The influence of axial load on elastic buckling of shells of revolution

• Autorzy: Jasion P. , Magnucki K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ siły wzdłużnej na sprężyste wyboczenie powłok obrotowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the authors consider the influence of axial load on the stability of shells of revolution subjected to external pressure. Shells of different geometry are investigated with emphasis to barrelled shells. The variable quantities are length L and meridional radius of curvature R1 of a shell. The constant parameters are: thickness of the shell h, mass ms and reference radius r0. The material of shells is steel. Numerical calculations were performed in the ABAQUS system. All the shells considered in this paper were subjected to axial compression to determine the force corresponding to the loss of stability in such conditions. A part of this force is then used to preload shell before the buckling analysis in the conditions of external pressure is started. The buckling shapes for shells of different geometry are presented with and without the influence of axial load. The ability of controlling the buckling strength and shape is discussed.

PL

W pracy niniejszej rozważany jest wpływ siły osiowej na stateczność powłok obrotowych poddanych działaniu ciśnienia zewnętrznego. Badaniu poddane zostały powłoki o różnej geometrii z naciskiem na powłoki baryłkowe. Wielkościami zmiennymi są długość L i południkowy promień krzywizny R1 powłoki. Wielkości stałe to: grubość powłoki h, masa ms i promień odniesienia r0. Materiałem powłok jest stal. Badania numeryczne przeprowadzone zostały w systemie ABAQUS. Wszystkie rozważane powłoki zostały poddane osiowemu ściskaniu dla określenia siły odpowiadającej utracie stateczności w tych warunkach. Część tej siły została następnie użyta jako obciążenie wstępne przed przystąpieniem do analizy stateczności w warunkach działania ciśnienia zewnętrznego. Jako rezultat badań przedstawione zostały postacie wyboczenia powłok o różnym kształcie, powstałe przy uwzględnieniu działania sił wzdłużnych oraz bez ich uwzględniania. Przedyskutowana została możliwość sterowania odpornością konstrukcji na wyboczenie i kształtem wyboczenia.

Słowa kluczowe

EN

elastic buckling; shell of revolution; axial load; external pressure

PL

wyboczenie sprężyste; powłoka obrotowa; siła osiowa; ciśnienie zewnętrzne

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. LV, nr 2
• Strony: 93--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Jasion P.

autor

Magnucki K.

• Institute of Applied Mechanics, Poznań University of Technology, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland,

Bibliografia

• [1] Arbocz J., Starnes Jr J.H.: Future directions and challenges in shell stability analysis. Thin-Walled Structures, 2002, Vol. 40, No. 9, pp. 729-754.
• [2] Banichuk N.V.: Shape optimization for membrane shells of revolution. Doklady Physics, 2005, Vol. 50, No. 11, pp. 605-609.
• [3] Błachut J., Wang P.: Buckling of barrelled shells subjected to external hydrostatic pressure. JPVT, Trans ASME, 2001, Vol. 123, pp. 232-9.
• [4] Błachut J.: Buckling of externally pressurised barrelled shells: a comparison of experiment and theory. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2002, Vol. 79, pp. 507-517.
• [5] Gupta N.K., Venkatesh.: A study of the influence of diameter and wall thickness of cylindrical tubes on their axial collapse. Thin-Walled Structures, 2006, Vol. 44, No. 3, pp. 290-300.
• [6] Pedersen P. Terndrup, Jensen J. Juncher.: Buckling behaviour of imperfect spherical shells subjected to different load conditions. Thin-Walled Structures, 1995, Vol. 23, No. 1-4, pp. 41-55.
• [7] Pontov J., Dinkler D.: Limit loads of shells of revolution. In: Pietraszkiewicz, Szymczak. editors. Shell Structures: Theory and Applications. London, Taylor & Francis Group, 2006.
• [8] Shirshov V.P.: Local buckling of shells. In: Proc. II Vses. Konf. Teori Plastin i Obol, 1962, pp. 314-317 (in Russian).
• [9] Teng J.G.: Buckling of thin shells: Recent advances and trends. Applied Mechanics Review, 1996, Vol. 49, No 4, pp. 263-273.
• [10] Teng J.G., Hong T.: Postbuckling analysis of elastic shells of revolution considering mode switching and interaction. International Journal of Solids and Structures, 2006, Vol. 43, No. 3-4, pp. 551-568.