دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 17 11 2018 01 21 Buckling analysis of perforated composite cylindrical shell using Generalized Differential Quadrature Method (GDQM) تحلیل کمانش پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی دارای گشودگی با استفاده از روش مربعات تفاضلی تعمیم‌یافته 385 396 10182 FA علی طالع زاده لاری فارغ التحصیل دکتری دانشگاه تربیت مدرس استادیار، مجتمع آموزش عالی لارستان غلامحسین رحیمی استاد دانشگاه تربیت مدرس، هیأت علمی Journal Article In this paper, axial buckling of a composite cylindrical shell with and without a rectangular cutout is studied based on the first-order shear deformation theory. The equations are derived in a general form and can be converted to Donnell`s, Love`s, and Sanders` theories. To investigate the perforated shell, a physical domain is decomposed into several elements with uniform boundary and loading conditions in each element edges. In each element, the governing equations are discretized in both longitudinal and circumferential directions by the use of generalized differential quadrature method (GDQM). By assembling these discretized relations, a system of algebraic equations is generated. The boundary conditions at the shell and cutout edges, and the compatibility conditions at the interface boundaries of adjacent elements are also discretized by GDQM. Finally, the buckling load is calculated by an eigenvalue solution. To validate the presented method, the results of GDQM are compared with the available ones in the literature and also with ABAQUS finite element model. Then a parametric analysis is performed to investigate the effects of different parameters on the buckling behavior of the shells with and without cutouts. This study illustrates that the shell layup has a great effect on the buckling load of a shell. In addition, the influence of increasing the cutout size is not identical for different layups. However, the buckling behavior is independent of the shell material. Moreover, it was concluded that the shell with a square cutout has higher critical load than the one with a rectangular opening. در مقاله حاضر کمانش محوری پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی کامل و دارای گشودگی مستطیلی بر پایه تئوری برشی مرتبه اول بررسی شده است. معادلات در حالت کلی به صورتی نوشته شده که قابل تبدیل به هر یک از تئوری‌های دانل، لاو و یا ساندرز هستند. برای مطالعه پوسته دارای گشودگی فضای حل مسئله به گونه‌ای المان‌بندی شده که شرایط مرزی و بارگذاری در لبه‌های هر المان یکنواخت باشد. برای هر المان، معادلات حاکم به کمک روش مربعات تفاضلی تعمیم‌یافته در راستای طولی و محیطی گسسته شده و با مونتاژ این معادلات یک دستگاه معادلات جبری تشکیل شده است. گسسته‌سازی شرایط مرزی در لبه‌های پوسته و لبه‌های گشودگی و شرایط سازگاری در مرز مشترک المان‌ها نیز به کمک همین روش انجام شده است. در نهایت، با استفاده از حل مقدار ویژه بار بحرانی پوسته محاسبه شده است. برای صحه‌گذاری روش ارائه شده، نتایج حاصل از آن با نتایج موجود در مقالات و نیز نتایج نرم‌افزار المان محدود آباکوس مقایسه شده است. پس از اطمینان از کارایی روش حاضر، از آن برای بررسی اثر پارامترهای مختلف در کمانش پوسته‌های کامل و دارای گشودگی استفاده شده است. این بررسی‌ها نشان می‌دهد که لایه‌چینی پوسته تاثیر بسزای بر بار کمانش پوسته‌های کامل و دارای گشودگی دارد. ضمن اینکه تاثیر افزایش اندازه گشودگی برای لایه‌چینی‌های مختلف یکسان نیست. اما، برای یک لایه‌چینی یکسان، رفتار پوسته‌ها در برابر تغییر اندازه گشودگی مستقل از جنس است. علاوه بر این نتایج نشان داد که پوسته دارای گشودگی مربعی بار بحرانی بیشتری نسبت به پوسته‌ با گشودگی مستطیلی هم‌مساحت دارد. https://mme.modares.ac.ir/article_10182_e847d18006f6d945e8a9ee2f4d3e23f5.pdf