تحلیل کمانشی پوسته های استوانه ای دارای سخت کننده تحت اثر ترکیب بارهای محوری و جانبی

پوسته های استوانه ای از جمله مهم ترین عناصر سازه ای می باشند که استفاده از آن ها در شاخه های مهندسی به عنوان یک نیاز اساسی محسوب می گردد. این سازه ها به علت دارا بودن ویژگی های مناسب در رفتار مکانیکی خود، در زمینه های مختلف از جمله صنایع نفت و گاز، سکوهای فراساحل دریایی، سیلوها و برج های خنک کننده و همچنین پایه های دکل های حفاری و پل های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند. مساله کمانش پوسته های استوانه ای یک موضوع مهم در مهندسی عمران می باشد. هنگامی که یک سازه استوانه ای تحت اثر نیروی محوری، فشار جانبی و یا ترکیب این نوع بارگذاری ها باشد، سازه در معرض کمانش قرار می گیرد. برای جلوگیری از این پدیده، نیاز است تا مقاومت کمانشی پوسته را افزایش داد. ساده ترین راه افزایش مقاومت کمانشی، افزایش ضخامت پوسته می باشد که اقتصادی نمی باشد. یکی دیگر از روش های افزایش مقاومت کمانشی پوسته که در صنعت مورد توجه است، استفاده از انواع سخت کننده ها از جمله سخت کننده های طولی و حلقوی می باشد. در این پایان نامه در فصل اول، ابتدا به معرفی اهمیت و کاربرد پوسته های استوانه ای دارای سخت کننده طولی و حلقوی پرداخته شده است. پس از آن تحقیقات و پژوهش های انجام شده در موضوع کمانش پوسته های استوانه ای با و بدون سخت کننده تحت اثر انواع بارگذاری ها به مانند بارهای محوری، فشار جانبی و ترکیب آن ها مورد توجه قرار گرفته است. در فصل دوم آن، ابتدا به بررسی کمانش پوسته های استوانه ای بدون سخت کننده تحت اثر بار محوری، فشار جانبی و ترکیب این نوع بارگذاری ها با استفاده از معادله های حاکم بر پوسته پرداخته می شود، سپس چگونگی تحلیل کمانش پوسته های استوانه ای دارای سخت کننده با روش انرژی مورد توجه قرار می گیرد. در فصل سوم، ابتدا به مراحل مختلف تحلیل کمانشی پوسته های استوانه ای با استفاده از نرم افزار ansys اشاره می شود. در ادامه به منظور مدل سازی و صحت سنجی، چند نمونه پوسته ی استونه ای تحت اثر بارهای محوری با ابعاد مختلف تحلیل می شود و نتایج بدست آمده با نتایج نظری مقایسه می گردد. سپس در دو بخش اساسی رفتار کمانشی پوسته های استوانه ای تحت اثر بارگذاری محوری با سخت کننده های طولی و حلقوی مورد توجه قرار می گیرند. اثر تعداد و ابعاد سخت کننده ها در افزایش میزان مقاومت کمانشی با رسم نمودارهایی نشان داده می شود. در پایان، نشان داده می شود که سخت کننده های طولی در افزایش مقاومت کمانشی محوری تاثیر بیشتری نسبت به سخت کننده های حلقوی دارند. درفصل چهارم به تحلیل کمانشی پوسته های استوانه ای دارای سخت کننده های طولی و حلقوی تحت اثر بارگذاری جانبی پرداخته می شود. این فصل به دو بخش اساسی محاسبه مقاومت کمانشی پوسته های استوانه ای تحت اثر بار یکنواخت جانبی و هیدرواستاتیکی تقسیم می گردد. در نهایت،نشان داده می شود در این نوع بارگذاری استفاده از سخت کننده ی حلقوی به مراتب موثرتر از طولی می باشد. فصل پنجم به مطالعه ی رفتار کمانشی پوسته های استوانه ای دارای سخت کننده ی طولی و حلقوی تحت اثر همزمان بار محوری و فشار جانبی اختصاص یافته است که به مانند فصل چهارم فشار جانبی به دو صورت یکنواخت جانبی و هیدرواستاتیک می باشد. در این فصل پس از به دست آوردن نمودارهای اندرکنش بار محوری و فشار جانبی، اثر تعداد و ابعاد سخت کننده ها بر این نمودارها بررسی می شود و نشان داده می شود در این بارگذاری استفاده از سخت کننده های حلقوی موثرتر است.