توضیحات
بارگذاری حرارتی می‌تواند کرنش‌های حرارتی مختلفی را در جهت‌های درون صفحه و ضخامت در سازه‌های پوسته‌ای با ضرایب انبساط حرارتی ارتوتروپیک ایجاد کند. اگر سازه منحنی باشد، این تفاوت باعث تغییر انحنای پوسته و تنش های اضافی می شود.
عناصر پوسته کلاسیک کرنش‌های ضخامتی را در نظر نمی‌گیرند و بنابراین توانایی در نظر گرفتن اثر انبساط حرارتی ارتوتروپیک را ندارند . تکنیک عنصر پوسته که کرنش ضخامت را در محاسبه انحنای پوسته گنجانده است برای این نوع شبیه‌سازی مناسب است.
یک نازل موشک با دیواره نازک ابتدا با یک حلقه تقویت کننده در دمای بالاتر ساخته می شود و فرض می شود که در طول پردازش بدون تنش باشد. سپس اجازه داده می شود تا اکستنشن تا دمای محیط خنک شود.
مواد خواص انبساط حرارتی در سطح و از طریق ضخامت متفاوتی را نشان می دهند. بنابراین، فرآیند خنک‌سازی ممکن است تنش‌های پسماند قابل‌توجهی را به خصوص در بخش‌هایی با انحنای زیاد ایجاد کند.
یک تحلیل استاتیکی خطی برای مطالعه تنش‌های پسماند روی امتداد نازل تحت این بار حرارتی (خنک کننده) یکنواخت انجام می‌شود. توجه ویژه ای به حلقه تقویت کننده در اگزوز جت می شود که در آن بیشترین تنش ها مورد انتظار است
سازه های نوع پوسته معمولاً با عناصر صفحه ای (CQUAD، CTRIA) مدل می شوند. در مورد بارهای حرارتی و ضرایب انبساط حرارتی ارتوتروپیک، نتایج تحلیلی رفتار واقعی را با دقت کافی نشان نمی‌دهند. دلیل آن این است که تغییرات ضخامت در توصیف تنش/کرنش عنصر در نظر گرفته نمی شود که فقط برای صفحات تخت صحیح است. با این حال، هنگامی که یک انحنا وجود دارد، این اثر منجر به تنش ها و جابجایی های اضافی می شود. به عنوان مثال یک نازل ساخته شده از سرامیک های تقویت شده با فیبر کربن استفاده می شود. برای مقایسه یک مدل سازی معادل با عناصر جامد که در آن خواص ارتوتروپیک را می توان به طور کامل نشان داد، اعمال می شود. تفاوت در نتایج دو مدل نشان داده شده است.
