تحقیقات آزمایشگاهی و عددی تاثیر پارامترهای هندسی در ظرفیت کمانشی پوسته های استوانه ای کامپوزیتی جدار نازک تحت بارگذاری فشار خارجی

کمانش یکی از موضوعات مهم در تعیین رفتار مکانیکی پوسته‌های استوانه‌ای به‌ ویژه پوسته‌های کامپوزیتی است. آنچه بررسی این موضوع را در پوسته های استوانه ای کامپوزیتی حائز اهمیت می‌سازد، پیچیدگی رفتار سازه ای این نوع ساختارها تحت اثر انواع بارگذاری‌ های ویژه‌ای مانند کمانش تحت بار فشار خارجی است. بارگذاری فشار جانبی یکنواخت در مخازن موقعی رخ می دهد که مخازن در حالت تخلیه مایعات ذخیره شده در آنها می باشند. و اگر تمهیدات خاصی مانند باز کردن شیرهای تخلیه انجام نگیرد و یا درست عمل نکنند در اینصورت در مخازن کمانش اتفاق خواهد افتاد و موجب خرابی کلی مخازن خواهد شد. در این تحقیق جهت بررسی رفتار کمانشی نمونه های آزمایشگاهی تحت اثر فشار یکنواخت جانبی، از دستگاه مکش هوا استفاده می شود. همزمان با کمانش، ترک های ریز همراه با صدای خفیف در جداره پوسته ایجاد گردیده و پس از رسیدن به مرحله فرو ریختگی روند بارگذاری متوقف می‌‌‌ گردد. در این مقاله تاثیر پارامترهای هندسی بی بعد l/r و r/t تحت فشار بیرونی بر رفتار کمانشی آن بررسی شده است. رفتارکمانشی این پوسته ها تحت فشار خارجی در آزمایشگاه مورد بررسی و با نتایج نرم افزاری و تئوری مورد مقایسه قرار می گیرد. نتایج نشان داد در نمو نه ها با طول مساوی با افزایش پارامتر هندسی r/t ، ظرفیت کمانشی پوسته ها کاهش و تعداد مدهای کمانشی افزایش می یابد و با افزایش پارامتر l/r ظرفیت کمانشی پوسته ها افزایش و تعداد مدهای کمانشی کاهش می یابد.

Laboratory and numerical investigations of the effect of geometric parameters on the buckling capacity of thin-walled composite cylindrical shells under external pressure loading.

Buckling is one of the important issues in determining the mechanical behavior of cylindrical shells, especially composite shells. What makes the buckling matter important in composite cylindrical shells is the complexity of the behavior of these structures under the influence of a variety of special loads such as buckling under external pressure load. Uniform lateral loading in tanks occurs when tanks are in the state of liquid discharge. Moreover, if special contrivances such as the drainage valves do not work or properly, then buckling phenomenon and will cause an overall failure in the tank. In this research, the air suction system is used in order to apply external pressure and study the buckling behavior of specimens. As the buckling occurs, tiny cracks are created with a mild sound in the shell wall and in the extreme stage the loading process stops when it collapses. In this paper, the effect of geometric parameters, such as the R/t and L/R of a composite tank under external pressure, on buckling behavior is investigated. Obtained results are compared with software and theoretical results. The results showed in specimen of the same length, by increasing the geometric parameter R / t, the buckling capacity of the shells decreases and the number of buckling modes increases and by increasing the geometric parameter L / R, the buckling capacity of the shells increases and the number of buckling modes decreases.