تحليل ارتعاشي و كمانشي پوسته هاي استوانه اي تقويت شده طولي با شرايط مرزي مختلف تحت بار محوري استاتيكي

Vibration and buckling analysis of longitudinally stiffened cylindrical shells under the axial static loading

در اين تحقيق، ارتعاشات آزاد پوسته هاي استوانه اي تقويت شده طولي (استرينگر) به روش تحليلي با هشت نوع مختلف تكيه گاه ساده و تكيه گاه گيردار مورد بررسي قرار گرفته است. در حل تحليلي از روش ريتز استفاده شده و تقويت كننده ها بصورت المانهاي مجزا در نظر گرفته شده اند. در برخي از حالت ها، پوسته تقويت شده در جهت محوري تحت بار استاتيكي فشاري قرار گرفته است و تكيه گاه ها به صورت متحرك محوري همراه با بار مي باشند. نتايج تحليلي فركانس هاي طبيعي با مقادير تجربي و تحليلي موجود در مراجع ديگر مقايسه شده است كه مطابقت بسيار خوبي مشاهده شده است. به علاوه تغييرات فركانس هاي طبيعي، فركانس پايه و شكل مودهاي طبيعي به ازاي شرايط مرزي پيش گفته مورد بررسي و تحليل قرار گرفته است و در برخي حالت ها نتايج به دست آمده با نتايج روش المان محدود مقايسه شده است. همچنين اثر خارج از مركزي تقويت كننده ها بر تغييرات فركانس هاي طبيعي خصوصا فركانس پايه مورد بررسي قرار گرفته است. در پايان اثر بارگذاري فشاري استاتيكي محوري و شرايط مرزي بر فركانس هاي طبيعي مورد بررسي قرار گرفته و بار كمانش آنها نيز تعيين گرديد.

In this research, the free vibration analysis of cylindrical shells with longitudinal stiffeners, i.e. stringer with analytical method, for eight different types of simply supported and clamped boundary conditions is investigated. Ritz method is applied in analytical solution while stiffeners treated as discrete elements. The stiffened shell is loaded axially under static pressure and supports are axially follower force type. Some analytical results for natural frequencies are compared with other’s experimental and analytical results, which showed good agreement. Furthermore, variations of natural frequencies, fundamental frequency and natural mode shapes for mentioned boundary conditions are studied and in some cases, these results are compared with FEM results. Also, the effect of stiffener eccentricity on natural frequencies, especially fundamental frequency is considered. Furthermore, variations of natural frequencies for different axial static pressure load are considered and with plot of these, the buckling load is determined.