مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل ناپایداری پوسته‌های استوانه‌ای مشبکِ بهینه وزنی بر اساس یک مدل جدید

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران
2 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی قم
چکیده
در این مقاله، یک روش تحلیلی برای بررسی کمانش خطی سازه‌های تقویت شده با شبکه منظم متساوی الاضلاع ارائه شده است. پوسته مشبک تحت بار محوری قرار دارد. شرط مرزی پوسته در دو طرف، تکیه‌گاه ساده می‌باشد. معادلات تعادل سازه با استفاده از تئوری کلاسیک پوسته‌ها و شبکه منظم بر مبنای یک روش معادل سازی جدید ارائه شده است. ماتریس سفتی کل پوسته، از جمع ماتریس سفتی پوسته و ماتریس سفتی تقویت کننده‌ها با نسبت حجمی‌ها مشخص، استخراج می‌گردد. در این تحلیل، با استفاده از روش انرژی، معادلات تعادل پوسته مشبک با استفاده از فرضیات تئوری پوسته فلوگه بدست آمده است. برای حل مسئله، از روش تحلیلی ناویر استفاده شده است. به منظور اعتبار سنجی و صحه‌گذاری بر نتایج، از یک مدل سه بعدی المان محدودِ ایجاد شده در نرم‌افزار انسیس استفاده شده است. نتایج حاکی از دقت بالای روش حاضر در قیاس با دیگر روش‌ها است. در پایان، تاثیر هر یک از پارامترهای هندسی بر روی بار بحرانی کمانش استوانه مشبک بررسی شده است. روش حاضر می‌تواند به عنوان یک مدل دقیق و پایدار، توسط طراحان و مهندسان مورد استفاده قرار گیرد که منجر به بالا رفتن کیفیت طراحی آنها خواهد شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Stability analysis of weight optimum waffle cylindrical shells -A new approach

نویسندگان English

saeed Kalantari 1
Mohammad Fadaee 2
1 Iran University of Science and Technology
چکیده English

In this article, an analytical procedure is presented for prediction of linear buckling load of a waffle cylinder stiffened by an array of equilateral triangles. The grid stiffened shell is subjected to axial loading condition. The shell has simply supported boundary conditions at its two edges. The equivalent stiffness of the stiffener and skin is computed by superimposing between the stiffness contributions of the stiffeners and skin with a new method. Total stiffness matrix of the shell is composed of stiffness matrix of skin and grids with special volume fractions. In this analysis, using energy method, equilibrium equations of the grid stiffened shell are extracted based on the thin shell theory of Flugge. The Navier solution is applied to solve the problem. A 3-D finite element model was also built in ANSYS software to show the accuracy and validity of the present solution. The results show that the present new approach has high accuracy and precision. The effect of various geometrical parameters on the critical buckling load is investigated. Due to the stability and accuracy, the present method can be used by many designers and engineers to improve their design quality.

کلیدواژه‌ها English

Buckling of cylindrical shell
The thin shell theory of Flugge
Waffle cylindrical shell
Finite element analysis
Axial Loading