تحلیل کمانش پوسته های مخروطی

طراحی پوسته های مخروطی و استوانه ای تقویت شده با حد اقل وزن و حد اکثر مقاومت تحت اثر بارگذاری ترکیبی موضوع مورد علاقه طراحان بوده است. یکی از عمومی ترین روش های بدست آوردن نسبت مقاومت به وزن بالا تقویت کردن پوسته توسط تقویت کننده های طولی و محیطی می باشد. بنابر این مساله طراحی پیدا کردن ضخامت پوسته، اندازه ها و تعداد تقویت کننده ها است بطوریکه تمامی نیازهای طراحی برآورده کند. در این پروژه پس از تشریح روش های تحلیل پایداری پوسته ها، معادلات کمانش برای پوسته های مخروطی ایزوتروپیک که بصورت طولی و محیطی تقویت شده اند. تحت اثر همزمان بار محوری و فشار خارجی با استفاده از معیار مینیمم انرژی پتانسیل بصورت عباراتی از جابجایی بدست آمده اند. معادلات بدست آمده با استفاده از روش ریلی توسط نرم افزار matlab حل شده اند و بار بحرانی کمانش بصورت تابعی از پارامترهای خواص پوسته،مشخصات تقویت کننده ها و بارگذاری بدست آمده است. اثر فشار خارجی بر بار کمانش بررسی و دیده می شود که با فرض ثابت بودن تعداد موج های طولی و محیطی می توان بین فشار خارجی و نیروی محوری یک رابطه خطی در نظر گرفت. طراحی بهینه پوسته مخروطی تقویت شده با استفاده از یک روش برنامه ریزی غیر خطی تشریح شده است. در یک مساله نمونه، مقادیر بهینه برای ضخامت پوسته و ابعاد تقویت کننده ها بمنظور دستیابی به حد اقل وزن سازه با قیود کمانش و تنش تسلیم برای یک حالت خاص بارگذاری که نیروی محوری و فشار خارجی بصورت همزمان اعمال شده اند، توسط نرم افزار nastran بدست آمده اند.