Skip to main content
SUPERVISOR
Mojtaba Azhari,Bijan Boroomand
مجتبی ازهری (استاد راهنما) بیژن برومندقهنویه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mojtaba Gholami Shahrestani
مجتبی غلامی شهرستانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Elastic and inelastic buckling of skew plates with cutout resting on elastic foundation using finite strip method
Industrial demands and current technological and scientific progresses have made researchers to analyze plates with various shapes such as circle, rectangle and parallelogram. On the other hand, the plates are often provided with cutouts for practical considerations. These plates are used to facilitate cabling or piping and also used as access ports for mechanical and electrical systems. In such cases, the cutouts in plates, change the mechanical behavior of plates and might decrease critical buckling loads significantly. In this thesis, the ordinary finite strip method is used to study the local buckling of thin and moderately thick functionally graded plates with cutouts resting on the elastic foundation. The effect of size, shape and the location of cutouts on the local buckling coefficients are investigated. In order to analyze the thick plates, third order shear deformation theory is employed and the elastic foundation is modeled by Winkler and two parameters Pasternak model. The ordinary finite strip method and the spline finite strip method are used to model the cutouts in the plates and the results show that the spline finite strip method can accurately analyze the plates with cutouts, in comparison to the ordinary finite strip method. In this study, the isoparametric spline finite strip method is used to study the elastic and inelastic buckling of skew plates with cutouts. In this method, the plates with arbitrary geometry are divided into a number of strips. Each strip with irregular geometry is mapped into a rectangular domain. The B3 spline and polynomial functions are used to express the displacement fields in the longitudinal and transverse directions, respectively. Stiffness and stability matrices of each strip are calculated using energy expressions. Using minimum total potential energy principle, an eigenvalue problem is yielded. Finally, the critical buckling loads of skew plates with cutouts are determined by solving this eigenvalue problem. Keywords: Plates with cutouts, Inelastic buckling, Functionally graded plates, Finite strip method
پیشرفت های روز افزون علم و تکنولوژی و نیاز صنعتگران به ورق های با شکل های گوناگون مانند مستطیلی، متوازی الاضلاع و دایره ای، پژوهشگران را به سوی تحلیل این گونه ورق ها بر انگیخته است. از طرفی ورق ها ممکن است برای کاربردهای عملی خاصی، به صورت ورق های دارای سوراخ تولید شوند. این گونه ورق ها معمولاً در جایی که لوله یا کابل عبور می کند و یا نیاز به دسترسی و نگهداری از سیستم های الکتریکی، هیدرولیکی و غیره باشد، استفاده می شوند. وجود سوراخ در ورق رفتار مکانیکی ورق ها را تغییر داده و توزیع تنش در ورق را با پیچیدگی هایی همراه کرده و می تواند باری که منجر به کمانش ورق می شود را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش دهد. در تحقیق حاضر، ابتدا کمانش ورق های نازک سوراخ دار و هم چنین ورق های ضخیم ناهمسان در ضخامت دارای سوراخ بر روی بستر ارتجاعی، با استفاده از روش نوار محدود معمولی ارائه شده است. اثرات اندازه، شکل و محل قرارگیری سوراخ های مربعی و مستطیلی بر روی ضریب کمانش موضعی ورق مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تحلیل ورق های ضخیم، از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم استفاده شده است. هم چنین برای مدل کردن بستر ارتجاعی، از مدل بستر وینکلر و مدل اصلاح شده بستر ارتجاعی پاسترناک استفاده شده است. علاوه بر روش نوار محدود معمولی، روش نوار محدود اسپلاین و نحوه ی مدل کردن سوراخ با استفاده از این روش نیز شرح داده شده است. با مقایسه نتایج حاصل از مدل کردن سوراخ با استفاده از روش نوار محدود معمولی و روش نوار محدود اسپلاین، نشان داده شده است که روش نوار محدود اسپلاین توانایی بالاتری در تحلیل ورق های دارای سوراخ دارد. در مطالعه ی حاضر، برای تحلیل ورق های مورب سوراخ دار در محدوده رفتار الاستیک و غیر الاستیک، از روش نوار محدود اسپلاین ایزوپارامتریک استفاده شده است. در این روش ورق با هندسه دلخواه، به تعدادی نوار چهار ضلعی تقسیم شده و سپس هر نوار با هندسه دلخواه، به یک نوار مستطیلی نگاشت می شود. برای تعیین میدان جابه جایی هر نوار، از توابع چند جمله ای در جهت عرضی و توابع اسپلاین B3 در جهت طولی نوار ها استفاده شده است. با استفاده از انرژی ارتجاعی و انرژی پتانسیل نیروهای درون-صفحه، ماتریس های سختی و پایداری ورق را به دست آورده و نهایتاً با توجه به اصل حداقل انرژی پتانسیل کل، مسئله ی کمانش ورق به یک مسئله مقادیر ویژه تبدیل شده که با حل آن بار بحرانی کمانش ورق حاصل خواهد شد. کلمات کلیدی: ورق های سوراخ دار، کمانش غیرالاستیک، ورق های ناهمسان در ضخامت، بستر ارتجاعی، روش نوار محدود

ارتقاء امنیت وب با وف بومی