Skip to main content
SUPERVISOR
Bijan Boroomand,Mojtaba Azhari
بیژن برومندقهنویه (استاد مشاور) مجتبی ازهری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sajad Jamshidy
سجاد جمشیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Local Buckling Analysis of Various Shapes of Plates with Intermediate Point Supports by the Use of Hp-Cloud Method and Lagrange Multiplier
The orthotropic plate with intermediate point supports has extensive applications in construction of deck of bridges, wings of airplanes, body of ships and rockets. Plates with point supports are not readily amenable to solution because the concentrated shear force at the point supports locations makes discontinuous force field on the plate. For this reason making the equilibrium conditions on the point supports in the ordinary continuum plate analysis couldn’t be straightforward. In this study elastic buckling of orthotropic plates with various geometries and intermediate point supports is investigated. Hp-Cloud shape functions are used to approximate the displacement. Some of the great advantages of Hp-cloud approach include possibility to make approximation functions with desirable continuity by means of making the appropriate weighting functions and selection of proper enrichment functions, possibility to improve approximation procedure by reducing the influence radius (h-refinement) and increasing the monomials or changing the type of enrichment function (p-refinement), accessing to shape functions of the nodes without any inverting operation due to selecting Shepard functions as the partition of unity and local approximation norm of the Hp-cloud shape functions that reduce density of elastic and geometry stiffness matrix. In this study by selecting the special pattern for influence radius of nodes and polynomial type of enrichment function, Hp-cloud shape functions with kronecker delta property are constructed. Therefore it is feasible to satisfy zero displacement condition in point supports location that is placed on the field nodes. It must be noted that there are some geometric constraints in constructing Hp-cloud shape functions with kronecker delta property. So in general more considerations for satisfying essential boundary condition are needed. In this case the Lagrange multiplier method has been used. justify; LINE-HEIGHT: normal; TEXT-INDENT: 0in; MARGIN: 0in 0in 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr; tab-stops: 373.5pt" For calculating the elastic and geometry stiffness matrix elements one must integrate on the subscription surface of two corresponding clouds. In this study refined cell structure method is introduced for numerical integration. In the refined cell structure method, first the subscription surface of two clouds is divided in number of segments. Again every segment that is in conjunction with the boundary of plates is divided in order to access more exact consideration of real surface of integration. Proper results are achieved by the use of refined cell structure for solving the plate with complex geometry just like regular geometric one. Equivalent distribution of one and two row point supports on the plate edges for modeling the ordinary simply supported and clamped supported boundary condition is indicated by comparing buckling coefficients of two manners. Tendency of boundary conditions of plate edges with periodic distribution of point supports toward simply supported condition is studied for various shapes of trilateral and quadrilateral plates. Buckling modes and behavior of plates are also examined under in-plane forces such as uniaxial pressure, biaxial pressure, shear, bending and interaction of these forces. Furthermore, interaction curves of in-plane forces are plotted for corner supported plates with different geometry. Keywords : Elastic buckling, plates with various shapes, intermediate point supports, Hp-cloud shape functions, Ritz method.
کاربرد ورق های ارتوتروپیک با تکیه گاه های نقطه ای و میانی را می توان در عرشه های پل، بال هواپیما، بدنه کشتی و موشک ها به فراوانی دید. با توجه به این مهم تحلیل ورق ها با تکیه گاه های نقطه ای از چهار تا پنج دهه اخیر یکی از مسائل مورد توجه مهندسین سازه بوده است. ورق ها با تکیه گاه های نقطه ای به علت لنگر خمشی و نیروی برشی متمرکز در محل تکیه گاه های نقطه ای، میدان نیرویی غیر پیوسته ای در ورق ایجاد می کنند. بنابراین ارضا شرایط تعادل در نقاط تکیه گاهی در تحلیل پیوسته به آسانی انجام نمی گیرد. در این مطالعه کمانش الاستیک ورق ارتوتروپیک با هندسه متنوع و تکیه گاه های نقطه ای و میانی حل می شود. به منظور تقریب تغییرمکان از توابع شکل حاصله از روش Hp-Cloud استفاده می شود. Cloud در نامگذاری HP-Cloud موید لزوم پوشش سطح مساله با استفاده از ابرهای واقع بر نقاط پخش شده بر سطح مساله، H توانایی بهبود تقریب با کاهش شعاع تاثیر ابرها و P موید توانایی بهبود تقریب با بهبود توابع غنی سازی انتخابی می باشد. امکان ساخت توابع تقریب با مرتبه پیوستگی دلخواه با استفاده از ساخت توابع وزن مطلوب و انتخاب توابع غنی سازی مناسب، امکان بهبود تقریب با دو راهکار کاهش شعاع تاثیر و افزایش یا بهبود جملات توابع غنی سازی، عدم نیاز به فرآیند معکوس گیری در جریان حصول توابع شکل و ماهیت تقریب موضعی با ویژگی کاهش شلوغی ماتریس سختی الاستیک و هندسی از جمله مزایای توابع شکل Hp-Cloud می باشد. در این مطالعه با ارائه الگو مطلوب برای شعاع تاثیر نقاط و هم‌چنین توابع غنی سازی چندجمله ای مناسب، توابع تقریب Hp-Cloud با خاصیت کرونکر دلتا ساخته می شود. به این ترتیب ارضا شرط تغییرمکان صفر تکیه گاه های نقطه ای واقع بر نقاط پخش شده بر سطح ورق به سهولت انجام می شود. حل حاصله از توابع شکل Hp-Cloud با خاصیت کرونکر دلتا از دقت و همگرایی مطلوبی برخوردار است. برای نقاط واقع در مجاورت گوشه های تیز برخی ورق ها گاهی به منظور حفظ سطح درگیر مطلوب بین ابرها، خاصیت کرونکر دلتا حفظ نمی شود. در این حالت به منظور ارضای شرط تغییرمکان صفر در نقاط تکیه گاهی از ضرایب لاگرانژ استفاده می شود. روابط حاکم بر ورق نازک ارتوتروپیک مورد مطالعه با استفاده از نظریه کلاسیک ورق نازک استخراج شده است. هم‌چنین به جهت سهولت از روش تغییراتی ریتز برای حل دستگاه معادلات استفاده می شود. به منظور محاسبه درایه های ماتریس سختی الاستیک و هندسی باید از سطح اشتراک ابرهای متناظر انتگرال گرفته شود. در این مطالعه به منظور انتگرال گیری از روش ساختار سلولی اصلاح شده استفاده می شود. در روش ساختار سلولی اصلاح شده ابتدا سطح اشتراک ابرها به خانه هایی تقسیم می‌شود. سپس در صورت تقاطع سطح اشتراک مربوطه با مرز ورق، خانه های درگیر با مرز مجددا به منظور لحاظ مطلوب سطح انتگرال گیری به ریزخانه هایی تقسیم خواهد شد. از کاربرد روش انتگرال گیری ساختار سلولی اصلاح شده برای هندسه های پیچیده همانند هندسه های منظم نتایج مطلوبی حاصل شد. در این مطالعه از مقایسه ضرایب بار کمانشی، توزیع معادل تکیه گاه نقطه ای برای مدل سازی شرایط مرزی ساده وگیردار بیان می شود. با پخش متناوب تکیه گاه های نقطه ای بر روی لبه های مرزی ورق های چهار ضلعی و سه ضلعی با اشکال دلخواه روند میل شرایط مرزی ورق ها به سمت شرایط مرزی پیوسته ساده مطالعه شد. هم‌چنین مودهای کمانشی و رفتار کمانشی ورق تحت اثر بارهای درون صفحه فشار یک طرفه، فشار دوطرفه، برش، خمش و اندرکنش نیروهای مذکور بررسی شده است. منحنی های اندرکنش نیروهای درون صفحه در این مطالعه برای ورق های چهارضلعی مربعی، لوزوی و متوازی‌الاضلاع با شرایط مرزی مرسوم چهار تکیه گاه نقطه ای واقع در گوشه های ورق، ترسیم شد. کلمات کلیدی: کمانش الاستیک، ورق با اشکال متنوع، تکیه گاه نقطه ای و میانی، توابع شکل Hp-Cloud، روش تغییراتی ریتز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی