Parametric analysis of the stability and load carrying capacity of prismatic segment shells subjected to compression.

• Autorzy: Królak M. , Kołakowski Z. , Kubiak T.

Warianty tytułu

PL

Analiza parametryczna stateczności i nośności pryzmatycznych segmentów powłokowych poddanych ściskaniu.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study is devoted to a parametric analysis of the stability and load carrying capacity of prismatic segment shells built of rectangular section of cylindrical shells and subjected to compression. Segment shells (columns) with a constant cross-sectional area (weight) have been analysed and all the results obtained have been compared with the results obtained for the cylindrical shell with a radius R and a thickness tw. First, and influence of geometrical parameters of the cross-section of single layer isotropic shells has been analysed and such profiles have been sought for which the load carrying capacity is significantly higher than in the case of the cylindrical shell. Then, for a selected shape of the shell (apart from higher load carrying capacity, this choice could be influenced by other factors such as, e.g. easiness of manufacturing), an effect of the arrangement and thickness of orthotropic layers of the shell (laminate) on the stability and load carrying capacity has been investigated. The analysis has shown that one can design a segment shell made of the same orthotropic material and characterised by higher resistance to buckling and load carrying capacity than a single-layer cylindrical orthotropic shell. The results are depicted in the form of plots.

PL

Praca dotyczy analizy parametrycznej stateczności i nośności pryzmatycznych powłok segmentowych zbudowanych z prostokątnych wycinków powłok walcowych i poddanych ściskaniu. Analizowane są powłoki segmentowe (słupy) o stałej powierzchni przekroju poprzecznego (ciężarze) przy czym wszystkie uzyskane wyniki porównane są z wynikami uzyskanymi dla walcowej powłoki o promieniu R i grubości tw. Najpierw analizowano wpływ parametrów geometrycznych przekroju poprzecznego dla powłok jednowarstwowych izotropowych i poszukiwano takich kształtów przekroju przy których nośność była znacznie wyższa niż dla powłoki walcowej. W następnej kolejności, dla wybranego kształtu powłoki (na ten wybór oprócz większej nośności mogły mieć wpływ inne czynniki, np. łatwość wykonania) analizowano wpływ układu i grubości ortotropowych warstw powłoki (laminatu) również na stateczność i nośność. Analiza wykazała, że z tego samego materiału ortotropowego można zaprojektować powłokę segmentową warstwową o znacznie większej odporności na wyboczenie i o większej nośności w porównaniu z jednowarstwową powłoką walcową ortotropową. Wyniki analizy przedstawiono w postaci wykresów.

Słowa kluczowe

EN

stability; thin-walled structure; orthotropic material; multilayered laminate; parametric analysis; load carrying capacity; prismatic segment shell

PL

stabilność; struktura cienkościenna; materiał ortotropowy; laminat wielowarstwowy; analiza parametryczna; nośność; powłoka segmentowa pryzmatyczna

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. L, nr 2
• Strony: 125--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Królak M.

• Departament of Strength of Materials and Structures, Technical University of Lodz, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland

autor

Kołakowski Z.

• Departament of Strength of Materials and Structures, Technical University of Lodz, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland

autor

Kubiak T.

• Departament of Strength of Materials and Structures, Technical University of Lodz, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] Królak M., Kołakowski Z., Buckling and initial post-buckling behaviour of thin-walled shell and plate structures, Int. J. of Applied Mechanics and Engineering, 2002, vol. 7, No. 2, pp. 491-512.
• [2] Koiter W. Т., General theory of mode interaction in stiffened plate and shell structures, WTHD Report 590, Delft, 1976, 41 p.
• [3] Volmir A.S., Stability of deforming systems, Moscow, 1967 (in Russian).
• [4] Jones R.M., Mechanics of Composite Materials, International Student Edition, Tokyo, McGraw-Hill Kogakusha Ltd., 1975.
• [5] Pignataro M., Pizzi N., Luongo A., Stability, Bifurcation and Post-critical Behaviour of Elastic Structures, Elsevier, London, 1991.
• [6] Chandra R., Raju В.В., Post-buckling analysis of rectangular orthotropic plates, Int. J. of Mech. Sci., 1973, Vol. 16, pp. 81-89.
• [7] Towstik P.E., Stability of thin-walled shells, Moscow, 1995 (in Russian).
• [8] Królak M., Kowal-Michalska K., Świniarski J., Optimisation regarding local stability and strength of long multilayered plates subjected to compression, Engineering Transaction, 51, 1, 2003.