استفاده روش حل ديفرانسيل مربعات در تحليل مخزن استوانه اي فلز كامپوزيت تحت بار ديناميكي

The use of the differential quadrature method in the analysis of composite metal cylindrical vessel under dynamical load

در اين مقاله حل تحليلي و عددي مخزن استوانه اي فلز كامپوزيت تحت بار ديناميكي به كمك تئوري تغيير شكل برشي مرتبه اول و روش حل ديفرانسيل مربعات بررسي شده است. بدين منظور ابتدا معادلات تعادل پوسته بر اساس تئوري تغيير شكل برشي مرتبه اول استخراج شده است. بار اعمالي به پوسته از نتايج آزمايش تجربي يك سوخت دو پايه بدست آمده و سپس بصورت يك بار ديناميكي به مدل مورد استفاده در تحليل عددي و تئوري اعمال شده است. هدف از اين مقاله بررسي رفتار مخزن استوانه اي فلز كامپوزيت تحت بار ديناميكي با روش تئوري برشي مرتبه اول و مقايسه نتايج آن با حل عددي مي باشد. لذا پس از استخراج روابط تعادل پوسته بر اساس تئوري مورد نظر براي حل اين روابط از روش ديفرانسيل مربعات استفاده شده است. پس از بدست آوردن روابط حاكم بر مسئله در يك پوسته فلز كامپوزيت اين روابط به فرم معادلات ماتريسي مربوط به روش حل ديفرانسيل مربعات استخراج شده است. براي اعمال شرايط مرزي از دو حالت شرايط تكيه گاه ساده و تكيه گاه گيردار استفاده شده و نتايج حاصل از اين دو حالت با يكديگر مقايسه شده است. براي حل معادلات ديفرانسيلي بدست آمده، از كد برنامه نويسي متلب استفاده شده است. براي صحه گذاري نتايج حل تئوري، مدلسازي و تحليل عددي مدل مورد نظر در نرم افزار المان محدود آباكوس صورت گرفته و نتايج بدست آمده از اين نرم افزار با نتايج بدست آمده از برنامه نويسي با روش حل ديفرانسيل مربعات مورد مقايسه قرار گرفته است.

In this paper, numerical and analytical solutions of composite metal cylindrical vessel are investigated under dynamic load using first-order shear deformation theory and differential quadrature method. For this purpose, the shell equilibrium equations are derived based on the first order shear deformation theory. The load applied to the shell is achieved from the experimental test of a double-base propellant, and then is applied to the model in numerical and theoretical analysis. The aim of this paper is to study and investigate the behavior of the composite metal cylindrical vessel under dynamic load with first-order shear deformation theory and compare its results with the numerical solution. Therefore, after extracting the shell equilibrium equations are used from differential quadrature method to solve the equations. Then, the governing equations are extracted in a composite metal cylindrical vessel to form the matrix equations to solve with differential quadrature method. To apply boundary conditions from simply supported and clamped are considered and the results of these two modes are compared together. The MATLAB programming code is used to solve differential quadrature equations. To validate theoretical results, modeling and numerical analysis are done by Abaqus finite element software and the results are compared with the analytical solution using the differential quadrature method.