تحليل غيرخطي كمانش پوسته هاي استوانه اي از جنس مواد تابعي تحت بارگذاري مكانيكي به كمك روش رهايي پويا

Nonlinear Buckling Analysis of Functionally Graded Cylindrical Shells under Mechanical Loads by Dynamic Relaxation Method

هدف اصلي از اين تحقيق، تحليل غيرخطي كمانش پوسته هاي استوانه اي از جنس مواد تابعي تحت بارگذاري مكانيكي به كمك روش رهايي پويا مي باشد. خواص مكانيكي پوسته ي تابعي در جهت ضخامت و با استفاده از سه مدل توابع قانون تواني، نمايي و موري - تاناكا تعيين شده است. نسبت پواسون براي مدل هاي قانون تواني ساده و تابع نمايي ثابت درنظر گرفته شده است ولي در مدل موري– تاناكا تغييرات نسبت پواسون به صورت تابعي در راستاي ضخامت تعيين شده است. معادلات غيرخطي با استفاده از تيوري تغييرشكل هاي برشي مرتبه اول و فرضيه تغييرشكل هاي بزرگ فون كارمن و به فرم نموي ارايه گرديده اند. براي حل معادلات غيرخطي نموي از روش رهايي پويا و اختلاف محدود استفاده شده است. به منظور اعتبار سنجي روش حل و نتايج تحليل به مقايسه پاسخ هاي روش حل حاضر با گزارش هاي موجود در مقالات در زمينه پوسته هاي استوانه اي همسانگرد و همچنين نتايج حاصل از مدل سازي در نرم افزار آباكوس پرداخته شده است .در انتها اثرات پارامتر هاي مختلفي همچون شرايط مرزي گوناگون، توان ماده تابعي، نسبت شعاع به ضخامت، نسبت طول به شعاع و تغييرات نسبت پواسون در راستاي ضخامت براي كمانش پوسته هاي استوانه اي مورد بررسي قرار گرفته است.

The main purpose of this study is to investigate nonlinear buckling analysis of Functionally Graded (FG) cylindrical shells under uniform axial compressive loads by dynamic relaxation (DR) method. The mechanical properties of shell vary continuously throughout the thickness direction according to the power-law, exponential function and the Mori-Tanaka distribution. The poisson’s ratio of the FG cylindrical shell is constant for power-law and exponential function. But in the Mori-Tanaka distribution variations of poissonʹs ratio is determined as a function of the thickness direction. The incremental form of nonlinear formulations are based on first order shear deformation theory (FSDT) and large deflection von Karman equations. The DR method combined with the finite difference discretization technique is employed to solve the equilibrium equations. Some comparison study is carried out to compare the current solution with the results reported in the literature and the ones obtained by the Abaqus finite element software for the isotropic cylindrical shells. Finally, numerical results are presented for critical buckling load with various boundary