Динамическая устойчивость цилиндрической оболочки из разномодульного материала, лежащей на вязкоупругом основании

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследована задача устойчивости цилиндрической оболочки с различными модулями на вязкоупругом основании. Предполагается, что оболочка круглого сечения подвергается силовому воздействию и теряет устойчивость в осесимметричной форме. Считается, что один конец оболочки остается неподвижным, а другой меняет свое местоположение (движется) с определенной скоростью. При этом предполагается, что поперечное перемещение больше продольного. При решении задачи принималось во внимание сопротивление внешней среды, а также учитывалось, что цилиндрическая оболочка изготовлена из разномодульного материала. Получены уравнения связи между критической силой c характерными параметрами для цилиндрической оболочки, расположенной на основании, характеризуемом, в свою очередь, как вязкоупругое основание, и моделью Пастернака. Из полученных уравнений и изложенных результатов видно, что допускаются серьезные погрешности, если при решении вопросов устойчивости не учитываются сопротивление внешней среды и разная модульность. Результаты расчета показывают, что значение критической силы в рассматриваемом случае существенно отличается от значений, соответствующих классическим задачам, и зависит от параметров, характеризующих сопротивление основания. Полученные результаты могут быть использованы при расчетах разномодульных цилиндрических оболочек на прочность, устойчивость и частотно-амплитудных характеристик с учетом сопротивления внешней среды.

Об авторах

Натиг Самандар Рзаев

Бакинский инженерный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: nrzayev@beu.edu.az
ORCID iD: 0000-0002-1159-9296
SPIN-код: 5334-6047

доктор философии в области механики, доцент кафедры инженерной механики

Баку, Республика Азербайджан

Список литературы

  1. Ning X., Pellegrino S. Bloch wave buckling analysis of axially loaded periodic cylindrical shells. Computers and Structures. 2016;177:114–125. http://doi.org/10.1016/j.compstruc.2016.09.006
  2. Nguyen V.-L., Hoang T.-P. Analytical solution for free vibration of stiffened functionally graded cylindrical shell structure resting on elastic foundation. SN Applied Sciences. 2019;1:1150. http://doi.org/10.1007/s42452-019-1168-y
  3. Sofiyev A.H. Large amplitude vibration of FGM orthotropic cylindrical shells interacting üith the nonlinear Winkler elastic foundation. Composites Part B: Engineering. 2016;98;141–150. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.05.018
  4. Paliwal D.N., Kanagasabapathy H., Gupta K.M. The large deflection of an orthotropic cylindrical shell on a Pasternak foundation. Composite Structures. 1995;31(1):31–37. https://doi.org/10.1016/0263-8223(94)00068-9
  5. Khalili S.M.R., Davar A., Malekzadeh Fard K. Free vibration analysis of homogeneous isotropic circular cylindrical shells based on a new three-dimensional refined higher-order theory. International Journal of Mechanical Sciences. 2012; 56(1):1–25. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2011.11.002
  6. Duc N.D., Kim S.-E., Manh D.T., Nguyen P.D. Effect of eccentrically oblique stiffeners and temperature on the nonlinear static and dynamic response of S-FGM cylindrical panels. Thin-Walled Structures. 2020;146:106438. http://doi.org/10.1016/j.tws.2019.106438
  7. Zarei M., Rahimi G.H., Hemmatnezhad M., Pellicano F. On the buckling load estimation of grid-stiffened composite conical shells using vibration correlation technique. European Journal of Mechanics — A/Solids. 2022;96:104667. https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2022.104667
  8. Zhao D., Ferguson N.S., Squicciarini G. Acoustic response of thin-walled, orthogonally stiffened cylinders. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;657(1):012007. https://doi.org/10.1088/1757-899X/657/1/ 012007
  9. Godoy L.A. Buckling of vertical oil storage steel tanks: Review of static buckling studies. Thin-Walled Structures. 2016;103:1–21. https://doi.org/10.1016/j.tws.2016.01.026
  10. Harbaoui I., Khadimallah M.A. A Prestressed Ring-Stiffened Cylindrical Shell: A New Spectral Elem ent. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2022:362–368. https://doi.org/10.1007/978-3-030-86446-0_48
  11. Harbaoui I., Khadimallah M.A., Benslimane A., Jin G., Civalek O. Formulation of continuous element of prestressed stiffened circular cylindrical shell. Steel and Composite Structures. 2021;41:521–531. https://doi.org/10.12989/scs.2021.41.4.521
  12. Kumar A., Kumar D., Sharma K. An Analytical Investigation on Linear and Nonlinear Vibrational Behavior of Stiffened Functionally Graded Shell Panels Under Thermal Environment. Journal of Vibration Engineering and Technologies. 2021;9(8):2047–2071. https://doi.org/10.1007/s42417-021-00348-0
  13. Niu N., Sun L.-L., Xing Z.-Z., Zhao G.-D., Wang X.-H., Wu Y.-Y. Calculation and analysis of inherent properties of stiffened cylindrical shells with longitudinal stiffeners of arbitrary cross section under typical boundary conditions. Zhendong Gongcheng Xuebao. Journal of Vibration Engineering. 2023;36:96–106. https://doi.org/10.16385/j.cnki.issn.10044523.2023.01.011
  14. Zhang R., Meng X., Gardner L. Shape optimisation of stainless steel corrugated cylindrical shells for additive manufacturing. Engineering Structures. 2022;270:114857. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.114857
  15. Pasternak P.L. Fundamentals of a new method for calculating the foundations on elastic base by means of two coefficients of poete. Moscow: Sroyizdat Publ.; 1954. (In Russ.)
  16. Gadjiev V.D. A natural oscillation of the orthotropic circular plate lying on a heterogeneous viscous-elastic base. Bulletin of modern science. 2016;5:20–24. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).