تحليل پس كمانش پوسته هاي استوانه اي مدرج تابعي تقويت شده تحت بار فشاري خارجي و احاطه شده توسط بستر الاستيك

Post-buckling analysis of eccentrically stiffened FGM cylindrical shells under external pressure and elastic foundation

تحليل دقيق و عددي پوسته هاي تقويت شده در صنعت گامي موثر در جهت طراحي اين گونه پوسته ها مي باشد. در اين مقاله، تحليل دقيق رفتار پس كمانش پوسته هاي استوانه اي مدور نازك مدرج تابعي تقويت شده كه توسط محيط الاستيك احاطه شده و تحت فشار خارجي قرار دارند، ارايه شده است. محيط الاستيك بر حسب دو پارامتر بستر الاستيك مدل پيشنهادي وينكلر و پاسترناك فرض شده است. تقويت كننده هاي طولي و حلقوي، داخلي مي باشند. خواص پوسته و تقويت كننده ها مدرج تابعي در نظر گرفته شده است. روابط اساسي و معادلات تعادل بر اساس تكنيك تقويت كننده هاي تكه اي و تيوري كلاسيك پوسته و با توجه به روابط غيرخطي فن كارمن، به دست آمده است. يك عبارت سه جمله اي شامل شكل پيش كمانش، كمانش خطي و كمانش غيرخطي براي تقريب خيز انتخاب شده است كه با استفاده از روش گالركين، بار بحراني و منحني خيز-فشار پس كمانش محاسبه شده است. تاثير پارامتر هاي متفاوت ابعادي، مد هاي كمانش، شاخص كسر حجمي ماده و تعداد تقويت-كننده ها بررسي شده است. نتايج عددي نشان مي دهد كه تقويت كننده ها و بستر الاستيك باعث بالا بردن پايداري پوسته ها شده است. هم-چنين افزايش ضخامت پوسته، كاهش شاخص كسر حجمي، بالابردن تعداد تقويت كننده هاي طولي و حلقوي و به كاربردن بستر الاستيك باعث افزايش بار بحراني كمانش شده است.

Careful and numerical analysis eccentrically stiffened shells in the industry is a major step forward in the design of these shells. In this paper, a careful analysis of post-buckling behavior of eccentrically stiffened FGM thin circular cylindrical shells is surrounded by an elastic foundation and external pressure is presented. The two parameter elastic foundation based on Winkler and Pasternak elastic model is assumed. Stringer and ring stiffeners are internal. Shell properties and eccentrically stiffened are FGM. Fundamental relations and equilibrium equations are derived based on the smeared stiffeners technique and the classical theory of shells, and according to von-Karman nonlinear equations. The three-term approximation for the deflection shape, including the pre-buckling, linear buckling shape and nonlinear buckling shape was chosen so that by using the Galerkin method, the critical load and post-buckling pressure-deflection curves are calculated. The effects of different dimensional parameters, buckling modes, volume fraction index and number of stiffeners are investigated. Numerical results show that stiffeners and elastic foundation enhance the stability of the shells. Increasing the shell thickness, reducing the volume fraction index, increasing the number of Stringer and ring stiffeners and applying foundation elastic, causes the critical buckling load to be increase, too.