Skip to main content
SUPERVISOR
Hassan Moosavi,Seyed Ailreza Shahidi rizi
حسن موسوی (استاد راهنما) سید علیرضا شهیدی ریزی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Farzad Yousefi
فرزاد یوسفی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

The Analysis of Strength of Stiffeners of a Cylindrical Shell Under External Pressure
Absrtact The pressure vessels are as most useful structures in submarine industrials. Occurrence of buckling is the main factor in failure of pressure hulls and design of them is based on prevention of Occurrence of buckling.In this research other types of stiffeners are studied. In the seventies, Harri wrote to Ross and made the suggestion that the strength to weight ratio of a pressure hull could be dramatically improved if tubes placed in a longitudinal direction replaced the stiffening rings. Ross replied to Harris, in the same year suggesting that the placement of such tubes would better serve pressure vessels if they were in a circumferential configuration, as such pressure vessels generally fail due to the stresses they experience in the circumference.In an extension to this work, Ross suggested that if the internal tubes were themselves subjected to internal pressure, then the subsequent reaction in the circumferential direction would place the pressure hull in an initial state of tension,and thus in a state best able to resist the compressive forces, associated with external hydrostatic pressure. For this reason, he tested a Semi Elliptic shell under external pressure and calculated the buckling pressure in cases of without stiffener, tube stiffeners with and without internal pressure. This research associated with strength of tube stiffeners, tube stiffeners under internal pressure and spiral stiffeners. For study of tube stiffeners, tubes are modeled in nine categories that each category represents a certain radius of the tube cross section to radius of the shell ratio. Each category is divided into six cases of different thickness, that each case represents a certain radius of the tube cross section thickness.The results were depicted in the form of buckling pressure plots on the M/L ratio using a diagram of LPF(load factor in terms of arc length). By reviewing this plots for nine categories, difference in behavior of tubes for both local and overall buckling can be found.Also, by comparing the buckling pressure values ??in all cases of linearity, geometric non linearity and geometric - material nonlinearity, the effect of geometric and material nonlinearity on buckling pressure have been studied. In the next step for five categories from those nine categories, the equivalent rings for tubes have been modeled and analyzed like those tubes. Using the plots of buckling pressure on the M/L ratio, efficiency of tubes and equivalent rings are compared. In the next step, the internal pressure applied to the tubes, and compared with the case of without internal pressure. Finally, for three cases, the equivalent spiral tubes have been modeled and analyzed with tubes. Key Words cylindrical shell, stiffener, buckling, nonlinear analysis.
مخازن تحت فشار خارجی از جمله سازه های پر کاربرد در صنایع زیر سطحی می باشد. عامل اصلی در تخریب بدنه های فشار وقوع کمانش می باشد و طراحی بدنه های فشار عمدتا بر پایه جلوگیری از وقوع کمانش می باشد. به طور معمول تقویت کننده ها به صورت رینگ های حلقوی می باشند که با فواصل معین در داخل بدنه فشار قرار گرفته اند. ایده استفاده از لوله جهت تقویت پوسته را اولین بار هریس در نامه ای به راس مطرح کرد. او پیشنهاد داد که از لوله در جهت محوری پوسته جهت تقویت آن استفاده شود و متذکر شد که با استفاده از این روش استحکام پوسته به نحو چشم گیری افزایش می یابد. راس در همان سال به نامه او پاسخ داد و پیشنهاد داد که این لوله ها به صورت محیطی قرار گیرند که در این صورت باز استحکام پوسته افزایش خواهد یافت. همچنین راس پیشنهاد داد که جهت افزایش بیشتر استحکام پوسته این لوله های حلقوی خودشان تحت فشار داخلی قرار بگیرند. در این راستا او آزمایشی را انجام داد و در طی آن یک پوسته نیمه بیضوی را تحت فشار خارجی آب قرار داد و در حالات بدون تقویت کننده، با تقویت کننده تیوپی و با تقویت کننده تیوپی تحت فشار داخلی فشارهای کمانش را محاسبه و با هم مقایسه کرد. در این تحقیق به بررسی استحکام تقویت کننده های تیوپی، تقویت کننده های تیوپی تحت فشار داخلی و تقویت کننده های تیوپی مارپیچ پرداخته می شود. جهت بررسی استحکام تقویت کننده های تیوپی، تیوپ ها در 9 دسته مدل شده اند که هر دسته معرف نسبت مشخصی از شعاع پوسته به شعاع سطح مقطع تیوپ می باشد. هر دسته نیز از حیث ضخامت به 6 حالت تقسیم می شود که هر حالت معرف نسبت معینی از شعاع سطح مقطع تیوپ به ضخامت آن می باشد. تیوپ ها در نرم افزار آباکوس مدل شده و در سه حالت خطی، غیر خطی هندسی و غیر خطی هندسی- مادی جهت محاسبه بار کمانش مورد تحلیل قرار گرفته اند. سپس نتایج در قالب نمودار های فشار کمانش بر حسب نسبت M/L ترسیم شده اند. با بررسی نمودارهای فوق که برای هر 9 دسته مزبور ترسیم شده اند، متوجه تفاوت رفتار تیوپ ها در دو حالت کمانش موضعی و کلی می شویم. ضمنا با مقایسه مقادیر فشار کمانش در حالات خطی، غیر خطی هندسی و غیر خطی هندسی- مادی میزان تاثیر غیر خطی های هندسی و مادی در کاهش فشار کمانش مورد بررسی قرار گرفته اند.در مرحله بعدی برای 5 دسته از 9 دسته فوق، رینگ های معادل تیوپ ها مدل شده و همچون تیوپ ها مورد تحلیل قرار گرفته اند. سپس با استفاده از نمودارهای فشار کمانش بر حسب نسبت M/L کارآمدی تیوپ و رینگ معادل آن مورد مقایسه قرار گرفته است. در مرحله بعد به تیوپ ها فشار داخلی اعمال شده است و با مقایسه با حالت بدون اعمال فشار داخلی میزان تاثیر اعمال فشار داخلی به تیوپ ها در افزایش فشار کمانش مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان نیز برای 3 دسته از تیوپ ها معادل مارپیچ آن ها مدل شده و مورد تحلیل قرار گرفته و مورد مقایسه قرار گرفته اند. کلمات کلیدی: پوسته استوانه ای، تقویت کننده، کمانش، تحلیل غیر خطی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی