مدل سازی تحلیلی پنل استوانه ای جدار نازک تحت بارگذاری فشاری به کمک سری های فوریه دوگانه نامتناهی

تجهیزات مهندسی هم چون پنل های استوانه ای جدار نازک اغلب در تماس با سطوحی هستند که باعث ایجاد تنش های تماسی بالایی در آنها خواهد شد. بنابراین طراحی آنها بر مبنای استحکام در برابر تنش های ناشی از این برخوردها از مهمترین نیازهای مهندسی می باشد. در این مقاله تاثیر بارگذاری فشاری بر روی سطح خارجی پنل استوانه ای جدار نازک با استفاده از ارائه مدلی تحلیلی مورد بررسی قرار میگیرد. مدلسازی تحلیلی با استفاده از تئوری کلی در بردارنده هر دو کرنش های خمشی و غشایی انجام می گیرد. معادلات تعادل حاکم بر پنل استوانه ای بر اساس تئوری فلوگه در روابط تنش-کرنش به فرم ناویر استخراج می شوند و در ادامه دستگاه معادلات دیفرانسیل به دست آمده توسط سری های فوریه دوگانه نامتناهی حل خواهد شد. برای تقریب بهتر بارگذاری بر سطح خارجی پنل توسط سری های فوریه دوگانه نامتناهی بخخصوص در نواحی مرزی بارگذاری، از تاثیر پدیده گیبس در روابط استفاده می شود. جنس پنل استوانه ای در هماهنگی با کاربرد واقعی این پنل ها در محیط های کاری، آلمینیوم ۲۰۲۴-T۳۵۱ در نظر گرفته شده است. راستی آزمایی نتایج حل معادلات دیفرانسیلی تعادل حاکم بر پنل با استفاده از شبیه سازی المان محدود در نرم افزار انسیس انجام می شود. مقایسه نتایج سازگاری خوبی را بین حل به روش سری های فوریه دوگانه نامتناهی و روش المان محدود نشان می دهد. از نتایج این مقاله می توان برای مدل سازی تحلیلی پنل های استوانه ای تحت هر فرمی دلخواهی از بارگذاری و هم چنین سطح توزیع این بارگذاری استفاده کرد. از دیگر کاربردهای این مدل می توان به تخمین عمر لوله های استوانه ای جدار نازک تحت بارگذاری خارجی اشاره کرد.

Keywords:

مدل سازی تحلیلی , پنل استوانه ای جدار نازک , سری های فوریه دوگانه نامتناهی , پدیده گیبس , روش المان محدود