تحلیل عددی و تجربی کمانش نیم کره فلزیتحت فشار خارجی یکنواخت ساخته شده به روش شکل‌دهی چرخشی

Abstract

پوسته کروی به دلیل مقاومت به کمانش بالا، یک هندسه ایده آل برای استفاده در مخازن تحت فشار یکنواخت خارجی است. فشار فرو ریزش این گونه سازه‌ها به دلیل حساسیت زیاد به نواقص ساخت و تنش تسلیم ماده بسیار کمتر از مقدار تئوری آن می‌باشد. فشار فروریزش پوسته‌های کروی بر خلاف پوسته‌های استوانه‌ای، تنها به میزان نقص وابسته نیست و به شکل نقص نیز بسیار وابسته است. از آنجایی که شکل نقص وابسته به روش ساخت پوسته دارد، بنابراین لازم است تاثیر روش ساخت بر فشار فروریزش بررسی شود. این مقاله بر مطالعه تجربی و عددی کمانش پوسته نیم کروی ساخته شده به روش شکل‌دهی چرخشی متمرکز شده است. مهمترین مشکل این روش شکل دهی عدم کنترل بر ضخامت است. در مقابل، در این روش نواقص آن به صورت متقارن محوری است که از مزایای این روش شکل‌دهی به شمار می‌آید. در این مقاله تحلیل کمانش ناشی از تغییرات قطر و تحلیل کمانش ناشی از تغییرات ضخامت به صورت مجزا و همزمان، انجام شده است. نشان داده شده است که تغییرات ضخامت در شکل‌دهی چرخشی در تحلیل فرو ریزش پوسته‌ها باید در نظر گرفته شود. به کمک مقایسه نتایج عددی و تجربی نشان داده شده به کمک المانهای حجمی مرتبه 2، تغییرات ضخامت و شرایط مرزی با دقت بالاتری نسبت به المان پوسته قابل اعمال است.