بررسی پارامتری تاثیر نقص شکل‌های هندسی رینگی، محلی و حاصل از شکل‌ مود در تحلیل کمانش و پایداری سازه پوسته‌های دوار لمنیسکات بوث

استفاده از کره‌های متقاطع در طراحی و ساخت سازه بدنه سازه‌های زیر سطح دریا همواره مورد توجه بوده است. در این تحقیق، تحلیل تنش و پایداری پوسته‌های دوار لمنیسکات بوث دارای نقص شکل‌های هندسی مختلف تحت فشار هیدرواستاتیک خارجی مورد بررسی قرار می‌گیرد. ابتدا با معرفی پوسته‌های دوار لمنیسکات بوث، این هندسه پرکاربرد بدون ناپیوستگی و تمرکز تنش ایجاد می‌شود. تحلیل تنش پوسته‌های دوار لمنیسکات برای ضرایب شکل مختلف و با استفاده از تئوری تنش غشائی انجام شده است. با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون و اسکریپت نویسی در نرم‌افزار آباکوس، معادلات هندسی مربوط به منحنی مولد پوسته‌ها با ضرایب شکل مختلف ایجاد گردیده و میدان تنش حاصل از فشار خارجی محاسبه شده است. با مقایسه نتایج حاصل از حل تحلیلی و حل عددی المان محدود، تطابق مناسب بین نتایج مشاهده می‌گردد. با توجه به اهمیت نقص شکل‌های هندسی در رفتار پس‌کمانش پوسته‌های دوار، پوسته‌های لمنیسکات بوث تحت تاثیر انواع نقص شکل‌های هندسی اولیه شامل رینگی متقارن محوری، محلی و نقص شکل‌های حاصل از برهم نهی شکل مودهای کمانش خطی در نظر گرفته شده است. کاهش استحکام کمانش پوسته‌ها در قالب ضریب شکست بررسی شده است که بیشترین تاثیرپذیری مربوط به نقص شکل‌های حاصل از شکل مود و کمترین آن مربوط به نقص شکل‌های محلی بوده است. نتایج نشان می‌دهد که ناحیه میانی پوسته نسبت به کمانش حساس‌تر است، همچنین محاسبه ضریب شکست نشان‌دهنده آن است که با افزایش ابعاد نقص شکل مقدار بار بحرانی کاهش می‌یابد و هرچه ابعاد نقص شکل بزرگتر می‌شوند شیب نمودار ضریب شکست کمتر می‌شود.

parametric study of ring, local and mode shaped imperfections for buckling and stability analysis of booth lemniscate shells of revolution

the use of cross spheres in the design and manufacturing of the pressure body of subsurface vessels has been of interest. in this article, stress and stability analysis of a booth lemniscate shell of revolution under external pressure and various geometric imperfections is investigated. first, by introducing booth lemniscate shells, this widely used geometry is created without discontinuity and stress concentration. stress analysis of these shells for different shape coefficients has been done using membrane stress theory. using python programming language and scripting in abaqus software, the geometric equations related to the generating curve of shells with different shape coefficients were created and the stress field resulting from external pressure was calculated. by comparing the results obtained from the analytical solution and the finite element numerical solution, a proper match between the results is observed. considering the importance of geometric shape defects in the post-buckling behavior of revolution shells, booth lemniscate shells have been considered under the influence of various types of primary geometric shape defects, including axial and local symmetric ringing and shape defects resulting from the superposition of linear buckling modes. the reduction of the buckling strength of the shells has been investigated in the form of knockdown factor, and the highest impact was related to the shape defects resulting from the mode shape and the lowest was related to the local shape defects. the results show that the middle region of the shell is more sensitive to buckling, and the calculation of the knockdown factor shows that the critical load value decreases with the increase in the dimensions of the shape defect, and as the size of the shape defect increases, the slope of the knockdown factor graph decreases.