Efficient analytical solutions for heated and pressurized multi-layer cylinders

دو مجموعه مستقل از راه حل های تحلیلی برای محاسبه جابجایی و تنش ها در سیلندرهای چند لایه الاستیک که تحت فشار و بارگذاری حرارتی قرار می گیرند، به دست آمده است. راه حل ها به صورت محاسباتی کارآمد هستند و به راحتی اجرا می شوند و بنابراین برای برنامه های مهندسی مناسب می باشند. به طور خاص، راه حل های جدید مربوط به خطوط لوله و دریچه های دریایی هستند، زیرا تاثیر لایه های پوشش داخلی و خارجی بر وضعیت تنش در دیوار لوله اغلب با استفاده از روش های ساده در عملیات مهندسی خط لوله نادیده گرفته می شود. راه حل های بازگشتی برای هر دو مورد برای دمای یکنواخت در هر لایه سیلندر و در مورد دمای شعاعی متغیر در هر لایه سیلندر به دست می آید. هر دو تنش هواپیما و شرایط تنش هواپیما در نظر گرفته می شود. علاوه بر این، یک راه حل بازگشتی معادله گرما برای شرایط حالت پایدار مشتق شده است. کاربرد این راه حل ها با استفاده از آنها در یک خط لوله دریایی با یک پوشش ورقه ای مقاوم در برابر خوردگی و چند لایه پوشش عایق حرارتی نشان داده شده است. نشان داده شده است که لایه های پوشش، به طور کلی در طراحی خط لوله معمولی نادیده گرفته می شود، ممکن است تأثیر غیر قابل ملاحظه ای بر تنش ها و نیروی محوری دیوار واقعی داشته باشد.