Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
10
1
gregorian
2016
1
1
15
11
online
1
fulltext
fa
تحلیل کمانش پوستهی مشبک کامپوزیتی بر اساس روش معادلسازی اصلاح شده
Buckling analysis of stiffened composite cylindrical shell based on the modified smear method
پوستههای استوانهای کامپوزیتی به علت استحکام و نسبت مقاومت به وزن بالا کاربردهای گستردهای در صنایع مختلف پیدا کردهاند. یکی از روشهای افزایش مقاومت کمانشی این سازهها تقویت آنها با انواع ریبهای تقویتکننده است. در این مقاله روش تحلیلی جدیدی برای تحلیل پوستههای مشبک کامپوزیتی به شیوه معادلسازی ارائه شده است. تفاوت اصلی روش ارائه شده و روشهای پیشین در نحوه ترکیب کردن پارامترهای سفتی پوسته و تقویتکنندهها و محاسبه سفتی پوسته نهایی است. در این روش یک پوسته سه لایه به گونهای تعیین میشود که حجم و سفتی آن برابر حجم و سفتی تقویتکنندهها باشد. با قرار دادن این سه لایه در کنار لایههای پوسته اصلی به راحتی میتوان سفتی پوسته نهایی را محاسبه نمود سپس بار بحرانی کمانش محوری پوسته با استفاده از روش انرژی ریتز بدست آمده است. روش ارائه شده به کمک نرمافزار المان محدود آباکوس اعتبارسنجی شده است و بررسی نتایج نشان میدهد که نتایج این روش نسبت به روشهای پیشین اختلاف کمتری با نتایج المان محدود دارد. همچنین اثر پارامترهای مختلف بر بار بحرانی و بار بحرانی ویژه پوسته مشبک بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که برای اثربخش بودن فرآیند تقویت سازه، وجود تعداد حداقلی از جفت ریبها و سلولهای واحد الزامیست. ضمناً اگرچه تقویت سازه به کمک ریبها تقویتکننده میتواند بار بحرانی را افزایش دهد؛ اما الزاماً بار بحرانی ویژه را بهبود نمیبخشد. بهترین حالت برای قرارگیری ریبها زاویه 30 تا 40 درجه نسبت به محور پوسته استوانهای است.
Due to high strength and stiffness-to-weight ratio of composite cylindrical shells, they are increasingly being used in different industries. Applying different types of stiffeners is one of the ways to improve the buckling resistance of these structures. In this paper new analytical method based on smear method is developed to analyze the stiffened composite shells. The main difference of this method and previous methods is on technique of combination of shell`s and stiffeners` stiffness parameters, and calculating the equivalent stiffness parameters. In the suggested method a three layered shell is designed in such a way that this shell and stiffeners have the same volume and stiffness. Putting these layers under the main layers of shell, the equivalent stiffness parameters could be calculated easily. Using the Ritz energy method the critical load of axial buckling of shell is calculated. The method is verified using finite element ABAQUS package. The results show that the proposed method has less difference from finite element`s results compare to previous methods. In addition, the effects of different parameters on buckling load and special buckling load of stiffened shell is investigated. The results show that in order to have efficient stiffened structure; there must be an adequate number of ribs and unit cells. It also shows that, although adding stiffening ribs increase the buckling load of the shell, the special buckling load does not increase necessarily. The optimum angle for helical ribs is 30 to 40 degrees respect to axis of the cylindrical shell.
کمانش,پوسته استوانهای کامپوزیتی مشبک,روش تحلیلی,المان محدود
Buckling,Stiffened composite cylindrical shell,analytical method,Finite element (FE)
319
329
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-1664&slc_lang=fa&sid=15
Ali
Talezadehlari
علی
طالع زاده لاری
100319475328460059425
100319475328460059425
No
دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس
Gholam Hossein
Rahimi
غلامحسین
رحیمی
100319475328460059426
100319475328460059426
Yes
Tarbiat Modarres Univ
استاد دانشگاه تربیت مدرس، هیأت علمی