مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل کمانش پوسته‌های مخروطی کامپوزیتی نسبتاً جدار ضخیم با استفاده از روش گالرکین و تفاضل مربعات

نویسندگان
دانشگاه صنعتی قم
چکیده
هدف از این تحقیق، ارائه روش نیمه تحلیلی جهت بررسی کمانش پوسته‌های مخروطی کامپوزیتی نسبتاً جدار ضخیم تحت بار محوری می‎باشد. بدین منظور جهت استخراج معادلات تعادل سیستم، از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول پوسته‌ها استفاده شده است. معادلات تعادل با اعمال اصل مینیمم پتانسیل انرژی به تابع انرژی استخراج شده است که به صورت معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی می‌باشند. در ادامه به کمک روش‌های گالرکین و تفاضل مربعات، معادلات دیفرانسیل به معادلات جبری تبدیل شده و سپس معادله استاندارد مقدار ویژه تشکیل و بار بحرانی کمانش محاسبه شده است. همچنین، برای بررسی صحت استخراج معادلات و روش حل استفاده شده در این تحقیق، نتایج به‌دست آمده با نتایج حاصل از تحقیقات دیگر محققین در این زمینه و نتایج تحلیل عددی حاصل از نرم افزار اجزای محدود آباکوس، مقایسه شده‌اند. بررسی نتایج نشان از سرعت همگرایی و صحت روش تفاضل مربعات و دقت مطلوب روش گالرکین در محاسبه بار بحرانی کمانش پوسته مورد بررسی دارد. در نهایت، اثر زاویه مخروط، زاویه الیاف، شرایط مرزی مختلف، نسبت‌های ضخامت به شعاع و طول به شعاع بر روی بار بحرانی کمانش بررسی گردیده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Buckling analysis of moderately thick composite conical shells using Galerkin and DQ methods

نویسندگان English

Mohsen Hoseini
Mostafa Talebitooti
چکیده English

The objective of this investigation is to present a semi-analytical method for studying the buckling of the moderately thick composite conical shells under axial compressive load. In order to derive the equilibrium equations of the conical shell, first order shear deformation shell theory is used. The equilibrium equations are derived by applying the principle of minimum potential energy to the energy function that they are in the type of partial differential equations. In the following, the partial differential equations are transformed to algebraic type by using Galerkin and differential quadrature methods and then the standard eigenvalue equation is formed and critical buckling load is calculated. Also, to validate the results obtained in this study, comparisons are made with outcomes of previous literatures and the results of Abaqus finite element software. Analyzing the results, shows the convergence speed and good accuracy of differential quadrature method and desired precision of Galerkin method in calculating the critical buckling load. Finally, the effect of cone angle, fiber orientation, boundary conditions, ratios of thickness to radius and length to radius of the critical buckling load are studied.

کلیدواژه‌ها English

Critical Buckling Load
Composite Conical Shell
Galerkin method
Differential Quadrature Method
First order Shear Deformation