به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب h. showkati

  • ندا فضلعلی پور*، حسین شوکتی

    به دلایل اقتصادی، پوسته های استوانه یی فولادی بزرگ ذخیره ی مایع با ضخامت متغیر در ارتفاع ساخته می شوند. پوسته های مذکور در طول عمر خود تحت انواع بارگذاری ها قرار می گیرند. در نوشتار حاضر، دو مطالعه ی آزمایشگاهی برای بررسی آثار شروع کمانش در مرحله ی اعمال بار فشاری محوری و همچنین در مرحله ی اعمال فشار خارجی در رفتار کمانشی پوسته های استوانه یی که تحت بارگذاری ترکیبی (بار فشارهای محوری و خارجی) قرار گرفته اند، انجام شده است. بر اساس نتایج حاصله زمانی که شروع کمانش در مرحله ی اعمال بار فشاری محوری رخ می دهد، ظرفیت کمانشی پوسته های استوانه یی کاهش می یابد. روابط تیوری برای پیش بینی بار کمانشی پوسته ی استوانه یی با ضخامت متغیر گام به گام تحت بارگذاری مرکب فشارهای محوری و خارجی و با درنظر گرفتن ناکاملی هندسی بررسی شده اند که یکی از روابط تیوری به کار رفته، همبستگی نزدیکی با نتایج آزمایشگاهی داشت.

    کلید واژگان: پوسته های استوانه یی فولادی, جدارنازک, ضخامت متغیر, بارگذاری مرکب, کمانش}
    N. Fazlalipour *, H. Showkati

    Thin-walled steel cylindrical shells are industrial structures that play an important role in the storage of petroleum and refineries, potable water supply, and fire extinguishing systems. Steel storage cylindrical shells are manufactured with variable thicknesses in height for economic reasons. Each steel cylindrical shell structure is made of several individual cylindrical parts of constant thickness. These shells with fixed roofs are subjected to axial pressure due to wind effect and snow accumulating on the roof. The cylindrical shells are also subjected to external pressure due to wind load and/or vacuum load when the containing liquid is discharged. The combination of axial compression and external pressure may lead to the failure of the shell structures. In this paper, two experimental studies were performed to investigate the effect of initial buckling during the axial compressive preloading or at the external pressure phase on the buckling behavior of cylindrical shells with stepwise wall thickness under combined loading of axial compressive preloading and external pressure. The results showed that the buckling capacity decreased under axial preloading and external pressure when the initial buckling occurred during the application of axial compressive preloading. Also, more deformations and buckling waves formed in the thinner individual section of cylindrical shell and also failure occurred faster and the structure became unstable faster, when initial buckling occurred during the axial compressive preloading. Theoretical relationships, in which geometric imperfection is considered, were employed to predict the buckling load of cylindrical shells with variable thicknesses subjected to combined loading of axial compression and external pressure. One of these two relationships shows a closer correlation with experimental results. Also, the results showed that the buckling behavior of cylindrical shells was very sensitive to the applied axial compressive preloading; therefore, as the axial compressive preloading increases, the quasi-empirical theoretical relationships become more conservative.

    Keywords: Steel cylindrical shells, Thin wall, stepwise wall thickness, Combined loading, buckling}
  • کیا بادامچی*، حسین شوکتی
    خطوط لوله هنگام عبور از نقاط مختلف جغرافیایی، معمولا در معرض بارهای ترکیبی مختلفی (شامل: بارهای عرضی، طولی، عمودی و فشار هیدرواستاتیک علاوه بر فشار داخلی)قرار می گیرند. در نوشتار حاضر، دو نوع از بارهایی که می توانند تاثیرگذار باشند (فشارهای خارجی و محوری)، با استفاده از نرم افزار آباکوس ارزیابی شده اند. برای ارزیابی دقیق رفتار خطوط لوله ی فولادی و مشاهده ی نوع گسیختگی ایجاد شده در اثر بارهای معرفی شده، اتخاذ ناکاملی ها در تحلیل به روش عددی لازم و ضروری است. جهت صحت سنجی پاسخ های نرم افزار، نتایج تحلیل یک نمونه ی آزمایشگاهی با عددی مقایسه و مشاهده شد که همخوانی قابل قبولی بین آن ها برقرار است. آثار فشار محوری و نسبت قطر به ضخامت (D/t) در ظرفیت کمانشی فشار خارجی تحلیل و بررسی و سپس مشاهده شد که با افزایش فشار محوری و نسبت قطر به ضخامت، ظرفیت کمانشی فشار خارجی کاهش می یابد.
    کلید واژگان: خطوط لوله ی فولادی, نرم افزار آباکوس, فشار خارجی, فشار محوری, ناکاملی, نمونه ی آزمایشگاهی}
    K. Badamchi *, H. Showkati
    The pipeline in service may be subjected to complicated loads (including lateral, axial, vertical loads and hydrostatic pressure in addition to internal pressure) when crossing complex geohazard regions. In this study, two kind of loads that cloud be more fundamental are numerically investigated using finite element method. The loads imposed on pipelines depend on the pipe content and the environment that the pipeline is passing through. Axial compression can arise within pipelines from thermal loads arising from hot hydrocarbon passage from offshore oil wells to an onshore station or can arise from anchor forces acting on pipelines and External pressure can arise within pipelines from hydrostatic pressure, sudden valve closures, and pump failures. It is very important to select suitable geometric imperfection form to exact investigation behavior of pipelines and mechanism of failures. In order to verification response of numerical analyses, one of the experimental results is compared with numerical result and concluded that there is a good agreement between results. Meanwhile, the effect of the eccentric axial compression, pipe diameter to wall thickness ratio (D/t) on the buckling external pressure are studied. The interaction between the axial load and external pressure was graphically demonstrated and compared for different geometrical ratios through numerical analysis. During analysis, the eccentric axial compression load in the pipe was primarily induced and maintained constant less than its capacity. Subsequently, the uniform peripheral pressure was gradually increased until failure, and, besides, the response of some specimens was separately investigated under pure external pressure and axial compression load. It was found that the D/t ratio is the decisive parameter to specify the buckling behavior of steel pipelines and type of created failure mode subjected to axial compression. Some significant conclusions were drawn based on extensive parametric studies. The buckling external pressure reduces with the increase of pre-axial compression and diameter to thickness ratio.
    Keywords: steel pipeline, Abaqus, External pressure, Axial compression, Imperfection, Experimental}
  • سینا ناصرنیا، حسین شوکتی*

    استفاده از سازه های جدار نازک به دلیل وزن کم و مقاومت بالای آنها، مقبولیت بالایی دارد. به منظور کاهش وزن و قیمت، مخازن با ضخامت متغیر در ارتفاع خود ساخته می شوند. نشست فونداسیون در زیر دیواره های مخزن به سبب ویژگی خاک رخ می دهد، که به 3 مولفه ی نشست: یکنواخت، تیلت و موضعی تقسیم می شود. در این بین، نشست موضعی بیشترین تاثیر را در پوسته ی مخزن دارد، که سبب جابه جایی های شعاعی بزرگ، کمانش پوسته، و حتی گسیختگی مخزن می شود. در پژوهش حاضر، 17 عدد مخزن استوانه یی فولادی به روش عددی در نرم افزار آباکوس مدل سازی شدند و تحت نشست موضعی قرار گرفتند و مقادیر نشست، بار معادل کمانشی و تغییرشکل شعاعی آنها مقایسه شد. نتایج آنالیز غیرخطی حاکی از رفتار مناسب و مقبول مخازن با ضخامت متغیر در قیاس با نمونه های با ضخامت ثابت بوده و همچنین حلقه ی سخت کننده، آثار مثبتی در رفتار کمانشی مخازن مذکور داشته است.

    کلید واژگان: ضخامت متغیر, مخازن استوانه یی, نرم افزار اجزاء محدود, نشست موضعی, حلقه ی سخت کننده}
    Sina Nassernia, H. Showkati *

    Cylindrical steel tanks have been used to store various materials and fluids. From a geometrical point of view, steel tanks have a very low thickness compared to the other two dimensions and thus are classified as thin-walled structures. Nowadays, the use of thin-walled structures is very popular. The main reason for this is the low weight and high strength of such structures. In order to reduce the weight and cost of the structure, cylindrical steel tanks can be made with variable thicknesses in height. Changing the thickness of the tank's wall has been considered to reduce weight and economic requirements. Settlement is one of the important issues that must be considered for reservoirs. In general, foundation settlement occurs under the tanks’ walls due to special soil properties, which are divided into three general components: Uniform, Tilt, and Local settlement. In the meantime, local settlement has the greatest impact on the tank’s shell, although it has the lowest value. This component can cause large radial displacements, shell buckling, and even tank’s failure. In this study, 17 steel cylindrical tanks with or without a reinforcing ring on the upper part were modeled in ABAQUS software and placed under local settlement at the edge of their floor. The values of settlement, equivalent buckling load, and their radial deformation were compared to each other. S4R elements (a four-node element with reduced curvature double integral) were used to mesh the tanks. The results of nonlinear analysis indicate that buckling occurs at the lower part of the shell. Moreover, the local settlement causes severe buckling at the site and perpendicular direction of the settlement. Appropriate and acceptable behavior of tanks with variable thickness in comparison with constant thickness and the hardening ring can have positive effects on the buckling behavior of tanks.

    Keywords: Variable thickness, cylindrical tanks, finite element software, Local settlement, Stiffening ring}
  • حمید ناصری*، حسین شوکتی

    مخازن فولادی جدارنازک در صنایع مختلف برای ذخیره سازی نفت و میعانات گازی استفاده می شوند. این مخازن با متراکم کردن بستر زیرین بر روی فونداسیون تکیه داده می شوند. این بستر تکیه گاهی ممکن است در قسمتی از فونداسیون مخازن به دلایل غیریکنواختی هندسه یا عدم تراکم مناسب خاک زیر فونداسیون یا توزیع غیریکنواخت بار اعمالی به فونداسیون قدرت باربری خود را از دست دهد و دچار نشست شود. نشست های محتمل شامل نشست یکنواخت، نشست از نوع کج شدگی و نشست غیریکنواخت است. نشست موضعی غیریکنواخت دیواره ی مخزن یکی از رایج ترین و مخرب ترین نوع نشست های مخازن است. در این تحقیق اثر نشست موضعی بر میزان ظرفیت کمانشی در مخزن با و بدون تقویت کننده مورد بررسی آزمایشگاهی و عددی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تقویت کننده نقش موثری در افزایش پارامترهای چقرمگی، بیشینه ی بار معادل و سختی اولیه دارد. به طوری که باعث افزایش 98 درصدی چقرمگی، 58 درصدی بیشینه ی بار معادل و 101 درصدی سختی اولیه می شود. هم چنین حضور تقویت کننده، نقش بسیار مهمی در کنترل تغییر مکان های شعاعی دارد. به طوری که با جلوگیری از تغییر مکان شعاعی لبه ی بالایی باعث افزایش ظرفیت کمانشی و پس کمانشی مخازن می شود.

    کلید واژگان: مخازن جدارنازک, نشست موضعی, ظرفیت کمانشی, حلقه ی تقویتی, تغییرمکان شعاعی}
    H. Naseri *, H. Showkati

    Thin-walled steel storage tanks are used for an extensive array of engineering applications such as urban resource water, petroleum industry, and nuclear power plants for storing variety of liquids, e.g. water, gas, and petrochemicals. The ratio of the radius to the thickness of these tanks is about 5 00to 0000, and the height to radius ratio is about 0.5 to 0.0.The support beneath the tank may lose the bearing capacity in some areas, with the primary reason for this being geometrical misfits, poor soil conditions, ununiformed applied load. Additionally, foundation unevenness, change of ground topology, and foundation subsidence beneath a steel tank can all lead to the development of support settlement of tanks, with tank support settlement being variously categorised as uniform settlement, tilting, and local settlement. After compacting the substrate, these tanks are supported on a concrete foundation using a concrete ring. Thin-walled steel tanks are used in various industries to store oil and gas condensate. These tanks are supported on a concrete foundation by compacting the substrate. This foundation may lose its load-bearing capacity and settle in a part of the reservoir foundation due to non-uniform geometry or improper soil compaction under the foundation or uneven distribution of load applied to the foundation. Possible settlements are including a uniform, tilt of plan and non-uniform. Non-uniform local settlement is one of the most common and destructive types tanks settlement. In this study, the effect of local settlement on the buckling capacity in the tank with and without stiffening ring was investigated in laboratory and numerical. The results showed that the stiffening ring has an effective role in increasing the parameters of toughness, maximum equivalent load and initial stiffness. It increases the toughness by 98%, the maximum equivalent load by 58% and the initial stiffness by 101%. The presence of stiffening ring also plays a very important role in controlling radial displacements. As by preventing the radial displacement of the upper edge increases the buckling and post-buckling capacity of the tanks.

    Keywords: Thin-walled tanks, Local settlement, buckling, Stiffening ring, Radial displacement}
  • رباب ناصری قلقاچی*، حسین شوکتی

    پوسته های کامپوزیتی با توجه به خواص مکانیکی جذاب آنها، در صنایع مختلف هوا و فضا، انتقال نفت و گاز و مخازن نگهداری مایعات کاربرد فراوانی دارند. در این تحقیق رفتار پوسته های استوانه یی تقویت شده با الیاف شیشه ی سوزنی تحت بار فشار محوری به صورت تجربی و عددی بررسی شده است و مقدار بار بحرانی و حالت خرابی تعیین شده است. برای روش عددی از نرم افزار آباکوس استفاده شده و تحلیل غیرخطی ریکس با در نظر گرفتن ناکاملی های هندسی و تکیه گاهی انجام شده است؛ همچنین نسبت L/R در این پوسته ها ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که مود خرابی در این پوسته ها به دلیل ضخیم بودن جدار پوسته از نوع خرابی مواد و بیشتر به صورت آسیب ماتریس در فشار بوده است و با افزایش ارتفاع سختی نمونه ها کاهش می یابد ولی تقریبا بار خرابی در نمونه ها یکسان است و در مدل های عددی با افزایش نسبت شعاع به ضخامت بار خرابی تقلیل می یابد. از طرفی انطباق قابل قبولی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی وجود دارد.

    کلید واژگان: بار بحرانی فشاری, الیاف شیشه ی سوزنی, تحلیل ریکس, مود خرابی}
    R. Naseri *, H. Showkati

    Due to their attractive mechanical properties such as higher strength-to-weight and stiffness-to-weight ratios, instead of conventional isotropic materials, Fiber Reinforced Polymer (FRP) cylindrical shells are being increasingly used in various engineering applications such as aerospace, oil tanks, liquid storage vessels, and silos. Cylindrical shells may experience axial compression load due to primary loading conditions. For a shell with a closed roof, axial compression load is caused by the weight of the roof. In addition, many shells under other loading conditions can also induce either symmetrical or unsymmetrical axial compression loads. The buckling and failure analysis of cylindrical shells made of composite materials is a complex task when compared to the cylindrical shells made of isotropic materials. There are two main failure modes in the composite cylindrical shells subjected to axial compression load, one associated with material strength of the cylinder wall and the other with buckling of the cylinder wall. This study deals with the behavior of chopped Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) cylindrical shells subjected to axial compression load with an experimental and numerical procedure. Three specimens were used with the same R/t ratio. In the laboratory, the axial compression load was applied by a vertical hydraulic jack. In order to measure the deformation of the cylindrical specimens during the loading, four Linear Voltage Differential Transformers (LVDTs) were used. The nonlinear static analysis method (Riks) using the ABAQUS/Standard software has been employed, considering the boundary and geometric imperfections. For modelling the cylindrical specimens shells, the four-node quadrilateral element (S4R) was used. The critical load and failure mode were determined using Hashin's failure criteria. The effects of the L/R ratio on these shells are examined. Results indicate that the failure mode of these specimens was material failure because of high thickness-to-radius ratio. In addition the stiffness of the cylindrical shell specimens decreases with increasing the height. The comparison between the experimental results and Finite Element Analysis (EFA) exhibited acceptable adaptation.

    Keywords: Critical compression load, Chopped glass fiber, Riks analysis, Failure mode}
سامانه نویسندگان
  • دکتر حسین شوکتی
    شوکتی، حسین
    استاد تمام مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال