تحلیل دینامیکی استوانه جدار ضخیم بلند تحت فشار داخلی دینامیکی با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالا

Abstract

طراحی لوله‌های انتقال گاز، لوله‌های تفنگ، لوله‌های موتور انفجار در جت و غیره همگی مرتبط با مساٴله لوله تحت بارگذاری داخلی دینامیکی می‌باشند. در مقاله حاضر پاسخ دینامیکی پوسته استوانه‌ای جدار ضخیم، تحت بارگذاری داخلی دینامیکی با در نظر گرفتن تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالا و مقایسه آن با تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول میرسکی- هرمان مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است و اثر اینرسی دورانی و تغییر شکل‌های برشی عرضی در معادله‌های حاکم بر سامانه دینامیکی در نظر گرفته شده است. بدین منظور ابتدا معادلات حرکت پوسته استوانه‌ای توسط اصل همیلتون به‌دست می‌آیند سپس معادله‌های حرکت پاره‌ای به دست آمده، با تغییر متغیر به معادله‌های دیفرانسیلی معمولی تبدیل می‌شوند که با این روش، مساٴله به صورت تحلیلی تحت انواع بارگذاری‌های دینامیکی بدون در نظر گرفتن اثر شرایط مرزی دو سر استوانه با فرض بلند بودن طول آن قابل حل است. همچنین مساٴله مورد نظر توسط روش اجزای محدود با استفاده از نرم افزار آباکس مدل سازی و سابروتین نویسی شده و با نتایج حل تحلیلی صحه‌گذاری شده است. مقایسه نتایج روش تحلیلی مرتبه بالا و مرتبه اول با روش اجزا محدود نشان می‌دهد که تئوری مرتبه بالای استفاده شده برای محاسبه پاسخ دینامیکی استوانه جدار ضخیم در نواحی دورتر از لایه میانی دقیق‌تر و مطلوب‌تر است.