تحليل پس كمانش حرارتي پوسته هاي استوانه اي مدرج تابعي تقويت شده احاطه شده توسط بستر الاستيك تحت بار حرارتي شعاعي

Thermal post-buckling analysis of eccentrically stiffened FG cylindrical shells surrounded by elastic foundation and subjected to thermal radial loading

در اين مقاله، تحليل دقيق رفتار پس‌كمانش حرارتي پوسته‌هاي استوانه‌اي مدور نازك تقويت‌ شده مدرج تابعي كه تحت بار حرارتي شعاعي قرار گرفته و توسط محيط الاستيك احاطه ‌گرديده، انجام مي‌شود. تقويت‌كننده‌هاي طولي و حلقوي به صورت داخلي در نظر گرفته مي‌شوند و خواص پوسته و تقويت‌كننده‌ها به صورت وابسته به دما و مدرج تابعي در راستاي ضخامت لحاظ مي‌گردند. محيط الاستيك اطراف پوسته استوانه‌اي بر اساس مدل دو پارامتري وينكلر و پاسترناك مدل‌سازي مي‌شود. روابط اساسي و معادلات تعادل بر اساس تكنيك تقويت‌كننده‌هاي تكه‌اي و تئوري كلاسيك پوسته و با توجه به روابط غير خطي فن‌-كارمن، به دست مي‌آيد. با استفاده از روش گالركين، پاسخ معادله غير خطي پوسته استوانه‌اي محاسبه مي‌گردد. به منظور صحت‌سنجي روش، نتايج به دست آمده با نتايج ساير تحقيقات موجود مقايسه مي‌گردد و در ادامه تأثير پارامتر‌هاي مختلف مانند شاخص كسر حجمي ماده، تعداد تقويت‌كننده‌ها و پارامترهاي بستر ارتجاعي بر روي پاسخ پس‌كمانش حرارتي پوسته استوانه‌اي تقويت شده بررسي مي‌شود. نتايج عددي نشان مي‌دهند كه وجود تقويت كننده ها و بستر ارتجاعي باعث بالابردن پايداري پوسته استوانه‌اي مي‌گردد. بعلاوه، افزايش ضخامت پوسته، كاهش شاخص كسر حجمي، افزايش تعداد تقويت‌كننده‌هاي طولي و حلقوي و به كاربردن بستر الاستيك باعث افزايش دماي پس‌كمانش حرارتي پوسته استوانهاي تقويت شده مدرج تابعي مي گردد.

In this paper, an exact analysis of thermal post-buckling behavior of eccentrically stiffened functionally graded (FG) thin circular cylindrical shells subjected to thermal radial loading and surrounded by elastic foundation, is presented. Stringer and ring stiffeners are assumed to be placed on the inner surface of the FG cylinder shell and the material properties of the shell and stiffeners are assumed to be temperature dependent and continuously graded in the thickness direction. The elastic medium around the circular cylindrical shell is modeled by a two parameter elastic foundation based on the Winkler and Pasternak model. Fundamental relations and equilibrium equations are derived based on the smeared stiffeners technique and the classical theory of shells according to the von- Karman nonlinear equations. By using the Galerkin method, the thermal post-buckling response of eccentrically stiffened FG thin circular cylindrical shells is obtained. In order to validate the method, the obtained results are compared with available solutions and to continue, the effects of different parameters such as volume fraction exponent, number of stiffeners and elastic foundation parameters, on the thermal post-buckling response of eccentrically stiffened FG thin circular cylindrical shells are considered. Numerical results show that stiffeners and elastic foundation enhance the stability of the FG shells. Moreover, increasing the shell thickness, reducing the volume fraction index, increasing the number of Stringer and ring stiffeners and applying stiffer elastic foundation lead to an increase in the thermal post-buckling response of stiffened FG circular cylindrical shells.