بررسي اثر تقويت كننده‌ها بر بار كمانش پوسته استوانه‌اي كامپوزيتي

THE SURVEY OF THE EFFECT OF STIFFENERS ON BUCKLING LOAD OF COMPOSITE CYLINDRICAL SHELL

هدف از ارائه اين مقاله، بررسي اثر پارامترهاي مختلف تقويت كننده هاي رينگ و استرينگر بر روي بار كمانش پوسته استوانه­اي كامپوزيتي مي باشد. ماده كامپوزيت مورد استفاده لمينيت و روش به دست آوردن معادلات پوسته، روش انرژي و اصل مينيمم انرژي پتانسيل مي­باشد. همچنين معادلات پوسته بر مبناي تئوري تغيير شكل برشي مرتبه اول پوسته ها نوشته شده اند و شرايط مرزي پوسته به صورت دو سر ساده فرض شده اند. تقويت كننده هاي رينگ و استرينگر به صورت المانهاي مجزا از پوسته مدل شده و سپس اثر ترمهاي مختلف با استفاده از معادلات پيوستگي بين پوسته و تقويت كننده­ها به هم مربوط شده­اند. اثر پارامترهاي مختلفي از جمله تعداد تقويت كننده­هاي رينگ و استرينگر، پارامترهاي هندسي تقويت كننده ها و نحوه چيدمان آنها مورد بررسي قرار گرفته است و نمودارهاي مربوطه ترسيم شده اند. همچنين براي در نظر گرفتن همزمان پارامترهاي موثر بر بار كمانش، هر كدام از پارامترها به عنوان يك متغير طراحي در نظر گرفته شده اند و بهينه سازي با فرض ثابت بودن وزن در دو حالت پوسته بدون تقويت كننده و پوسته تقويت شده، با روش الگوريتم ژنتيك انجام گرفته است. در پايان نتايج حاصل شده ارائه گرديده است.

The aim of this article is the survey of the effect of several parameters of stiffeners on the buckling load of the composite cylindrical shell. The used composite material is laminate and shell equations are derived using energy approach and the principle of minimum potential energy. Also shell equations are based on the first-order shear deformation theory of shells and boundary conditions are assumed to be simply support. The ring and stringer stiffeners are treated as discrete elements from shell and the effects of different terms are related to each other using continuity equations. The effects of several parameters are surveyed such as number of ring and stringer stiffeners, geometrical parameters of stiffeners and distribution pattern of them and related graphs are drawn. Also in order to surveying the effects of all parameters on buckling load simultaneously, each parameter is assumed as a design variable and optimization is performed based on the assumption of equal weight for un-stiffened and stiffened shell by genetic algorithm approach. Finally, the obtained results are presented.