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
Mohammad Amin Shahmohammadi
محمدامین شاه محمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1393
In the present thesis, the linear and geometrically nonlinear response of plates and shells with general shape under various loadings and boundary conditions () are considered. The governing equilibrium and compatibility equations of the plates and shells are developed using Degenerated Shell method incorporating the nonlinear terms of strain components. The obtained system of nonlinear differential equations is solved by means of finite strip method (FSM). The deformation components and geometry of the shell in the finite strip element are estimated by Lagrangian functions in the transversal directions. In the longitudinal direction of the strip B-spline basis functions are employed which are used in isogeometric analysis (IGA). Therefore, the proposed method in the present thesis is nominated isogeometric B-spline finite strip method (IG-SFSM). Consequently, the proposed method is an upgraded version of FSM in comparison to the other versions, which can model the shells with more complicated geometries, deformation field and BCs. In order to determine the level of credibility of the corresponding formulation developed in the present thesis, several examples incorporating various geometries, BCs, loadings and materials are considered and the corresponding results are compared with the results which are available in the references. The main target of the present study is to extend the last versions of FSMs to carry out various analyses of the shells, eliminate their limitations related to geometry, loading and BCs and reduce the computational efforts. The formulation of the proposed method incorporates isotropic, laminated composite and sandwich functionally graded materials (FGMs). The obtained results are classified in four different groups. In the first step the linear static analysis of the shells incorporating deformation field and stress analysis, is carried out. Then, second-order analysis of the shells (initial buckling) with various geometries and BCs are performed. In the third group of results, free vibration analysis of the shells is considered. Finally, geometrical nonlinear analysis of the shells for various conditions is carried out and the obtained results are compared with the corresponding IGA, EFG and FEM results. The obtained results in the present study showed that by using the proposed method in the problems corresponding to linear static, free vibration, buckling and geometrical nonlinear analyses of the shells, it is possible to reduce the computational costs with acceptable accuracy comparing to the other numerical methods such as mesh-free and finite element methods. Also, the results showed that IG-SFSM has less limitations than the other numerical methods such as IGA and classic FSM.
در رساله‌ی حاضر، پاسخ خطی و غیرخطی هندسی ورق‌ها و پوسته‌ها با شکل هندسی عمومی تحت انواع بارگذاری و شرایط تکیه‌گاهی موردبررسی قرار گرفته‌ است. معادلات تعادل و سازگاری حاکم بر ورق‌ها و پوسته‌ها با استفاده از نظریه پوسته‌های بازتولیدی [1] و با در نظر گرفتن بخش غیرخطی کرنش‌ها استخراج شده‌اند. حل دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی به‌دست آمده، توسط روش عددی نوارهای محدود انجام شده است. مؤلفه‌های جابجایی و هندسه سازه در اجزاء نواری مورداستفاده، در راستای عرضی با استفاده از توابع لاگرانژ درون‌یابی شده‌اند. در راستای طولی اجزاء نواری از توابع پایه بی-اسپلاین استفاده شده است که در روش تحلیل هم‌هندسه [2] استفاده می‌شوند. از این رو، روش ارائه‌شده در این رساله، روش نوارهای محدود هم‌هندسه (IG-SFSM) [3] نام‌گذاری شده است. به این ترتیب قابلیت روش نوارهای محدود ارائه‌شده نسبت به دیگر نسخه‌های نوارهای محدود در تحلیل پوسته‌ها با هندسه‌ و تغییرشکل‌های پیچیده‌، ارتقا پیدا می‌کند. در این رساله به‌منظور تعیین میزان اعتبار روابط گسترش داده‌شده، مثال‌های متعددی شامل انواع شکل هندسی، شرایط تکیه‌گاهی، بارگذاری و مصالح موردبررسی قرار گرفته و نتایج حاصل‌شده با نتایج نمونه‌های مشابه موجود در مراجع معتبر مورد مقایسه قرار گرفته‌اند. هدف موردنظر در این رساله، توسعه و ارتقای روش نوارهای محدود به‌منظور انجام تحلیل خطی و غیرخطی هندسی ورق‌ها و پوسته‌ها است که محدودیت‌های مربوط به شکل هندسی، بارگذاری و شرایط تکیه‌گاهی را نداشته و قادر به کاهش حجم محاسبات با حفظ دقت قابل‌قبول باشد. روشی که در رساله‌ی حاضر ارائه‌شده است از نظر مصالح تشکیل دهنده شامل مصالح همسانگرد، مصالح لایه‌ای کامپوزیتی و مصالح تابع‌مند (FGM) ساندویچی است. نتایج به‌دست آمده در رساله‌ی حاضر در چهار دسته‌ی اصلی طبقه‌بندی شدند. در ابتدا تحلیل استاتیکی خطی پوسته‌ها با استفاده از روش نوارهای محدود هم‌هندسه مورد بررسی قرار گرفت که شامل تحلیل تنش‌ها و هم‌چنین تغییرشکل پوسته‌ها است. سپس تحلیل کمانش اولیه‌ی پوسته‌ها برای هندسه‌های مختلف انجام شد. در ادامه، تحلیل ارتعاش آزاد پوسته‌ها با انواع شکل هندسی، شرایط تکیه‌گاهی و مصالح مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت تحلیل غیرخطی هندسی پوسته‌ها در حالات مختلف و با استفاده از این روش انجام شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان دادند که با استفاده از روش نوارهای محدود هم هندسه می‌توان حل مسائل مختلف مرتبط با تحلیل استاتیکی خطی، کمانش اولیه،‌ارتعاش آزاد خطی و تحلیل غیر هندسی استاتیکی پوسته‌ها را با سرعتی بیشتر و با دقت قابل قبول در مقایسه با روش‌های مرسوم دیگر مانند اجزاء محدود و بدون شبکه، به انجام رساند. همچنین این نتایج نشان دادند که محدودیت‌های این روش نسبت به روش‌هایی مانند هم‌هندسه کامل و نوارهای محدود معمولی کمتر است. [1] Degenerated shell method [2] Isogeometric analysis (IGA) [3] Isogeometric B-spline finite strip method (IG-SFSM)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی