Properties of numerical solution of the deformation and stability problem in shallow conical shells under external pressure

• Autorzy: Krasovsky V. , Karasev A.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.016.008

Warianty tytułu

PL

Właściwości rozwiązania numerycznego zadania deformacji i stateczności małowyniosłych powłok stożkowych poddanych działaniu ciśnienia zewnętrznego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents an analysis of a numerical solution in the ANSYS software to three problems related to determination of deformations and stability of closed shallow conical shells under external pressure: 1) linear (bifurcation) problem of determining the critical pressure; 2) geometrically non-linear problem of shell deformation and buckling to determine the limit pressure using axisymmetric finite elements (FE); 3) solution to the same problem as set out in 2, yet using 4-node shell elements. The solutions presented in the paper concern the stationary state of a simply supported and fixed shell. Shallow conical shells are applied as load bearing and protective elements of bridge structures.

PL

W pracy wykonano analizę rozwiązania numerycznego w środowisku oprogramowania ANSYS trzech zadań wyznaczenia deformacji i stateczności zamkniętych małowyniosłych powłok stożkowych, poddanych działaniu ciśnienia zewnętrznego: 1) zadania liniowego (bifurkacyjnego) określenia wartości krytycznej ciśnienia; 2) geometrycznie nieliniowego zadania deformacji i wyboczenia powłoki oraz wyznaczenia ciśnienia granicznego przy wykorzystaniu osiowo-symetrycznych elementów skończonych (ES); 3) rozwiązania zadania 2, lecz przy wykorzystaniu czterowęzłowych elementów powłokowych. Przedstawiono rozwiązania stanu stacjonarnego powłoki swobodnie podpartej i utwierdzonej. Małowyniosłe powłoki stożkowe wykorzystywane są jako elementy nośne i ochronne konstrukcji mostowych.

Słowa kluczowe

EN

external pressure; deformations; numerical solution; shallow conical shell; software package; stability

PL

ciśnienie zewnętrzne; deformacje; pakiet oprogramowania; rozwiązanie numeryczne; stateczność; stożkowa powłoka małowyniosła

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 15, no. 2
• Strony: 117--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krasovsky V.

• Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture; Czerniszevskovo 24a blvd, 49600 Dnipropetrovsk, Ukraine

autor

Karasev A.

• Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture; Czerniszevskovo 24a blvd, 49600 Dnipropetrovsk, Ukraine

Bibliografia

• 1. Alumae N.A.: Ob opredelenii sostoyaniy ravnovesiya krugovoy konicheskoy obolochki pri osesimmetrichnyih nagruzkah. Prikladnaya Matematika i Mehanika, 17, 5, 1953, 23-26
• 2. Bajlaard P.P.: Buckling of conical shells under external pressure. NASA TN D-1510, 1962
• 3. Weingarten V. I., Seide P.: Elastic stability of thin-walled cylindrical and conical shells under combined external pressure and axial compression. AIAA Journal, 3, 5, 1965, 913-920
• 4. Grigolyuk E.I., Kabanov V.V.: Ustoychivost obolochek. Nauka, Moskwa, 1978
• 5. Dubois F.: Űber die Festigkeit der Kegelschale. Technische Hochschule, Zűrich, 1917
• 6. Hoff N.J., Singer J.: Buckling of circular conical shells under external pressure. Proceedings of the International Union of Theoretical and Applied Mechanics, Symposium on the Theory of Thin Elastic Shells, Delt, Holland, 1959, 363-388
• 7. Singer J. et al.: Buckling of isotropic, orthotropic and ring-stiffened conical shells. Israel Institute of Technology, Haifa, 1963
• 8. Mikhasev G.I., Tovstik P.E.: Ustoychivost konicheskih obolochek pod deystviem vneshnego davleniya. Mehanika Tvyordogo Tela, 4, 1990, 99-104
• 9. Mushtari J.M., Galimov K.Z.: Nelineynaya teoriya uprugih obolochek. Tatknigoizdat, Kazan, 1957
• 10. Miursepp P.V.: Ob opredelenii kriticheskih nagruzok konicheskih i tsilindricheskih obolochek. Teoriya plastin i obolochek. Izd-vo Akademia Nauk Arm. SSR, Erewan, 1964
• 11. Preobrazhenskij I.N., Grischak V.Z.: Ustoychivost i kolebaniya konicheskih obolochek. Maszynostroienie, Moskwa, 1986
• 12. Roditelev K.A.: Eksperimentalno-teoreticheskoe issledovanie ustoychivosti gladkih konicheskih obolochek pod vneshnim davleniem. Otd. nauch.-issled. inform, Moskwa, 1956
• 13. Vibornov V.G., Satchenkov A.V.: Teoreticheskoe i eksperimentalnoe issledovanie ustoychivosti konicheskih obolochek. Issledovaniya po teorii plastin i obolochek, VI-VII, 1968, 451-480
• 14. Seide P.: A survey of buckling theory and experiment for circular conical shells of constant thickness. Collected Papers on Instability of Shell Structures. NASA TN D-1510, 1962, 401-426
• 15. Schiffner K.: Stress and stability investigations on thin-walled conical shells for axially symmetric boundary conditions. NASA TM-X-59676, 1967
• 16. Valishvili N.V.: Neosesimmetrichnyie zadachi pologih obolochek vrascheniya pri konechnyih peremescheniyah. Trudyi X Vsesoyuznoy konferentsii po teorii obolochek i plastin, Metsnierba, Tbilisi, 1, 1, 1975, 539-551
• 17. Volmir A.S.: Gibkie plastinyi i obolochki. Gostehizdat, Moskwa, 1956
• 18. Volmir A.S.: Ustoychivost deformiruemyih sistem. Nauka, Moskwa, 1967
• 19. Galimov K.Z.: Osnovyi nelineynoy teorii tonkih obolochek. Izd-vo Kazan un-ta, Kazan, 1975
• 20. Kornishin M.S.: Nelineynyie zadachi teorii plastin i pologih obolochek i metodyi ih resheniya. Nauka, Moskwa, 1964
• 21. Novozhilov V.V.: Teoriya tonkih obolochek. Sudostroenie, Leningrad, 1962
• 22. Schkutin L.I.: Opredelenie kriticheskoy velichinyi davleniya dlya pologih konicheskih obolochek. Trudyi VI Vsesoyuznoy konferentsii po teorii obolochek i plastin. Nauka, Moskwa, 1966, 849-852
• 23. Shkutin L.I.: Chislennyiy analiz osesimmetrichnyih form vyipuchivaniya konicheskih obolochek. Prikladnaya Mehanika i Tehnicheskaya Fizika, 42, 6, 2001, 159-165
• 24. Shubin I.A., Shkutin L.I.: Eksperimentalnoe issledovanie ustoychivosti pologih konicheskih obolochek pri staticheskom nagruzhenii davleniem. Prikladnaya Mehanika, 2, 6, 1966, 63-70
• 25. Krasowski R., Prokopalo E., Varyanitchko M.: Ustoychivost pologih konicheskih obolochek pri vneshnem davlenii v fizicheskom i chislennom eksperimente. Novini nauki PridnIprov'ya. Inzhenerni Nauki, 2, 2005, 20-31
• 26. Krasowski R., Prokopalo E., Varyanitchko M.: Eksperimentalnoe i teoreticheskoe issledovanie ustoychivosti zamknutyih pologih konicheskih obolochek pri vneshnem davlenii. Theoretical Foundations of Civil Engineering. Polish-Ukrainian Transactions Dniepropietrowsk, 13, 2005, 175-188
• 27. Karasev A.G.: Initial imperfection influence on the buckling load of closed elastic isotropic shallow conical shells. Mathematics and Mechanics of Solids, 21, 4, 2014, 444-453 DOI: 10.1177/1081286514526082
• 28. ANSYS Inc. Academic Research, Release 13.0, Help System, Mechanical Analysis Guide

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.