تحلیل کمانشی پایه های یک سکوی نیمه شناور تحت تأثیر نیروهای وزنی وعرضی به روش اجزاء محدود

در این پایان نامه به تحلیل کمانشی ستون یک سکوی نیمه شناور، تحت تأثیر نیروی وزنی و عرضی به روش المان محدود پرداخته شده است. به دلیل پیچیدگی هندسی ستون سکوی مورد نظر، با ساده سازی آن به شکل پوسته استوانه ای جدار نازک تقویت شده با تقویت کننده محیطی و تقویت کننده طولی، به تحلیل کمانشی آن پرداخته شده است. معادلات حاکم برکمانش این پوسته های استوانه ای جدار نازک تقویت شده با تقویت کننده محیطی و تقویت کننده طولی، از جنس معادلات پایداری خطی سازی شده دانل می باشد. برای نسبتهای مختلف ابعادی از این پوسته ها اعم از نسبت طول به شعاع و ضخامت به شعاع پوسته، تأثیر نسبت نیروی محوری به فشار جانبی بر روی مقدار نیروی کمانش مورد بررسی قرار گرفت و مقایسه ای از نتایج حاصل از حل تحلیلی و حل به روش المان محدود ارائه شده است. مقایسه نتایج حاصل از حل تحلیلی و حل المان محدود نشان دهنده کارایی معادلات پایداری دانل در محدودهای از نسبتهای ابعادی میباشد. همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت نیروی محوری به فشار جانبی مقدار نیروی کمانش ناشی از فشار جانبی و نیروی محوری به ترتیب کاهش و افزایش می یابد که گویای اهمیت فشار جانبی در مقابل نیروی محوری می باشد. از طرفی استفاده از تقویت کننده های طولی و عرضی در پوسته استوانهای باعث ایجاد خواص اورتوتروپیک می شود. لذا معادلات پایداری فلوگه نیز برای یک پوسته استوانه ای جدار نازک اورتوتروپیک بدست آمد و با استفاده از آن به بررسی محدوده کمانش یک پوسته استوانه ای جدار نازک اورتوتروپیک تحت اثر ترکیب فشار جانبی و نیروی محوری پرداخته شد. نتایج حاصل از این بررسی در قالب نموداری ارائه شد که محدوده پایداری و ناپایداری را به ازای نیروهای وارده نشان می دهد. هندسه ستون سکوی مورد نظر دارای پیچیدگی هایی است و به همین دلیل نمی توان از معادلات پایداری بدست آمده، برای تحلیل کمانشی ستون استفاده کرد. بنابراین برای تحلیل کمانشی ستون سکوی مورد نظر، تنها از حل المان محدود به وسیله نرم افزار ansys استفاده و نتایج حاصل از آن ارائه شد. پس از انجام ساده سازی هایی در هندسه ستون، نیروهای محیطی اعم از نیروی باد، نیروی حاصل از فشار آب دریا بر روی ستون و نیز نیروی وزن عرشه سکو محاسبه شده اند. در مدلسازی ستون سکو به وسیله نرم افزار ansys ، از این نیروها به عنوان نیروهای اعمالی به ستون استفاده شد. مقادیر ویژه کمانش به عنوان نتیجه حل کمانشی ستون به روش المان محدود ارائه شده است. مود کمانشی اول به عنوان مهم ترین مود کمانشی مد نظر می باشد؛ بنابراین توزیع جابجایی، تنش و چرخش در مود اول کمانش ستون، نیز ارائه شد. پس از بررسی استانداردهای دریایی موجود در مبحث کمانش، استاندارد دریایی dnv برای بررسی کمانشی سازه، مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از قوانین این استاندارد، پایداری یک پوسته استوانه ای جدار نازک تقویت شده با تقویت کننده محیطی و تقویت کننده طولی بررسی شد. برای این کار از مشخصات پوسته هایی استفاده شد که رفتار کمانشی آنها با استفاده از معادلات پایداری دانلی بررسی شده بود. با در نظر گرفتن این پوسته ها تحت اثر نسبت های مختلف نیروی محوری به نیروی جانبی، ضخامتی که پوسته استوانه ای در آن پایدار محسوب میشود، مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج حاصل از بررسی تأثیر نسبتهای مختلف نیروی محوری به نیروی جانبی بر روی مقدار افزایش ضخامت پوسته برای رسیدن به حالت پایدار ارائه شد.