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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "پس کمانش" در نشریات گروه "مکانیک"

تکرار جستجوی کلیدواژه «پس کمانش» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • بهاره یخچیان، علیرضا شاطرزاده*
    در این مقاله، کمانش و پس کمانش حرارتی ورق های مدرج تابعی با ماتریسی از جنس پلیمر ایزوتروپیک و تقویت شده با نانوپلاکت های گرافن بررسی شده است. در این ورق های چندلایه ضخامت تمام لایه ها یکسان است و با تغییر کسر وزنی نانوپلاکت های گرافن تقویت کننده در هر لایه، نوع آرایش لایه ای ورق های نانوکامپوزیتی تغییر می کند. ورق ها با سه آرایش مدرج تابعی X و O و آرایش یکنواخت U تقویت شده است. معادلات حاکم بر ورق به کمک تیوری تغییرشکل برشی مرتبه اول به دست آمده است. رفتار کمانش حرارتی ورق ها با روش تربیع دیفرانسیلی مطالعه شده است. به منظور یافتن مدول یانگ موثر از مدل میکرومکانیک اصلاح شده هالپین-تسای و برای به دست آوردن خواص معادل کامپوزیت ها از قانون اختلاط استفاده شده است. نتایج نشان می دهد، توزیع نانوپلاکت های گرافن با آرایش به صورت X مقاومت ورق در برابر کمانش را بهبود می بخشد. همچنین، تاثیر پارامترهای همچون کسر وزنی نانوپلاکت های گرافن، نسبت ابعادی، نسبت طول به ضخامت بررسی شده است.
    کلید واژگان: کمانش حرارتی, روش تربیع دیفرانسیلی, نانوپلاکت های گرافن, پس کمانش, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول
    Bahareh Yakhchian, Alireza Shaterzadeh *
    In this article, the thermal buckling and post-buckling of functionally graded plates with a matrix of isotropic polymer reinforced with graphene platelets (GPLs) have been investigated. In these multilayer plates, the thickness of all layers is the same, and by changing the weight fraction of reinforcing graphene platelets in each layer, the type of layer arrangement of nanocomposite plates changes. The plates are reinforced with three functional graded distributions: X and O and a uniform U distribution. The governing equations of the plate are obtained with the help of the first-order shear deformation theory (FSDT). The thermal buckling behavior of plates has been studied by the differential quadrature method. To find the effective Young's modulus, the Halpin-Tsai modified micromechanical model is used, and the law of mixing is used to obtain the equivalent properties of composites. The results show that the distribution of graphene platelets with an X arrangement improves the resistance of the plate against buckling. Also, the effect of parameters such as the weight fraction of graphene platelets, aspect ratio, and length-to-thickness ratio has been investigated.
    Keywords: Thermal buckling, differential quadrature method, Graghene platelets, Post buckling, First order shear deformation theory
  • ذبیح الله ذبیحی، مرتضی دردل*، علیرضا فتحی

    در کار حاضر، اثر آلیاژهای هوشمند حافظ شکل بر کمانش و پس کمانش حرارتی پانل کامپوزیتی مونوکلینیک و تک جهته مورد بررسی قرار می گیرد. فشار آیرودینامیکی وارد شده بر سیستم با استفاده از روش تیوری پیستون مدلسازی و همچنین اثر گرمایش حرارتی برای جریان های مافوق صوت از روش دمای مرجع تخمین زده می شود. رفتار پانل به صورت غیرخطی، با تغییر شکل های بزرگ و بر اساس تیوری فون کارمن مدل سازی می گردد. نتایج بدست آمده نشان می دهد آلیاژ حافظ شکل می تواند دمای بحرانی کمانش حرارتی را افزایش دهد. در این مقاله، تاثیر چینش لایه های کامپوزیتی در بالا بردن دمای کمانش حرارتی نیز مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج بدست آمده نشان می دهد به واسطه ی استفاده از آلیاژ حافظ شکل، مقدار خیز پس کمانش حرارتی تا حدود زیادی کاسته می شود و در اختلاف دماهای بالاتر، میزان کاهش خیز پانل، افزایش می یابد.

    کلید واژگان: کمانش حرارتی, پس کمانش, تئوری لایه یی کامل, تئوری گرمایش حرارتی, آلیاژ حافظ شکل, کامپوزیت
    Z. Zabihi, M. Dardel *, A.R. Fathi

    In the present work, the effect of smart shape-memory alloys on thermal buckling and post-buckling of monoclinic and unidirectional composite panels has been investigated. The aerodynamic pressure applied to the system was modeled using the piston theory method. The effect of thermal heating for ultrasonic flows was also estimated from the reference temperature method. The panel is modeled nonlinearly with large deformations based on Van Karmen's theory. The obtained results show that the shape-memory alloy was able to increase the critical temperature of thermal buckling. The effect of the arrangement of composite layers on increasing the thermal buckling temperature was also studied. The results show that the amount of thermal deflection is greatly reduced due to the use of this alloy. Also, in the higher temperature differences, the rate of reduction of the panel increases. In this work, the effects of thermal stress on buckling and thermal buckling in a rectangular composite panel with hinge-hinge boundary conditions were investigated. Also, the effect of shape retention alloy in controlling these two phenomena has been studied. The shape memory alloy wire was placed in martensitic mode to apply a compressive force to the panel to control the heating and aerodynamic forces after changing the phase to austenite. The governing equations of the system were extracted through the layer theory method to show the effects of in-plane displacements better. Investigations on the effect of different layers (symmetry effects and arrangement angle of composite sheets) were performed to investigate thermal buckling. According to the obtained results, the layer arrangement of plates (0.90 / 0.90), (-45.45), (30/60), and (0.90 / 90.0), respectively, had the greatest effect on raising the critical temperature of thermal buckling in dimensional ratios equal to or greater than one. This shows that the symmetry of the arrangements has a greater effect than the angle of the arrangements. Examining the buckling diagrams for the effect of a shape memory alloy, it can be concluded that by placing this alloy in the composite panel, in addition to raising the buckling temperature, this alloy has a greater effect on displacement control by increasing the temperature after the critical buckling temperature.

    Keywords: Shape memory alloys, Composite, supersonic flow, Thermal buckling, thermal Post-Buckling
  • سید حسین دیباجیان*، محمد گندمکار، پدرام صفرپور

    پوسته کروی به دلیل مقاومت به کمانش بالا، یک هندسه ایده آل برای استفاده در مخازن تحت فشار یکنواخت خارجی است. فشار فرو ریزش این گونه سازه ها به دلیل حساسیت زیاد به نواقص ساخت و تنش تسلیم ماده بسیار کمتر از مقدار تیوری آن می باشد. فشار فروریزش پوسته های کروی بر خلاف پوسته های استوانه ای، تنها به میزان نقص وابسته نیست و به شکل نقص نیز بسیار وابسته است. از آنجایی که شکل نقص وابسته به روش ساخت پوسته دارد، بنابراین لازم است تاثیر روش ساخت بر فشار فروریزش بررسی شود. این مقاله بر مطالعه تجربی و عددی کمانش پوسته نیم کروی ساخته شده به روش شکل دهی چرخشی متمرکز شده است. مهمترین مشکل این روش شکل دهی عدم کنترل بر ضخامت است. در مقابل، در این روش نواقص آن به صورت متقارن محوری است که از مزایای این روش شکل دهی به شمار می آید. در این مقاله تحلیل کمانش ناشی از تغییرات قطر و تحلیل کمانش ناشی از تغییرات ضخامت به صورت مجزا و همزمان، انجام شده است. نشان داده شده است که تغییرات ضخامت در شکل دهی چرخشی در تحلیل فرو ریزش پوسته ها باید در نظر گرفته شود. به کمک مقایسه نتایج عددی و تجربی نشان داده شده به کمک المانهای حجمی مرتبه 2، تغییرات ضخامت و شرایط مرزی با دقت بالاتری نسبت به المان پوسته قابل اعمال است.

    کلید واژگان: کمانش, فرو ریزش, پسا کمانش, شکل دهی چرخشی
    Seyed Hossein Dibajian *, Mohamad Gandomkar, Pedram Safarpour

    Due to its buckling resistance, the spherical shell is an ideal geometry for use in pressure vessels under uniform external pressure. The collapse pressure of these types of shells is much lower than its theoretical value due to the high sensitivity to imperfections and the yield stress of the material. Unlike cylindrical shells, the collapse pressure of spherical shells is not only dependent on the size of the imperfection, but is also dependent on the shape of the imperfection. Since the imperfection depends on the sheet metal forming method, it is necessary to investigate the effect of the fabrication method on the collapse pressure. This article is focused on experimental and numerical study of buckling of hemispherical shell made by spinning forming method. The most important problem of this method is the lack of control over the thickness. In this method, the imperfections are axially symmetrical, which is one of the advantages of this method. In this article, buckling analysis due to both diameter and thickness variations are done separately and simultaneously. It has been shown that thickness variations in rotational forming should be considered in the analysis of shell collapse. Also, by comparing the numerical and experimental results shown with the help of quadratic volume elements, thickness changes and boundary conditions can be applied with higher reliability compared to the shell element.

    Keywords: Buckling, Collapse, Post buckling, Spinning Forming
  • ملیحه آورزمانی، امین فرخ آبادی*، محمدسجاد گازر

    در این مقاله، تحلیل استحکام سازه ساندویچی مرکبی تحت بارگذاری کمانش و همچنین هسته ی ترکیبی از جنس فوم پلی اورتان در سازه های ساندویچی مرکبی به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای عملکرد بهتر پوسته و هسته در سازه ساندویچی و همچنین بالا بردن استحکام آن ها در برابر بار فشاری کمانش، از تقویت کننده با هندسه جدید ساعت شنی و مربعی با فوم و بدون فوم استفاده شده است. داشتن ضریب پواسون منفی و سفتی خمشی بیشتر و هم چنین قابلیت تحمل بار بیشینه دلیل استفاده از هندسه ساعت شنی می باشد. به منظور ایجاد نمونه هایی با کیفیت بهتر و یکنواخت تر از روش جدید کیسه خلا (VARTM) استفاده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد سازه های ساندویچی موج دار با هسته ساعت شنی پر شده با فوم پلی اورتان در مقابل بارگذاری کمانشی بار بیشتری را تحمل می کنند و همچنین کارایی خوبی در جذب انرژی دارند. در سازه ی ساندویچی مرکبی بدون فوم به دلیل خالی بودن هسته موج دار، هسته دچار اعوجاج شده (جدایش پوسته از هسته)، و کمانش محلی رخ می دهد. در حالیکه در سازه ساندویچی با فوم به دلیل وجود فوم در هسته، از اعوجاج سازه جلوگیری شده است. هم چنین فوم با وجود داشتن وزن سبک قادر به تحمل بار فشاری ناشی از کمانش محلی می باشد. در نتیجه سازه تنها دچار کمانش کلی گردیده است.

    کلید واژگان: بار کمانش, سازه های ساندویچی چندلایه, جدایش پوسته از هسته
    Malihe Avarzamani, Amin Farrokhabadi *, MohamadSajad Gazor

    In this paper, the strength analysis of composite sandwich structures under buckling load as well as composite polyurethane foam core in composite sandwich structures has been studied experimentally. For better performance of the shell and core in the sandwich structure as well as to increase their strength against buckling compressive load, a reinforcer with new geometry of hourglass and square with foam and without foam has been used. Having a negative Poisson's ratio and greater flexural stiffness as well as maximum load bearing capacity is the reason for using hourglass geometry. The new VARTM method has been used to create better and more uniform quality samples. The results of this study show that corrugated sandwich structures with hourglass filled with polyurethane foam withstand more load against buckling load and also have good efficiency in energy absorption. In a foamless composite sandwich structure, the core is distorted (separation of the shell from the core), and local buckling occurs due to the empty core. While in the sandwich structure with foam, due to the presence of foam in the core, the distortion of the structure is prevented. Also, despite its light weight, foam is able to withstand the compressive load due to local buckling. As a result, the structure has only suffered general buckling.

    Keywords: Buckling load, multilayer sandwich structures, Separation
  • احمد دارابی، کرامت ملک زاده فرد*، سید مهدی نبوی
    در تحقیق حاضر، برای اولین بار رفتار کمانش پوسته های ساندویچی کروی نسبتا ضخیم دارای هسته مشبک و رویه های تقویت شده با سیم های حافظه دار شکلی (SMA) مطالعه شده است. هسته پوسته به صورت مشبک و سلول های آن به صورت چهار ضلعی بوده و رویه های پوسته توسط سیم های SMA با توزیع یکنواخت و تک جهته تقویت شده است. جهت انجام شبیه سازی ها از روش المان محدود و نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. رفتار سوپرالاستیک SMA با استفاده از مدل Brinson تعریف شده و تبدیلات فازی به کمک زیربرنامه UMAT در نرم افزار آباکوس اعمال شده است. پس از انجام شبیه سازی و استخراج نتایج، تاثیر پارامترهای هندسی و مکانیکی موثر مانند شعاع انحنای پوسته، کسر حجمی سیم های SMA و میزان پیش تنیدگی آنها بر بارهای کمانش پوسته بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که سیم های SMA باعث ایجاد تنش های بازیافتی شده که به صورت نیروی کششی بر لایه های بالایی پوسته اعمال می شود. این ویژگی باعث افزایش سفتی پوسته و در نتیجه بیشتر شدن بار کمانش می شود. افزایش کسر حجمی سیم های SMA از 0 تا 0.6 درصد بازای α برابر با 0.1 ، باعث افزایش 325 درصدی در بار کمانش می گردد. علاوه بر این بار کمانش واحد حجم پوسته دارای هسته مشبک و بدون هسته مشبک به ترتیب برابر 0.71 و 0.79 به دست می آید که نشان می دهد وجود هسته مشبک باعث افزایش 11 درصدی در بار کمانش ویژه می شود. این افزایش در کنار کاهش وزن سازه باعث آشکار شدن اهمیت استفاده از سازه های ساندویچی با هسته مشبک می شود.
    کلید واژگان: پوسته دوانحنائی, سیم های SMA, هسته مشبک, تحلیل المان محدود, بار کمانش
    Ahmad Darabi, Keramat Malekzadehfard *, Seyyed Mehdi Nabavi
    In the present study, the buckling behavior of moderately thick spherical sandwich panels with grid stiffened core and shape-memory wires (SMA) reinforced layer is studied for the first time. The core of the panel is a grid structure and its cells are tetrahedral, and the outer layers are reinforced by SMA wires with a uniform, one-way distribution. The finite element method is used to perform the simulations. The Brinson model is used for SMA super-elastic behavior definition and fuzzy transformations are applied using the UMAT subroutine in ABAQUS software. The effect of effective geometric and mechanical parameters such as the radius of curvature of the shell, the volume fraction of SMA wires, and their prestressing on the buckling loads of the shell are verified. The results show that SMA wires cause recycled stresses that are applied as a tensile force on the upper layers of the shell. This characteristic increases the stiffness of the shell and leads the buckling load growth. If α =0.1, Increasing the volume fraction of SMA wires from 0 to 0.6% leads to the buckling load growth by 325%. In addition, the buckling load per unit volume of the shell with grid core and without grid core is 0.71 and 0.79, respectively, which indicates that the presence of grid core increases the specific buckling load by 11%. This increase, along with the reduction in the weight of the structure, highlights the importance of using sandwich structures with grid cores.
    Keywords: double-curved shell, sma wire, grid-stiffened core, finite element analysis, buckling load
  • احمد دارابی، کرامت ملک زاده فرد*، سید مهدی نبوی

    در تحقیق حاضر برای اولین بار کمانش پوسته های مرکب دوانحنایی نسبتا ضخیم ساندویچی با هسته مشبک و رویه های تقویت شده با نانولوله های کربنی و تحت بارگذاری استاتیکی محوری به صورت تحلیلی مطالعه شده است. هسته پنل به صورت سازه مشبک و متشکل از سلول های شش ضلعی نامنظم است. با استفاده از قانون بهبود یافته مخلوط ها، خواص مکانیکی رویه های تقویت شده با نانولوله های کربنی تعیین شده است. با در نظر گرفتن شرایط مرزی مختلف، معادله کمانش با بکارگیری روش حداقل انرژی پتانسیل و نظریه مرتبه سوم ردی استخراج و با روش ناویر حل شده است. نتایج نشان می دهد که تاثیر نانولوله های کربنی بر بار کمانش، وابستگی زیادی به پارامترهای هندسی هسته مشبک دارد. با تعیین مناسب مشخصات هسته مشبک، می توان به ازای کمترین میزان نانولوله های کربنی بیشترین بار کمانش را به دست آورد. مشاهده می شود در حالت FG-V به ازای مقدار کمتر نانولوله های کربنی (05/0 کسر حجمی)، بیشترین بار کمانش حاصل می شود. همچنین، به ازایRx/Ry=2   و توزیع FG-V شرط مرزی کاملا ساده بیشترین بار کمانش را دارد و در حالتRx/Ry=2   و توزیع UD بیشترین بار کمانش برای پوسته با شرایط مرزی ساده-گیردار حاصل می شود. در این نوع پوسته ها و بر خلاف پوسته های متداول، بیشترین بار کمانش مربوط به شرایط مرزی کاملا گیردار نمی باشد.

    کلید واژگان: پوسته دوانحنائی, پنل ساندویچی, هسته مشبک, تقویت شده با نانولوله های کربنی, بار کمانش, حل تحلیلی
    A. Darabi, K. Malekzadeh Fard*, S. M. Nabavi

    In this research, the buckling of moderately thick double-curved composite sandwich panel with grid-stiffened core and carbon nanotubes reinforced surface layers under axial static loading has been studied analytically for the first time. The panel core is consisted of irregular hexagonal cells. The mechanical properties of the carbon nanotubes reinforced layers with different distributions are determined by the improved rule of mixtures. The buckling equations are obtained by using of the minimum total potential energy principle and Reddy's third-order theory and solved via the Navier method for different boundary conditions .The results show that the effect of carbon nanotubes on buckling load is in the way that the buckling performance in each case depends on the geometric parameters of the grid core. By assigning the appropriate value for grid core characteristics, the maximum buckling load can be obtained by the minimum amount of carbon nanotubes. It is observed that in the FG-V distribution mode, for the smaller amount of carbon nanotubes (0.05 volume fraction), the maximum buckling load is obtained. Also, for Rx/Ry=2 and FG-V distribution mode, the maximum buckling load gains in simply support boundary condition. For Rx/Ry=2 and UD distribution mode, the maximum buckling load obtained from Simple-Clamped boundary condition. It can be noticed that, in this shell type, the maximum buckling load doesn’t belong to fully clamped boundary conditions

    Keywords: double-curved shell, sandwich panel, grid-stiffened core, carbon nanotubes, buckling load, Analytical solution
  • علیرضا پورموید*، کرامت ملک زاده فرد، محمدعلی رنجبر

    آلیاژ های حافظه دار عنوان گروهی از مواد هوشمند می باشند که خواص متمایز و برتری نسبت به سایر آلیاژها دارند. رفتار تنش- کرنش این مواد دو پدیده غیرخطی خاص را در برمی گیرد، اثر حافظه داری و اثر شبه الاستیک. رفتار آلیاژ طی این دو اثر به گونه ای است که بعد از ورود آن به حالت پلاستیک، ماده شکل اولیه خود را بازیابی خواهد کرد. پژوهش انجام شده بر پایه مدل سازی این دو رفتار آلیاژهای حافظه دار در نرم افزار آباکوس و با استفاده از کد یومت می باشد. شبیه سازی کمانش و پس کمانش پانل های ساندویچی از مواردی است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته اند. تهیه کد یومت خواص آلیاژ حافظه دار امکان هرگونه استفاده از امکانات آباکوس جهت تحلیل رفتار سازه های هوشمند ساخته شده با آلیاژ حافظه دار را برای طراح فراهم می سازد. همچنین در این پژوهش، ابتدا نیروی بحرانی کمانش پنج مود اول به ازای درصدهای متفاوت آلیاژ در پوسته ها و هسته مطالعه شده و سپس اثرات تغییر درصد حجمی آلیاژها، فاصله از محور خنثی، تغییر زوایای الیاف و اثر کرنش اولیه آلیاژ حافظه دار بر پایداری و رفتار پس از کمانش مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ها نشان از ایجاد تغییرات زیاد آلیاژ حافظه دار روی نتایج به دلیل تنش بازیابی بزرگی که در حین تغییر فاز ایجاد می کنند، را دارد.

    کلید واژگان: آلیاژهای حافظه دار, پانل ساندویچی, کمانش, پس کمانش, زیربرنامه یومت
    Alireza Pourmoayed *, Karamat Malekzadeh Fard, MohammadAli Ranjbar

    Shape Memory Alloys (SMAs) are a group of intelligent materials which have distinct and superior properties compared to other alloys. The stress-strain behavior of these materials involves two specific nonlinear phenomena, namely the Shape Memory effect and the quasi-elastic effect. The behavior of the alloy whilst subject to these two phenomena is such that after it enters the plastic state, the material will regain its original form. The research is based on the modeling of these two behaviors of memory alloys in the ABAQUS software using UMAT code. In this study, the simulation of buckling and post-buckling of sandwich panels have been investigated. Preparing a UMAT memory alloy properties code, enables the designer to use any ABAQUS features to analyze the behavior of smart structures made with the shape memory alloy. Also, in this research, the first buckling critical force of the first five modes for different percentages of the alloy in the shell and core have been studied, and then the effects of volumetric percentage change of alloys, distance from neutral axis, fiber angle variations, and finally stability and post-buckling behavior of the memory alloy as the result of initial strain have been investigated. The investigations have shown large changes in the shape memory alloy due to the great recovery stress during the phase shift.

  • داود پورویس*، امین خواجه دزفولی، شاپور مرادی
    در این مقاله تاثیر موقعیت و شکل حفره بر بارکمانش پانل استوانه ای کامپوزیتی تحت اثر فشار محوری بررسی شده است. به این منظور، پانل استوانه ای کامپوزیتی دارای حفره با شکل دلخواه با کمک روش نوار محدود شبیه سازی شده و با حل مسئله مقدار ویژه، بار کمانش آن تحت اثر فشار محوری محاسبه شده است. تیوری های مورد استفاده در تحلیل، تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و تیوری غیرخطی پوسته ساندرز می باشند. به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده از روش نوار محدود، مقایسه ای میان نتایج روش نوارمحدود، نتایج روش اجزای محدود و نتایح حاصل از روش تحلیلی صورت گرفته است. با درنظر گرفتن پنج نوع حفره با شکل های مختلف در چهار محل مختلف از پانل استوانه ای، بار کمانش پانل استوانه ای دارای لایه بندی های مختلف و انحناهای متفاوت محاسبه گردیده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده تاثیر زیاد موقعیت و شکل حفره بر بار کمانش پانل استوانه ای می باشد. در میان همه موقعیت های حفره، موقعیت حفره مرکزی در مجموع بیشترین بار بحرانی را با روند صعودی در مقابل افزایش انحنای پانل ارایه می کند. بدترین عملکرد مربوط به حفره با خروج از مرکزیت عمود بر راستای بارگذاری می باشد. حفره بیضی با قطر کوچک در راستای بارگذاری بیشترین مقاومت کمانش و حفره با قطر بزرگ در راستای بارگذاری دارای کمترین مقاومت کمانشی بوده اند. از میان لایه بندی های مختلف، آرایش شبه همسانگرد برای تمامی اشکال و موقعیت های حفره حداکثر بار بحرانی محوری را ارایه می کند.
    کلید واژگان: شکل حفره, موفعیت حفره, بار کمانش, پانل استوانه ای کامپوزیتی, روش نوار محدود
    Davood Poorveis *, Amin Khajehdezfuly, Shapour Moradi
    In this paper the effects of position and shape of cutout on the buckling load of composite cylindrical panel under compressive load is investigated. The laminated cylindrical panel with an arbitrary cutout shape is simulated by the spline finite strip method. The first order shear deformation theory and Sanders shell nonlinear theory are considered in this study. Using a linear buckling analysis, an eigenvalue problem is solved to obtain the buckling load of the panel under the compressive axial load. A comparison between the results obtained from the finite strip, finite element and analytical methods were made to show the validity of the results obtained in this study. Several case studies are presented to investigate the effects of some parameters such as shape and position of cutout, central angle of panel, ply sequence of the composite layers and boundary condition of the panel on its buckling load. The results show that the position and shape of cutout have considerable effects on the buckling load of the panel. The buckling load of the panel reaches its minimum when the cutout center has eccentricity from the loading direction. The results also show that the buckling load with quasi-isotropic configuration is greater than those of cross-ply and angle-ply.
    Keywords: Cutout position, Cutout shape, Buckling load, cylindrical composite panel, Finite strip method
  • تقی شجاعی، بیژن محمدی*، رضا معدولیت
    طراحی بهینه چندلایه های حاوی گشودگی تحت فشار به منظور دست یابی به بیشترین مقاومت کمانشی در مقایسه با وزن سازه امری بسیار ضروری، خصوصا در سازه های هوایی است. در این پژوهش رفتار کمانش و پس کمانش ورق چندلایه های کامپوزیتی با لایه چینی متعامد متقارن شامل گشودگی با قطرهای مختلف به صورت تجربی، نیمه تحلیلی و عددی بررسی شده است. برای بررسی نیمه-تحلیلی کمانش ورق کامپوزیتی دارای گشودگی داخلی، یک روش نیمه انرژی نوار محدود توسعه داده شده است. جهت بررسی عددی نیز از روش اجزاء محدود استفاده شده است. پارامترهای مادی لازم برای مدل سازی از آزمایشات استاندارد به دست آمده اند. نتایج حاصل از پژوهش جاری نشان می دهند که ابعاد گشودگی تاثیر قابل ملاحظه ای بر میزان سفتی صفحه ندارد ولی میزان بار کمانش با افزایش اندازه گشودگی کاهش چشمگیری می یابد. همچنین با افزایش تعداد لایه ها هم میزان سفتی و هم میزان بار کمانش افزایش قابل توجهی پیدا می کند. در مقایسه بین دو پارامتر یاد شده، مشاهده می شود که تاثیر افزایش تعداد لایه ها در مقایسه با قطر سوراخ تاثیر بیشتری بر بار کمانش دارد. بررسی ها نشان می دهد، مطابقت مناسبی بین نتایج رفتار کمانشی حاصل از روش های نیمه تحلیلی و اجزا محدود با نتایج تجربی وجود دارد.
    کلید واژگان: روش نوار محدود, پس کمانش, گشودگی دایروی
    T. Shojaee, B. Mohammadi*, R. Madoliat
    The optimal design of multilayer substrates containing the cutout under compression is very important to achieve maximum buckling resistance in comparison with structural weight, especially in aerospace structures. In this study, buckling and post-buckling behavior of composite laminated plates with orthogonal and symmetrical layup containing the cutout with different diameters has been investigated experimentally, semi-analytically, and numerically. To study the buckling of the composite plate with cutout semi-analytically, a finite strip method is developed. A finite element method was used for numerical analysis. The required material parameters for modeling were obtained from standard tests. The results of the current study show that the size of diameter of cutout does not have considerable effect on elastic rigidity of plate, but the buckling load significantly decreases by increasing cutout diameter. Also, buckling load and elastic rigidity of plate are considerably increased by increasing the number of composite layers. The thickness of plate has more effect on buckling load than the diameter of hole. Studies show that there is a good match between the results of buckling behavior derived from semi-analytical and finite element methods with experimental results.
    Keywords: Finite strip method, Post-buckling, Circular cutout
  • احمد مامندی *، محسن پرویز
    در این مقاله، تحلیل رفتار کمانشورق های کامپوزیتی مستطیلی دارای گشودگی (Cutout) و بدون گشودگی تحت بارهای فشاری درون صفحه ای در حالت الاستیک خطی انجام شده است. برای بررسی تاثیر گشودگی با هندسه های مختلف شامل گشودگی دایروی، مستطیلی و ترکیبی از این دو نوع گشودگی و با توزیع گشودگی های متفاوت از نظر چیدمان (مانند ورق با یک گشودگی و بیشتر) بر روی رفتار کمانشی ورق کامپوزیتی مستطیلی از روش عددی المان محدود (FEM) استفاده شده است. در این راستا، تاثیر شرایط مرزی و نسبت طول به عرض ورق مستطیلی شکل (a/b) بر روی رفتار کمانشی ورق کامپوزیتی دارای گشودگی بررسی شده است. همچنین، تاثیر انواع متفاوت بارهای متغیر درون صفحه ای بر روی رفتار کمانشی ورق کامپوزیتی دارای گشودگی مورد تحلیل قرار گرفته است. با استفاده از روش های تحلیلی نظریه کلاسیک لایه ای (CLT) و نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول (FSDT)، رفتار کمانش ورق های کامپوزیتی بدون گشودگی بررسی و تحلیل شده است. در انتها با استفاده از روش تجربی تحلیل رفتار کمانش ورق های کامپوزیتی دارای گشودگی دایره ای و بدون گشودگی و مقایسه نتایج آزمایشگاهی با نتایج روش المان محدود انجام شده است.
    کلید واژگان: ورق کامپوزیتی مستطیلی, بار کمانش, گشودگی, روش المان محدود, روش تحلیلی, روش تجربی
    A. Mamandi *, M. Parviz
    In this study, the buckling behavior of laminated composite plates with and without cutouts subjected to in-plane loading has been investigated. The composite plate with different cutout shapes is subjected to various types of in-plane compressive loads. A numerical study using finite element method (FEM) has been carried out to study the effect of various cutout shapes including circular, rectangular and combination of these two types of cutout shapes. Furthermore, the effects of plate aspect ratio, plate length/thickness (a/t), ply orientation and boundary conditions on the buckling behavior of laminated rectangular composite plates are all considered in the analysis. In order to have a basic reference in our study two analytical solutions based on CLT and FSDTmethods are also have been used to predict the buckling behavior of laminated composite plates without cutouts. An experimental method has been used to investigate the behavior of buckling loads of the composite rectangular composite plates with and without cutouts. Finally, the outcome results of the FE and experimental methods are compared.
    Keywords: Rectangular composite plate, Buckling load, Cutout, FEM, Analytical method, Experimental method
  • حسام مکوندی، شاپور مرادی*، داود پور ویس، کورش حیدری شیرازی
    این مقاله به بررسی تاثیر وجود نقص اولیه هندسی و نیز اثر تغییر شکل های پیش و پس از کمانش ورق های ایزوتروپیک مستطیلی تحت اثر بار فشاری درون صفحه ای تک محوره، بر رفتار ارتعاشی ورق می پردازد. به این منظور روابط حاکم بر رفتار ورق با استفاده از نظریه میندلین و روابط کرنش جابجایی ون کارمن برای جابجایی های بزرگ، استخراج گردیده و پاسخ دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی بدست آمده به صورت ترکیبی از پاسخ های استاتیکی و دینامیکی حاصل گردیده است. به دلیل بزرگ بودن دامنه تغییر شکل استاتیکی ورق در مقایسه با دامنه ارتعاشات آن، حل دستگاه معادلات بدست آمده در دو گام صورت پذیرفته است. در گام نخست پاسخ پیش و پس از کمانش ورق با گسسته سازی معادلات به روش مربعات دیفرانسیلی و حل دستگاه معادلات حاصل به کمک روش طول کمان حاصل شده است. پس از آن با در نظر گرفتن ارتعاشات با دامنه کوچک حول حالت تغییر شکل یافته ورق (پاسخ مرحله نخست) و با صرف نظر نمودن از عبارات غیرخطی، فرکانس های طبیعی ارتعاشات ورق به کمک روش مربعات دیفرانسیلی و حل مسئله مقدار ویژه ایجاد شده، حاصل گردیده است. نتایج حاصل برای دامنه های متفاوت نقص هندسی اولیه و نیز شرایط مرزی متفاوت نشان دهنده تاثیر شدید عوامل ذکر شده بر فرکانس های طبیعی ورق می باشد.
    کلید واژگان: پس کمانش, ارتعاشات, نقص اولیه, تغییر شکل برشی, مربعات دیفرانسیلی
    H. Makvandi, Sh. Moradi *, D. Poorveis, K. Heidari Shirazi
    Effects of initial geometric imperfection and pre- & post-buckling deformations on vibration of isotropic rectangular plates under uniaxial compressive in-plane load have been studied. Vibration equations of a plate, using Mindlin theory and Von-Karman stressstrain relations for large deformations, have been extracted. The response of nonlinear differential equations was assumed as the summation of dynamic and static responses. Due to the large static deflection of a plate in comparison with its vibration amplitude, the differential equations have been solved in two steps. First, the static equations have been solved using the differential quadrature method and the Arc-length strategy. Next, considering small vibration amplitude about the deformed plate (the first step result) and eliminating nonlinear terms, natural frequencies have been calculated using the differential quadrature method and solving the obtained eigenvalue problem. The results for different initial geometric imperfection and different boundary conditions reflect the impact of the mentioned factors on the natural frequencies of plates.
    Keywords: Post-buckling, Vibration, Initial imperfection, Shear deformation, Differential quadrature
  • حامد محمود سلطانی، مهسا خرازی*، حمیدرضا اویسی

    در این مطالعه، رفتار کمانش و پس کمانش صفحات کامپوزیتی دارای لایه های پیزوالکتریک تحت بارگذاری درون صفحه ای فشاری مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر میدان کوپل الکتریکی-مکانیکی بر روی رفتار پس کمانش و نقطه دوشاخگی در صفحات با لایه چینی عمودی و عمومی با استفاده از تئوری لایه ای مطالعه شده است. تئوری لایه ای استفاده شده در این مطالعه برای تحلیل صفحات کامپوزیتی با لایه های پیزوالکتریک بر مبنای تئوری مرتبه اول برشی استخراج و از اصل کمینه انرژی پتانسیل به منظور بدست آوردن معادلات تعادل استفاده شده است. معادلات تعادل غیرخطی بدست آمده با استفاده از الگوریتم تکراری نیوتن-رافسون حل شده است. همچنین به منظور بررسی دقت جواب های بدست آمده از روش پیشنهادی، از نتایج تحلیل اجزاء محدود سه بعدی استفاده شده است. در نهایت نتایج بدست آمده حاکی از همخوانی خوبی با نتایج حاصل از روش اجزاء محدود می باشد. نتایج بدست آمده نشان داد که موقعیت لایه های پیزوالکتریک تاثیر بسزائی در رفتار کمانش و پس کمانش صفحات کامپوزیتی دارد. همچنین در تعداد درجه آزادی بکار رفته در روش پیشنهادی نسبت به روش اجزاء محدود کمتر است که هزینه زمان محاسباتی را کاهش می دهد.

    کلید واژگان: کمانش, پس کمانش, پیزوالکتریک, ورقه کامپوزیتی, تئوری لایه ای
    Hamed Mahmoud Soltani, Mahsa Kharazi, Hamid Reza Ovesy

    In this study, the buckling and postbuckling behavior of composite laminates with piezoelectric layers subjected to compressive in-plane loading have been investigated. The effects of coupled electro-mechanical field on the postbuckling and bifurcation point in cross-ply and general lay-up sequences have been studied using layerwise theory (LWT). The LWT used in this study for analyzing the piezo-composite laminate is based on the assumptions of the first order shear deformation theory (FSDT). In order to obtain the equilibrium equations, the principle of minimum potential energy has been employed. The obtained nonlinear equilibrium equations have been solved using Newton-Raphson iterative algorithm. Furthermore, the three dimensional finite element analysis has been performed to examine the accuracy of the results obtained using the proposed method. The obtained analytical results are in good agreement with those achieved through the finite element analysis. Obtained results showed that, location of the piezoelectric layers have significant effect on the buckling and postbuckling behavior of the composite plates. Moreover, number of degrees of freedom which is used in proposed method are less than finite element method which, decreased the computational time cost.

    Keywords: Buckling, Postbuckling, Piezoelectric, Composite Laminate, Layerwise Theory
  • سارا کرمیان، علیرضا شاطرزاده *
    حل تحلیلی و عددی پنل های تقویت شده در صنعت گامی موثر در جهت طراحی این گونه سازه ها می باشد. در این مقاله یک روش تحلیلی به منظور بررسی پایداری غیرخطی پنل های استوانه ای نازک تقویت شده مدرج تابعی بر بستر الاستیک، تحت بارگذاری های هیگروترمومکانیکی ارائه شده است. تقویت کننده ها مایل در نظر گرفته شده اند. پنل دارای نقص هندسی اولیه می باشد. خصوصیات مواد وابسته به دما بوده و در راستای ضخامت، بر اساس قانون توزیع توانی ساده در نظر گرفته شده است. بستر الاستیک بر اساس مدل پیشنهادی وینکلر و پاسترناک فرض شده است. روابط حاکم بر اساس تکنیک تقویت کننده های تکه ای لخنیتسکی و تئوری کلاسیک پوسته ها و با توجه به الگوی غیرخطی فن کارمن-دانل، استخراج شده است. روابط صریح منحنی خیز-فشار برای پنل های استوانه ای مدرج تابعی با استفاده از تابع تنش و روش گالرکین به دست آمده است. تاثیر زاویه تقویت کننده ، پارامتر های متفاوت ابعادی، شاخص کسر حجمی، نقص هندسی اولیه، سفتی بستر الاستیک و درصد رطوبت بر پس کمانش پنل مدرج تابعی، بررسی شده است. در بارگذاری ترمو-مکانیکی تاثیر وجود گرادیان دما در ضخامت پنل و تاثیر شرایط مرزی مختلف نیز بررسی شده است. نتایج حاصل با سایر مراجع مورد راستی-آزمایی قرار گرفته است.
    کلید واژگان: پنل استوانه ای, مواد مدرج تابعی, پس کمانش, تقویت کننده مایل, بستر الاستیک
    Sara Karamian, Alireza Shaterzadeh *
    Exact and numerical solution of eccentrically stiffened panels in the industry is a major step forward in the design of these structures. This paper presents an analytical approach to investigate the nonlinear stability analysis of eccentrically stiffened thin FG cylindrical panels on elastic foundations subjected to hygro-thermo-mechanical loads. The stiffeners are assumed to be spiral-type. The panel has the initial geometrical imperfection. The material properties are assumed to be temperature-dependent and graded in the thickness direction according to a simple power law distribution. The elastic foundation is considered based on Winkler and Pasternak proposed model. Governing equations are derived basing on the Lekhnitsky smeared stiffeners technique and classical shell theory incorporating Von Karman-Donnell geometrical type nonlinearity. Explicit relations of load–deflection curves for FG cylindrical panels are determined by applying stress function and Galerkin method. The effects of angel of stiffener, different dimensional parameters, volume fraction index, initial geometrical imperfection, the stiffness of elastic foundation and moisture concentration on the postbuckling of FG panel are investigated. Also effects of temperature gradient through the thickness and effects of different boundary conditions are investigated for thermo-mechanical loading. The obtained results are validated by comparing with those in the literature.
  • مرتضی قاسمی شیری، عبدالرحمان جامی الاحمدی*
    در این مقاله، رفتار کمانشی نانو ورق هوشمند چند لایه از جنس گرافین با دو لایه پیزوالکتریک در بالا و پایین در حالت مدار باز مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل بر اساس تئوری های الاستیسیته غیرمحلی و تغییر شکل برشی و عمودی انجام شده است. به منظور مطالعه تحلیلی کمانش نانو ورق هوشمند، میدان جابجایی خاص تئوری تغییر شکل برشی و عمودی بیان می شود. با معرفی توابع لژاندر و شش جمله اول آن ها، میدان جابجایی بسط داده شده و روابط غیرخطی کرنش-جابجایی استخراج می شوند. معادلات تعادل حاکم بر نانو ورق هوشمند بر پایه تئوری های الاستیسیته غیرمحلی و تغیییر شکل برشی و عمودی، با استفاده از اصل حداقل انرژی پتانسیل و معادله ماکسول به دست آمده اند. در حوزه حل الکتریکی به منظور بررسی اثر لایه های پیزو الکتریک، از معادله ماکسول به عنوان معادله مورد نیاز برای متغیرهای الکتریکی استفاده شده است. با استفاده از معیار تعادل همسایگی، معادلات پایداری حاکم بر نانو ورق هوشمند استخراج شده اند. معادلات حاصل با فرض تکیه گاه ساده روی هر چهار لبه به صورت تحلیلی حل شده است و بارهای بحرانی کمانش داده شده اند. به منظور اعتبارسنجی نتایج، مقادیر بارهای بحرانی کمانش با منابع در دسترس مقایسه می شوند. در پایان، پس از بررسی صحت نتایج ارائه شده، نتایج عددی برای اثر پارامترهای مختلف مانند طول نانو ورق، پارامتر غیرمحلی، نسبت ضخامت لایه پیزوالکتریک به ضخامت گرافین، نسبت ضخامت گرافین به طول مشخصه، ضخامت لایه های پیزوالکتریک و نوع ماده پیزوالکتریک بر بار بحرانی کمانش با جزئیات مورد مطالعه قرار گرفته است.
    کلید واژگان: تحلیل کمانش, نانو ورق هوشمند, لایه های پیزوالکتریک, تئوری الاستیسیته غیرمحلی, تئوری تغییرشکل برشی و عمودی
    Morteza Ghasemi Shiri, Abdolrahman Jaamialahmadi *
    In this paper, the nonlocal buckling behavior of a biaxially loaded graphene sheet with piezoelectric layers based on an isotropic smart nanoplate model is studied. The equilibrium equations are derived with the von Karman-type geometrical nonlinearity by considering the small scale effect. The buckling of multilayer smart nanoplate made of graphene and piezoelectric materials in open circuit conditions is investigated. Based on the nonlocal elasticity and shear and normal deformation theories, the governing equilibrium equations are obtained using the principle of minimum total potential energy and Maxwell’s equation.
    Using an analytical approach, the governing stability equations of smart nanoplate have been presented in terms of displacement components and electrical potential. In order to obtain the stability equations, the adjacent equilibrium criterion is used. The stability equations are then solved analytically, assuming simply supported boundary condition along all edges. To validate the results, the critical buckling load values have been compared with available resources. Finally, following validation of the results, numerical results for intelligent nanoplate are presented.
    Also, the effects of different parameters such as nanoplate length, different nonlocal parameter, piezoelectric layers thickness, the graphene thickness to length ratio, the piezoelectric layer thickness to graphene thickness ratio and type of Piezoelectric material on the critical buckling loads of intelligent nanoplate are studied in detail. Furthermore, the effect of the mentioned parameters on the critical buckling loads have been presented in some figures.
    Keywords: Buckling Analysis, intelligent Nanoplate, Piezoelectric Layers, nonlocal elasticity theory, Shear, Normal Deformation Theory
  • علی مظفری*، مهناز ذاکری، محمد امین کتیرایی، تقی شجاعی
    در این مقاله، تاثیر اندازه گشودگی دایروی، جهت الیاف و اندازه ی لبه تقویت کننده بر روی رفتار کمانشی صفحات کامپوزیتی به صورت تجربی و عددی بررسی می شود. نمونه ها دارای شرایط مرزی گیردار در لبه های L شکل و آزاد در دو لبه ی دیگر می باشند. در بخش تجربی، نمونه های L شکل شیشه- اپوکسی در حضور و عدم حضور گشودگی دایروی در سه لایه چینی مختلف تحت بارگذاری فشاری تک محوره قرار می گیرند و نیروهای کمانش و شکست آنها تعیین می گردند. در بخش دوم؛ تاثیر تغییر اندازه ی لبه تقویت کننده و اندازه گشودگی دایروی بر بار کمانش صفحات کامپوزیتی در چهار لایه چینی مختلف با همان خصوصیات مواد در قسمت تجربی، به روش حل عددی (انسیس 10) بررسی می گردد. نتایج نشان می دهد که ارتفاع بهینه ای برای لبه تقویت کننده در شرایط مختلف وجود دارد که افزایش آن، تنها منجر به افزایش وزن و هزینه شده و تاثیر چشم گیری بر بار کمانش ندارد.
    کلید واژگان: بار کمانش, شیشه اپوکسی, چندلایه کامپوزیتی, گشودگی دایروی
    A. Mozaffari*, M. Zakeri, M.A. Katirae, T. Shojae
    In this article the effect of circular cutout size، fiber orientation، and reinforcer edge size on buckling behavior of composite plates is investigated by experimental and numerical. Samples have clamped boundary conditions on L-shaped edges and free on other two sides. In the experimental method، the E-glass/epoxy L-shaped samples with and without circular cutout is applied in three different lay-up under uni-axial compression. Then the buckling and failure loads will be recognized. In the second method، according to numerical method (Ansys 10)، the effect of reinforcer edge size changing and size of circular cutout on composite plate buckling in four different lay-ups with the same experimental materials properties is investigated. The results show that there is the optimum height for reinforcer edge during different conditions that increasing this size just causes the extra weight and cost and does not have a good effect on buckling load.
    Keywords: Buckling Load, E, Glass, Epoxy, Composite Laminate, Circular Cutout
  • مهناز ذاکری، ابوالفضل جعفری
    پوسته های نازک تقویت شده با سازه های مشبک به طور گسترده ای در صنایع متعدد مهندسی به کار گرفته می شوند. بررسی رفتار پایداری سازه های مشبک و تعیین بار کمانشی آنها تحت بار فشاری، مسئله ای است که تا کنون مورد توجه بسیاری از محققین بوده و مطالعات گسترده ای در این حوزه صورت پذیرفته است. در این مقاله شبکه جدیدی با نام دایاکیوب معرفی شده و رفتار کمانشی آن ارزیابی می شود. بدین منظور، ابتدا رفتار کمانشی 5 نوع پانل تخت مشبک رایج شامل ساختارهای شش ضلعی، مثلثی، مربعی، لوزی و کاژومه تحت بار محوری فشاری مورد بررسی می گیرد و رفتار آنها با شبکه دایاکیوب مقایسه می شود. تاثیر چگالی شبکه به کار رفته در هر یک از ساختارها بر بار کمانشی این سازه ها در شرایط مرزی گوناگون تحلیل می شود. با توجه به تفاوت جرم نمونه ها از پارامتر بار بحرانی ویژه (نسبت بار کمانش به جرم سازه) برای مقایسه رفتار کمانشی پانل ها استفاده می شود. با استفاده از مدل سازی اجزای محدود و تحلیل عددی، شبکه ای که دارای بالاترین بار کمانشی در هر شرایط مرزی است مشخص می-گردد. نتایج نشان می دهد در صورتی که لبه های بار گذاری نشده در پانل های مشبک دارای تکیه گاه ساده باشند، شبکه جدید دایاکیوب دارای بالاترین پایداری کمانشی در مقایسه با سایر ساختارها خواهد بود. در نهایت، صحت نتایج عددی بدست آمده برای دو نمونه از ساختارها شامل شبکه شش ضلعی و دایاکیوب به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفته و صحت نتایج عددی تایید می گردد.
    کلید واژگان: صفحه مشبک, بار کمانش, آزمایش تجربی, چگالی شبکه, شرایط مرزی
    Mahnaz Zakeri, Abolfazel Jafari
    Thin sheets stiffened with lattice structures are used widely in many engineering industries. Investigation of stability behavior for the grid structures and determination of the buckling load under compressive loads is an issue that has attracted the attention of many researchers; and extensive studies have been done in this field. In this paper, a new grid called Diacube is introduced and its buckling load is examined. For this aim, first, the buckling behavior of 5 common types of stiffened flat lattice panels containing hexagonal, triangular, square, diamond and kagome grid are investigated under compressive axial load; and the results are compared with Diacube grid. The effect of network density used in each structure on the buckling of these structures will be studied under different boundary conditions. In addition to common grids,. Regarding to the mass difference of samples, specific critical load parameter (the buckling load to mass ratio) is used for comparison between the structures. Using the finite element modeling and numerical analysis, the grid that has the highest buckling load in each boundary condition is determined It is found that if unloaded edges in lattice panels are simply supported, this new Diacube grid will have the highest buckling load among all structures. Finally, validity of the numerical result obtained for two samples of the structures including hexagonal and Diacube grid is evaluated experimentally; and the numerical results are confirmed.
    Keywords: Lattice panel, Buckling load, Experiment, Grid density, Boundary conditions
  • پیمان جمشیدی مقدم، شاپور مرادی
    در این پژوهش ارتعاشات آزاد تیر کمانه شده به کمک روش کوادراتور دیفرانسیلی و تحلیل مودال تجربی بررسی شده است. ابتدا معادلات حاکم بر مسئله ارتعاشات تیر کمانه شده در مختصات مماسی بدست آمده اند. این معادلات یک دستگاه معادلات دیفرانسیلی غیر خطی را تشکیل داده که پاسخ آن، مجموع پاسخ های استاتیکی و دینامیکی است. به منظور حل دستگاه معادلات دیفرانسیل غیر خطی استاتیکی ابتدا معادلات با روش کوادراتور دیفرانسیلی گسسته شده، سپس دستگاه معادلات جبری غیر خطی با استفاده از روش طول قوس حل می شوند. همچنین با توجه به کوچکتر بودن دامنه حرکت ارتعاشات آزاد تیر نسبت به دامنه حرکت استاتیکی، معادلات ارتعاشی خطی شده اند. برای حل دستگاه معادلات دیفرانسیل ارتعاشی خطی شده، معادلات با روش کوادراتور دیفرانسیلی گسسته شده و مقادیر بدست آمده از حل معادلات استاتیکی در دستگاه معادلات گسسته شده دینامیکی جایگذاری شده است. در پایان با حل مسئله مقدار ویژه استاندارد، فرکانس های طبیعی و شکل مودهای تیر کمانه شده بدست آمده، برای بررسی درستی روش ارائه شده، نتایج حاصل با نتایج بدست آمده از روش اجزاء محدود (به کمک نرم افزار ANSYS) و داده های تجربی حاصل از انجام تعدادی آزمایش بر روی تیر کمانه شده ساخته شده از پی وی سی مقایسه شدند. نتایج بدست آمده نشان دهنده دقت قابل قبول و کارایی روش پیشنهادی است.
    کلید واژگان: ارتعاشات تیر, پس کمانش, روش کوادراتور دیفرانسیلی, آنالیز مودال تجربی
    Peyman Jamshidi Moghadam, Shapour Moradi
    Vibration analysis of post-buckled beam is investigated in this study. The governing nonlinear equations of motion for the post-buckled state are derived. The solution consists of static and dynamic parts, both leading to nonlinear differential equations. The differential quadrature method has been used to solve the problem. First, it is applied to the equilibrium equations, leading to a nonlinear algebraic system of equations that is solved utilizing an arc length strategy. Next, the differential quadrature is applied to the linearized dynamic differential equations of motion and their corresponding boundary and continuity conditions. Upon solution of the resulting eigenvalue problem, the natural frequencies and mode shapes of the beam are extracted. The investigation includes several numerical as well as experimental case studies on the post-buckled simply supported and clamped-clamped beams. The results show that the applied compressive load as well as the geometric imperfection largely affect the modal shapes and natural frequencies of the beam. Moreover, the study demonstrates the excellent accuracy and efficiency that can be obtained by applying the differential quadrature method to treat vibration of post-buckled beams.
    Keywords: Beam vibration, Post buckling, Differential quadrature method, Experimental modal analysis
  • علی لطیفی رستمی، رضا اکبری آلاشتی، امین کلاه دوز
    سازه های کامپوزیتی مشبک به دلیل نسبت مقاومت به وزن بالا به صورت گسترده ای در صنایع هوا- فضا مورد استفاده قرار می گیرند. شبکه ریب های تقویت شده ویژگی اصلی در این سازه ها است. با توجه به این ویژگی، نسبت مقاومت به وزن سازه به عنوان معیار طراحی در نظر گرفته می شود. در این پژوهش پارامترهایی از قبیل مشخصات فیزیکی ماده، ضخامت پوسته، زاویه، ضخامت و تعداد ریب روی توزیع میدان تنش و بار کمانشی پوسته مورد بررسی قرار می گیرد. برای بررسی این تغییرات، روش تحلیل المان محدود 3 بعدی و با استفاده از مدل صریح در نرم افزار ANSYS صورت پذیرفته و نتایج حاصل با نتایج تست های تجربی مقایسه می شود. افزایش ضخامت پوسته خارجی 50 درصد افزایش استحکام سازه را در پی دارد و پارامتر بعدی که موثر است کاهش زاویه ریب است که افزایش 30 درصدی بارویژه را بوجود می آورد. هرچند تقویت کننده ها (ریب ها) نقش اصلی در تحمل بار را دارند اما افزایش تعداد آنها چون افزایش وزن سازه را بدنبال دارد به نسبت دو پارامتر قبلی تاثیر چشمگیری در افزایش استحکام سازه ندارد.
    کلید واژگان: کامپوزیت, سازه ی مشبک استوانه ای, مدل اجزاء محدود, تحلیل کمانش, ریب (تقویت کننده)
    S.A. Latifi, Rostami, R. Akbari Alashti, A. Kolahdooz
    Due to their light weights and high load carrying capacities, composite structures are widely used in various industrial applications especially in aerospace industry. Stiffening ribs are the main features of lattice type composite structures. Strength to weight ratio is known to be as one of the most critical design parameter in these structures. In this study, the effect of some parameters such as the physical characteristics of the material, shell thickness, angle, thickness and number of ribs on distribution of stresses and buckling loads of shell are investigated. For this purpose, 3D finite element analysis using ANSYS software explicitly was done and then compared with experimental test results. Increasing the thickness of the outer shell causes the structural strength will rise to 50 percent. The next effective parameter is reduction of rib angle which provides an increase of 30 percent in specific load. Although Stiffenerrs (ribs) have a major role in load carrying, but increasing the rib number causes the structural weight rises, thus compared with the two previous parameters do not have a significant effect on the strength of structures.
    Keywords: Composite, Critical Lattice Structure, FEM, Buckling Analysis, Rib (Stiffener)
  • علیرضا شاطرزاده، کامران فروتن
    تحلیل دقیق و عددی پوسته های تقویت شده در صنعت گامی موثر در جهت طراحی این گونه پوسته ها می باشد. در این مقاله، تحلیل دقیق رفتار پس کمانش پوسته های استوانه ای مدور نازک مدرج تابعی تقویت شده که توسط محیط الاستیک احاطه شده و تحت فشار خارجی قرار دارند، ارائه شده است. محیط الاستیک بر حسب دو پارامتر بستر الاستیک مدل پیشنهادی وینکلر و پاسترناک فرض شده است. تقویت کننده های طولی و حلقوی، داخلی می باشند. خواص پوسته و تقویت کننده ها مدرج تابعی در نظر گرفته شده است. روابط اساسی و معادلات تعادل بر اساس تکنیک تقویت کننده های تکه ای و تئوری کلاسیک پوسته و با توجه به روابط غیر خطی فن کارمن، به دست آمده است. یک عبارت سه جمله ای شامل شکل پیش کمانش، کمانش خطی و کمانش غیرخطی برای تقریب خیز انتخاب شده است که با استفاده از روش گالرکین، بار بحرانی و منحنی خیز-فشار پس کمانش محاسبه شده است. تاثیر پارامتر های متفاوت ابعادی، مد های کمانش، شاخص کسر حجمی ماده و تعداد تقویت کننده ها بررسی شده است. نتایج عددی نشان می دهد که تقویت کننده ها و بستر الاستیک باعث بالا بردن پایداری پوسته ها شده است. هم چنین افزایش ضخامت پوسته، کاهش شاخص کسر حجمی، بالابردن تعداد تقویت کننده های طولی و حلقوی و به کاربردن بستر الاستیک باعث افزایش بار بحرانی کمانش شده است.
    کلید واژگان: پوسته استوانه ای مدرج تابعی, آنالیز غیر خطی, پوسته استوانه ای تقویت شده, پس کمانش
    Ali Reza Shaterzadeh, Kamran Foroutan
    Careful and numerical analysis eccentrically stiffened shells in the industry is a major step forward in the design of these shells. In this paper, a careful analysis of post-buckling behavior of eccentrically stiffened FGM thin circular cylindrical shells is surrounded by an elastic foundation and external pressure is presented. The two parameter elastic foundation based on Winkler and Pasternak elastic model is assumed. Stringer and ring stiffeners are internal. Shell properties and eccentrically stiffened are FGM. Fundamental relations and equilibrium equations are derived based on the smeared stiffeners technique and the classical theory of shells and according to von- Karman nonlinear equations. The three-term approximation for the deflection shape, including the pre-buckling, linear buckling shape and nonlinear buckling shape was chosen that using the Galerkin method, the critical load and post-buckling pressure-deflection curves is calculated. The effects of different dimensional parameters, buckling modes, volume fraction index and number of stiffeners are investigated. Numerical results show that stiffeners and elastic foundation enhance the stability of the shells. Increasing the shell thickness, reducing the volume fraction index, raising the number of Stringer and ring stiffeners and applying foundation elastic, causes the critical buckling load is increased, too.
    Keywords: FGM cylindrical shell, Nonlinear analysis, Stiffened cylindrical shell, Post, buckling
  • امیررضا شاهانی، روح الله محمدجانی
    اطلاع از رفتار ناپایداری پوسته های تقویت شده و تعیین بار کمانشی متناظر تحت شرایط اعمال نیروی فشارنده محوری، بنابر کاربردهای وسیع این سازه ها در حوزه های مختلف مهندسی، مسئله ای است که تاکنون مورد توجه بسیاری از محققین بوده و مطالعات گسترده ای بر روی آن صورت پذیرفته است. با توجه به عدم امکان دست یابی به پاسخ های تحلیلی به واسطه پیچیدگی های موجود در معادلات حاکم، شرایط مرزی و روند حل متناظر، بکارگیری کدهای نرم افزاری المان محدود به عنوان تکنیک اصلی تعیین بار کمانش پوسته های استوانه ای تقویت شده جهت مدل سازی مسئله امری اجتناب ناپذیر می باشد. بر این اساس در مقاله حاضر به مطالعه آثار تقویت کنندگی ریب و استرینگر پرداخته شده و میزان اختلاف نتایج کمانشی تحلیل های المان محدود با مقادیر بدست آمده از یکی از جامع ترین روابط تئوری مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. همچنین تلاشی جهت دستیابی به تناظر میان مقادیر بارهای ناپایداری حاصل از کاربرد روش المان محدود با میزان تقویت سازه صورت پذیرفته که طراح را قادر خواهد ساخت تا با در اختیار داشتن تعدادی محدود از مقادیر کمانشی سازه در تناظر با چند حالت تقویتی مشخص، بار کمانش مربوط به سایر حالات را بدون انجام تحلیل های مجزا، تنها بر اساس روابط میان میزان تقویت و بار کمانش سازه، با دقتی قابل قبول درون یابی یا برون یابی نماید.
    کلید واژگان: بار کمانش, پوسته های تقویت شده, تحلیل المان محدود, رابطه تحلیلی, تعیین تناظر بار و تقویت سازه
    Amir Reza Shahani, Roohollah Mohammadjani
    The instability behavior of stiffened cylindrical shells and determination of the corresponding buckling loads under axial compression, according to the extended range of structural applications of them in various fields of engineering, has been paid a lot of attention from researchers and extensive amount of studies have been performed on it so far. Because of a lack of the general closed form responses due to complexity of the governing equations and analyses process, using the FE software codes as the main technique of the stiffened shell's buckling load determination is inevitable. Accordingly the present paper has been studied the reinforcement effects of ring and stringer and also compared the buckling loads which are evaluated by analysis of the FE numerical modeling in ABAQUS software with instability results that obtained from a general analytical equation derived by other references via applying the simplifying assumptions to the governing equations. Furthermore an attempt has been performed for extraction of the finite element instability load vs. structure reinforcement correspondence that enables the designers to accurately determine the instability load of structure for other values of structure's stiffening volume without performing additional FE analyses which are much more expensive in term of computer time.
    Keywords: Buckling Load, Stiffened Cylindrical Shell, FE Analysis, Analytical Equation, Load vs. reinforcement Correspondence
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال