Обзор статьи

Устойчивость цилиндрических панелей, подкрепленных ортогональной сеткой ребер

УДК: 

539.3

DOI: 

10.23968/1999-5571-2020-17-6-117-125

Страницы: 

117-125

Аннотация: 

Приводится математическая модель деформирования тонкостенных цилиндрических панелей, учитывающая поперечные сдвиги, геометрическую нелинейность и наличие ребер жесткости. Используются безразмерные параметры. Вычислительный алгоритм построен на основе метода Ритца и метода продолжения решения по наилучшему параметру. Показаны значения критических нагрузок потери устойчивости для нескольких вариантов конструкций в зависимости от выбранного метода учета подкрепления и числа ребер жесткости.

Список цитируемой литературы: 

  1. Kidane S., Li G., Helms J., Pang S.-S., Woldesenbet E. Buckling load analysis of grid stiffened composite cylinders // Composites Part B: Engineering. 2003. Vol. 34, № 1. Pp. 1-9. DOI 10.1016/S1359-8368(02)00074-4

  2. Jaunky N., Knight N. F., Ambur D. R. Formulation of an improved smeared stiffener theory for buckling analysis of grid-stiffened composite panels // Composites Part B: Engineering. 1996. Vol. 27, № 5. Pp. 519-526. DOI 10.1016/1359-8368(96)00032-7

  3. Wang J. T.-S., Hsu T.-M. Discrete analysis of stiffened composite cylindrical shells // AIAA Journal. 1985. Vol. 23, № 11. Pp. 1753-1761. DOI 10.2514/3.9162

  4. Troitsky M. S. Stiffened plates: bending, stability, and vibrations. Amsterdam; New York: Elsevier Scientific Pub. Co.; distributors for the U.S. and Canada, Elsevier/North-Holland, 1976. 410 p

  5. Reddy A. D., Valisetty R., Rehfield L. W. Continuous filament wound composite concepts for aircraft fuselage structures // Journal of Aircraft. 1985. Vol. 22, № 3. Pp. 249-255. DOI 10.2514/3.45115

  6. McElman J. A., Mikulas, Jr. M. M., Stein M. Static and dynamic effects of eccentric stiffening of plates and cylindrical shells // AIAA Journal. 1966. Vol. 4, № 5. Pp. 887-894. DOI 10.2514/3.3562

  7. Lee Y.-S., Kim Y.-W. Vibration analysis of rotating composite cylindrical shells with orthogonal stiffeners // Computers & Structures. 1998. Vol. 69, № 2. Pp. 271-281. DOI 10.1016/S0045-7949(97)00047-3

  8. Zhao X., Liew K. M., Ng T. Y. Vibrations of rotating cross-ply laminated circular cylindrical shells with stringer and ring stiffeners // International Journal of Solids and Structures. 2002. Vol. 39, № 2. Pp. 529-545. DOI 10.1016/S0020-7683(01)00194-9

  9. Talebitooti M., Ghayour M., Ziaei-Rad S., Talebitooti R. Free vibrations of rotating composite conical shells with stringer and ring stiffeners // Archive of Applied Mechanics. 2010. Vol. 80, № 3. Pp. 201-215. DOI 10.1007/s00419-009-0311-4

  10. Prusty B. G. Free vibration and buckling response of hat-stiffened composite panels under general loading // International Journal of Mechanical Sciences. 2008. Vol. 50, № 8. Pp. 1326-1333. DOI 10.1016/j.ijmecsci.2008.03.003

  11. Bai X., Xu W., Ren H., Li J. Analysis of the influence of stiffness reduction on the load carrying capacity of ring-stiffened cylindrical shell // Ocean Engineering. 2017. Vol. 135. Pp. 52-62. DOI 10.1016/j.oceaneng.2017.02.034

  12. Jarmai K., Snyman J. A., Farkas J. Minimum cost design of a welded orthogonally stiffened cylindrical shell // Computers & Structures. 2006. Vol. 84, № 12. Pp. 787-797. DOI 10.1016/j.compstruc.2006.01.002

  13. Simões L. M. C., Farkas J., Jármai K. Reliability-based optimum design of a welded stringer-stiffened steel cylindrical shell subject to axial compression and bending // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2006. Vol. 31, № 2. Pp. 147-155. DOI 10.1007/s00158-005-0592-3

  14. Chen B., Liu G., Kang J., Li Y. Design optimization of stiffened storage tank for spacecraft // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2008. Vol. 36, № 1. Pp. 83-92. DOI 10.1007/s00158-007-0174-7

  15. Lene F., Duvaut G., Olivier-Mailhe M., Ben Chaabane S., Grihon S. An advanced methodology for optimum design of a composite stiffened cylinder // Composite Structures. 2009. Vol. 91, № 4. Pp. 392-397. DOI 10.1016/j.compstruct.2009.04.005

  16. Смердов А. А. Возможности повышения местной устойчивости подкрепленных и интегральных композитных конструкций // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2014. № 10 (655). С. 70-79

  17. Hao P., Wang B., Tian K., Liu H., Wang Y., Niu F., Zeng D. Simultaneous buckling design of stiffened shells with multiple cutouts // Engineering Optimization. 2017. Vol. 49, № 7. Pp. 1116-1132. DOI 10.1080/0305215X.2016.1235328

  18. Wang B., Tian K., Hao P., Zheng Y., Ma Y., Wang J. Numerical-based smeared stiffener method for global buckling analysis of grid-stiffened composite cylindrical shells // Composite Structures. 2016. Vol. 152. Pp. 807-815. DOI 10.1016/j.compstruct.2016.05.096

  19. Buragohain M., Velmurugan R. Buckling Analysis of Composite Hexagonal Lattice Cylindrical Shell using Smeared Stiffener Model // Defense Science Journal. 2009. Vol. 59, № 3. Pp. 230-238. DOI 10.14429/dsj.59.1516

  20. Jones R. M. Buckling of circular cylindrical shells with multiple orthotropic layers and eccentric stiffeners // AIAA Journal. 1968. Vol. 6, № 12. Pp. 2301-2305. DOI 10.2514/3.4986

  21. Sadeghifar M., Bagheri M., Jafari A. A. Buckling analysis of stringer-stiffened laminated cylindrical shells with nonuniform eccentricity // Archive of Applied Mechanics. 2011. Vol. 81, № 7. Pp. 875-886. DOI 10.1007/s00419-010-0457-0

  22. Ren M., Li T., Huang Q., Wang B. Numerical investigation into the buckling behavior of advanced grid stiffened composite cylindrical shell // Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2014. Vol. 33, № 16. Pp. 1508-1519. DOI 10.1177/0731684414537881

  23. Karpov V. V., Semenov A. A. Refined model of stiffened shells // International Journal of Solids and Structures. 2020. Vol. 199. Pp. 43-56. DOI 10.1016/j.ijsolstr.2020.03.019

  24. Семенов А. А., Леонов С. С. Метод непрерывного продолжения решения по наилучшему параметру при расчете оболочечных конструкций // Ученые записки Казанского университета. Серия «Физико-математические науки». 2019. Т. 161, кн. 2. С. 230-249. DOI 10.26907/2541-7746.2019.2.230-249

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Семенов А. А. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Москаленко Л. П. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Карпов В. В. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Сухотерин М. В. Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Выпуск журнала

№ 6 (83) Декабрь 2020