaşları [4] ise zamanla sinüzoidal olarak değişen ısıl yük etkisindeki içi boş silindirlerin termoelastik davranışını analitik olarak elde etmişlerdir. brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk