Skip to main content
SUPERVISOR
Mojtaba Azhari,Saeed Sarami,Mohammad mehdi Saadatpour
مجتبی ازهری (استاد راهنما) سعید صرامی (استاد مشاور) محمدمهدی سعادتپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamidreza Moghaddasi
حمیدرضا مقدسی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1394

TITLE

Non-linear dynamics of cylindrical shells containing fluid under blast loading
Non-linear dynamics of cylindrical shells containing fluid under blast loading Hamid Reza Moghaddasi h.moghaddasi@cv.iut.ac.ir Date of Submission: 2021/03/07 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran Degree: Ph.D. Language: Farsi Supervisors: Mojtaba Azhari, mojtaba@iut.ac.ir Mohammad Mehdi Saadatpour, mmehdi@iut.ac.ir Nonlinear modeling of shells has always involved simplifying assumptions on some computational parameters. In the latest nonlinear model based on eight parameters, that considers the displacement field as third-order polynomials in all three directions of curvilinear system, rotational inertia and shear deformations are also included; however, nonlinear terms are eliminated from some dependent variables, in addition, curvature and torsion variations of the shell are also assumed linear. In the modeling chapter, using a different approach, a new model for thick shells with any desired shape is presented, during which, the nonlinear effects are preserved in all kinematic dependent parameters as well as in the shell curvature and torsion changes, therefore a complete and accurate model for thick shells of any shape was presented. Then governing equations of motion of the system are derived through Lagrange relations and method of solving the mentioned equations and construction of bifurcation diagrams are explained in a separate chapter. In the results section, the circular cylindrical shell with simply supported boundary conditions is studied under circumferential static pressure and concentrated dynamic loads. Regarding static loading, it is observed that with increasing shell thickness, the nonlinear effects of curvature and torsion variations are limited. In addition, major changes in the post-buckling behavior of the shell in large deformations are achieved. It is also observed that the new nonlinear effects on the change of shell behavior in dynamic loading are more than static case, as it increases the frequency content and amplitude of the shell vibration, in addition to changing the style of the dynamic bifurcation curve. Finally, based on the results of dynamic analysis, a number of common phenomena in the behavior of circular cylindrical shells will be described. In the case of cylindrical shells containing fluid, it is observed that the presence of fluid reduces the system frequency and the number of peripheral waves of the fundamental mode and attenuates both nonlinear behaviors of the shell, including hardening and softening type, while increasing shell thickness increases the fundamental frequency. The presence of fluid also slightly reduces the deformation of the system against explosion. Keywords: Modeling, Shell, Nonlinear, Dynamics, Bifurcation, Harmonic, Fluid.
مدل‌سازی غیرخطی پوسته‌ها همواره متضمن فرضیات ساده‌کننده‌ای روی برخی از پارامترهای محاسباتی بوده‌است. در آخرین مدل‌سازی مبتنی برهشت پارامتر که درآن میدان جابه‌جایی به‌صورت چندجمله‌ای‌های مرتبه‌سوم در هر سه راستای دستگاه مختصات منحنی‌الخط تعریف و هم‌چنین حائز اینرسی‌دورانی و تغیرشکل‌های برشی نیز می‌باشد لیکن مشاهده‌می‌شود برای سهولت محاسبات تعدادی از پارامترهای سینماتیکی به‌صورت خطی درنظرگرفته‌شده علاوه برآن کلیه جملات غیرخطی در تغییرات انحناء و تاب پوسته حذف شده‌است. در فصل مدل‌سازی ابتدا با استفاده از روشی متفاوت، یک مدل جدید برای پوسته‌های ضخیم با هرشکل دلخواه ارائه‌شده که طی آن برای اولین‌بار اثرات غیرخطی در کلیه پارامترهای وابسته سینماتیکی وهم‌چنین انحناء و تاب پوسته حفظ‌گردیده و براین اساس یک مدل کامل و صحیح برای پوسته‌های باهرشکل دلخواه به‌دست می‌دهد. سپس معادلات حرکت حاکم برسیستم از طریق روابط لاگرانژ استخراج شده و روش‌حل دستگاه معادلات مذکور ونیز چگونگی ساخت نمودارهای انشعاب در یک فصل جداگانه بیان می‌شود. درفصل نتایج و تحلیل‌ها پوسته استوانه‌ای دایروی‌شکل با شرایط تکیه‌گاهی دوسرساده، تحت‌اثر بارگذاری‌های گسترده استاتیکی و متمرکز دینامیکی مطالعه شده‌است. درخصوص بارگذاری استاتیکی، ملاحظه می‌شود که با افزایش ضخامت پوسته، اثرات غیرخطی انحناء و تاب محدود گردیده علاوه‌برآن تغییرات عمده‌ای در رفتار پس‌ازکمانش پوسته و درتغییرشکل‌های زیاد حاصل می‌شود. هم‌چنین ملاحظه می‌شود اثرات غیرخطی جدید روی تغییر رفتار پوسته در بارگذاری دینامیکی نسبت به استاتیکی بیشتر بوده به‌گونه‌ای‌که باعث افزایش محتوای‌فرکانسی و نیز افزایش دامنه‌ارتعاشی پوسته شده، علاوه‌برآن شکل منحنی انشعاب دینامیکی را تغییر می‌دهد. در انتها نیز براساس نتایج حاصله از تحلیل دینامیکی، تعدادی از پدیده‌های رایج در رفتار پوسته‌های استوانه‌ای دایروی‌شکل بیان خواهد‌شد. درخصوص پوسته استوانه‌ای حاوی سیال نیز ملاحظه‌شد وجود سیال، فرکانس و تعداد موج‌های محیطی مود پایه سیستم را کاهش و هر دو نوع رفتار غیرخطی پوسته مشتمل بر سخت‌شونده و نرم‌شونده را تضعیف می‌نماید درحالی‌که افزایش ضخامت پوسته، فرکانس پایه را افزایش می‌دهد. همچنین وجود سیال باعث کاهش جزئی تغییرشکل‌های سیستم در برابر انفجار می‌شود. واژه‌های کلیدی: مدل‌سازی، پوسته، غیرخطی، دینامیک، انشعاب، هارمونیک، سیال

ارتقاء امنیت وب با وف بومی