تحلیل پوسته‌ی استوانه‌ای تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی تحت فشار داخلی نامتقارن

در این مقاله تحلیل تنش و خمش پوسته‌ی استوانه‌ای تقویت شده توسط نانولوله‌های کربنی که تحت فشار داخلی نامتقارن قرار دارند بررسی شده است. در واقع، فشار داخلی به صورت نامتقارن تحت زاویه‌های مختلف محیطی در سراسر طول استوانه به آن اعمال می‌شود. معادلات حاکم بر حرکت پوسته استوانه‌ای تحت فشار داخلی نامتقارن، توسط تئوری بهبود یافته استخراج شده است. معادلات دیفرانسیلی حاکم به کمک روش عددی دیفرانسیل کوادریچر تعمیم یافته حل گردیده است. به منظور اعتبارسنجی روابط و روش حل نتایج بدست آمده با نتایج حل اجزاء محدود نرم‌افزار تجاری اباکوس مقایسه و مطابقت مناسبی بین نتایج مشاهده شد. در نهایت اثر پارامتر‌های مختلف مانند شرایط مرزی متفاوت در هر دو انتهای استوانه، زاویه‌ی اعمال بارگذاری فشاری، تغییرات جابجایی طولی، محیطی و شعاعی و همچنین انواع تنش‌های نرمال و برشی بررسی شده است. نتایج نشان داد با افزایش زاویه اعمال بارگذاری به ترتیب 30، 60 و 90 درجه تغییرات جابجایی طولی کاهش یافته است. نتایج نشان داد این تغییرات برای جابجایی شعاعی نسبت به جابجایی محوری بیشتر است. در شرایط مرزی تکیه گاهی گیردار-گیردار روند تغییرات با افزایش زاویه اعمال بارگذاری برای جابجایی شعاعی و محوری یکسان است. تغییرات جابجایی محوری برای شرائط مرزی ساده-ساده برای زوایای اعمال بار 60 و 90 درجه حاکی از کاهش تا طول 0.3 و سپس افزایش است. تغییرات جابجایی شعاعی و محوری برای ضرایب لاغری 1 تا 3 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد تغییر زاویه اعمال بارگذاری روی تنش برشی تاثیر محسوسی ندارد.

analysis of the cylindrical shell reinforced by the carbon nanotubes under the asymmetric internal pressure

in this paper, stress and bending analysis of the cylindrical shell reinforced by the carbon nanotubes under the asymmetric internal pressure have been investigated. in fact, internal pressure is applied asymmetrically under the various environmental angle around the length of the cylinder. the equations governed the motion of the cylindrical shell under the asymmetric internal pressure are derived based on the improved theory. the governing differential equations is solved using the extended quadrature differential numerical method. for the verification of the equations and solution method, the obtained results have been compared with the results based on the abaqus finite difference software and good correlation has been observed. finally, the effects of different parameters such as different boundary conditions at the both cylinder’s ends, the angle of the loading pressure, the variations in longitudinal, environmental and radial displacements as well as types of normal and shear stresses are studied. the results showed that with the increase of the loading angle of 30, 60 and 90 degrees respectively, the longitudinal displacement changes have decreased. the results showed that these changes are more for radial displacement than for axial displacement. in the boundary conditions of support-support, the change process is the same with the increase of the loading angle for radial and axial displacement. axial displacement changes for simple-simple boundary conditions for load application angles of 60 and 90 degrees indicate a decrease up to 0.3 length and then an increase. radial and axial displacement changes were investigated for slenderness ratio coefficients 1 to 3. the results showed that changing the loading angle has no significant effect on the shear stress.