Nonlinear Buckling numerical Analysis of stiffened cylindrical shell with initial imperfection

محورهای موضوعی : Smart & Advanced Materials

امیررضا شاهانی ¹ , فاطمه فقهی ²

1 - Department of Applied Mechanics Faculty of Mechanical Engineering, K.N.T. University of Technology. Tehran. Iran
2 - mechanical engineering. khaje nasir university of technology

تاریخ دریافت : 1401/05/03 تاریخ پذیرش : 1401/05/03 تاریخ انتشار : 1400/03/11

کلید واژه:

چکیده مقاله :

In this paper, the buckling behavior of stiffened cylindrical shells with initial imperfection under axial loading is numerically studied. The Riks method was used to obtain the nonlinear buckling load and the load-displacement curve. The effect of longitudinal and circumferential stiffeners (stringers and ribs ) was studied on the buckling load as the stiffeners were used separately and together. Also, by considering the shape modes of linear buckling as the initial imperfection, the nonlinear buckling and the sensitivity of the shell to the initial geometric imperfection and its size was investigated.Finally, the using of stiffeners, and the existence of imperfection and their effect on buckling load are presented.It has been observed that the addition of stringer and rib can significantly increase the buckling load, and improve resistance reduction which geometric imperfection caused. As important result, The effect of rib reinforcement does not decrease with increasing initial geometric imperfection, while with increasing geometric imperfection, the effect of string reinforcement decreases. Also, the Snap-Back points observed in the load- displacement curve, indicate the local buckling happened in the shell, during that the strength of the shell is reduced, but the shell still has the ability to withstand under the load and the structure does not fail

چکیده انگلیسی:

در این مقاله رفتار کمانش پوسته‌های استوانه‌ای تقویت شده با اعمال نقص اولیه تحت بارگذاری محوری به صورت عددی مطالعه شده است. جهت به دست آوردن بار کمانش غیرخطی و منحنی بار-جابجایی از روش ریکس استفاده شده است. هم‌چنین به مطالعه آثار تقویت کنندگی ریب و استرینگر به صورت جداگانه و همراه با یکدیگر پرداخته شده است. هم چنین با درنظر گرفتن شکل مودهای کمانش خطی ، به عنوان نقص اولیه، کمانش با فرض غیرخطی بودن بررسی شده و میزان حساسیت پوسته نسبت به وجود نقص اولیه هندسی و اندازه‌ آن مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت نتایج حاصل از استفاده‌ی تقویت‌کننده، وجود نقص و تاثیرشان بر بار کمانش ارائه شده است. مشاهده شد که افزودن تقویت‌کننده‌ های استرینگر و ریب می‌تواند به مقدار قابل توجهی بار کمانش را افزایش دهد، و کاهش مقاومت ناشی از وجود نقص هندسی را تا حد قابل قبولی بهبود ببخشد. موضوع قابل توجه تاثیر تقویت‌کنندگی ریب با افزایش نقص اولیه هندسی، کاهش نمی‌یابد، در صورتیکه با افزایش نقص هندسی تاثیر تقویت کنندگی استرینگرها کاهش می‌یابد. هم چنین نقاط بازگشت ناگهانی مشاهده شده در نمودار نشانگر کمانش‌های موضعی ایجاد شده در پوسته می‌باشد که طی این اتفاق مقاومت پوسته کاهش پیدا کرده اما همچنان قدرت تحمل بار را داشته و سازه دچاره واماندگی نمی‌شود