تحلیل ارتعاشی و کمانشی پوسته‌های استوانه‌ای تقویت شده طولی با شرایط مرزی مختلف تحت بار محوری استاتیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

استادیار دانشگاه ھوایی شھید ستاری

چکیده

در این تحقیق، ارتعاشات آزاد پوسته‌های استوانه‌ای تقویت شده طولی ( استرینگر) به روش تحلیلی با هشت نوع مختلف تکیه گاه ساده و تکیه گاه گیردار مورد بررسی قرار گرفته است. در حل تحلیلی از روش ریتز استفاده شده و تقویت کننده‌ها بصورت المانهای مجزا در نظر گرفته شده‌اند. در برخی از حالتها، پوسته تقویت شده در جهت محوری تحت بار استاتیکی فشاری قرار گرفته است و تکیه گاهها به صورت متحرک محوری همراه با بار می‌باشند. نتایج تحلیلی فرکانس‌های طبیعی با مقادیر تجربی و تحلیلی موجود در مراجع دیگر مقایسه شده است که مطابقت بسیار خوبی مشاهده شده است. به علاوه تغییرات فرکانس های طبیعی، فرکانس پایه و شکل مودهای طبیعی به ازای شرایط مرزی پیش گفته مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است و در برخی حالت ها نتایج به دست آمده با نتایج روش المان محدود مقایسه شده است. همچنین اثر خارج از مرکزی تقویت کننده‌ها بر تغییرات فرکانس‌های طبیعی خصوصا فرکانس پایه مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان اثر بارگذاری فشاری استاتیکی محوری و شرایط مرزی بر فرکانس‌های طبیعی مورد بررسی قرار گرفته و بار کمانش آنها نیز تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها


[1] Sanders, J. L. “An Improved First-approximation Theory for Thin Shells”, NASA TR R-24, Nat. Aeronautics and Space Admin., Washington, D.C. 1959.
[2] Egle, D. M. and Sewall, J. L. “Analysis of Free Vibration of Orthogonally Stiffened Cylindrical Shells with Stiffeners Treated as Discrete Elements”, AIAA Journal, Vol. 6, No. 3, pp. 518-526,1968.
[3] Rinehart, S. A. and Wang, J. T. S. “Vibration of Simply Supported Cylindrical Shells with Longitudinal Stiffeners”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 24, No. 2, pp. 151-163, 1972.
[4] Mustafa, B. A. J. and Ali, R. “An Energy Method for Free Vibration Analysis of Stiffened Circular Cylindrical Shells”, Computer & Structures, Vol. 32, No. 2, pp. 335-363, 1989.
[5] Zhao, X. and Liew, K. M. and Ng, T. Y. “Vibration of Rotating Cross-Ply Laminated Circular Cylindrical Shells with Stringer and Ring Stiffeners”, Int. J. of Solids and Str., Vol. 39, pp. 529-545, 2002.
[6] Ruotolo R. A., “Comparison of Some Thin Shell Theories Used for the Dynamic Analysis of Stiffened Cylinders”, J. Sound Vib., vol. 243, pp. 847–860, 2001.
[7] Mustafa B. A. Ali J. and R., “Prediction of Natural Frequency of vibration of stiffened Cylindrical Shells and Orthogonally Stiffened Curved Panels”, J. Sound Vib., vol. 113, pp. 317–327, 1987.
[8] Pan, Z., Li, X. and Ma, J., “A study on free vibration of a ring-stiffened thin circular cylindrical shell with arbitrary boundary conditions J. Sound Vib., Vol. 314, 2008, pp. 330–342.
[9] Sadeghifar, M., Bagheri, M. and. Jafari, A.A. “Multiobjective optimization of orthogonally stiffened cylindrical shells for minimum weight and maximum axial buckling load”, Thin-Walled Structures, Vol. 48, No.12, pp. 979-988, 2010.
[10] Jafari, A. A., Mozafari, A. and Maghsoudi Mehrabani, M., “Effect of Rotating Speed and Stiffeners on Natural Frequency of Composite Shell”, Journal of Space Science and Technology, Vol. 4, No. 1 & 2, 2011, pp. 1-9.
[11] Xiang, X., Guoyong, Jin. And Zhigang, Liu. “Free vibration analysis of cylindrical shells using the Haar wavelet method”, Int. J. of Mechanical Sciences, Vol. 77, pp. 47-56, 2013.
[12] Edalat, P., Khedmati, M. R. and Soares, G., “Free vibration and dynamic response analysis of stiffened parabolic shells using equivalent orthotropic shell parameters”, Latin American Journal of Solid and Structures, Vol. 10, 2013, pp. 747 – 766.
[13] Hyun, W. L., Moon, K. K. “Free vibration analysis of a circular cylindrical shell using the Rayleigh–Ritz method and comparison of different shell theories”, J. of Sound and Vibration, Vol. 353, No.29, 2015, pp. 344-377.
[14] Naghsh, A., Saadatpour, M.M. and Azhari M. “Free vibration analysis of stringer stiffened general shells of revolution using a meridional finite strip method”, Thin-Walled Structures, Vol. 94, 2015, pp. 651-662.