تحليل كمانش پوسته هاي استوانه اي كامپوزيتي با ساختار توسعه يافته مشبك تحت فشار خارجي

Buckling of lattice composite cylindrical shells under external pressure

سازه هاي مشبك كامپوزيتي به خاطر دارا بودن مزايايي همچون استحكام ويژه بالا، سبكي و خواص مقاوم به ترك، امروزه بطور وسيعي در صنايع هواپيماسازي، صنايع موشكي ، دريايي و ... مورد استفاده قرار مي گيرند و بدليل ساختار هندسي ، قابليت تحمل شرايط بارگذاري مختلف را دارند.ليكن با توجه به كاربرد اين ساختارها بروز كمانش تحت بارگذاريهاي مختلف يكي از مهمترين مودهاي واماندگي آنهاست.بهمين سبب مطالعه رفتار كمانشي آنها از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين تحقيق، تحليل كمانش كلي استوانه كامپوزيتي باساختار تقويت كننده مشبك لوزيگون و نيز شش ضلعي تحت فشار خارجي(جانبي) يكنواخت صورت مي گيرد .معادلات اساسي بر اساس تئوري تغييرشكل برشي عرضي مرتبه سوم و با كمك روابط دانل بسط پيدا مي كند و با كمك اصل مينيمم انرژي پتانسيل تحت شرايط مرزي تكيه گاهي ساده و نيز دو سر گيردار حل مي گردند. همچنين به منظور صحت سنجي نتايج تحليلي، مدل اجزاي محدودي از ساختار مشبك استوانه اي(با ابعاد و هندسه مشخص) در نرم افزار عددي اجزاي محدود (آباكوس) نيز ايجاد شده و تحليل كمانش روي آن صورت مي گيرد. اثر ضخامت ، چيدمان لايه ها و نوع تكيه گاه در ميزان بار بحراني كمانش مورد بررسي قرار ميگيرد.نتايج نشان از دقت بالاي روش بكار برده شده خصوصاً در ضخامتهاي بالاتر دارد.

Composite lattice structures due to their advantages such as high specific strength, lightness and resistance properties to cracking, are using extensively in the industries such as aviation, missile, offshore, etc. and because of the geometry can tolerate any loadconditions. In this study, overall buckling analysis of composite cylindrical shell which has been reinforced by diamond and hexagonal lattice structures has been done and compared under uniform lateral pressure. Basic equations were derived from third transverse shear deformation theory(TSDT)which simplified by Donell strain-displacement relations and has been solved with the help of minimum potential energy principle under simple and clamped boundary conditions. In order to validate the analytical results, 3-D finite element models of cylindrical lattice structure (with specified dimensions) created in the finite element software (Abaqus) and linear buckling analysis was done on them. The effect of thickness, layer arrangement and type of support in the critical buckling load were studied too. The results showed high accuracy of this theory in comparison to other theories and methods.