Large deformations and stability of bilayered elastic-plastic open conical shells

• Autorzy: Zielnica J.

Warianty tytułu

PL

Duże przemieszczenia i stateczność dwuwarstwowych sprężysto-plastycznych otwartych powłok stożkowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents large displacement stability analysis of an open bilayered conical shell loaded by longitudinal forces and uniformly distributed external pressure. The physical relations used in the elastic-plastic analysis are those of Nadai-Hencky deformation theory of plasticity. The virtual work principle is the basis to derive the strain energy expression, and the analysis is based on the energy minimization, where the total strain epsilon in the shell can be expressed in terms of reference surface strains and changes in curvature and these reference surface quantities can then be expressed in terms of displacement vector components. The Ritz method is accepted in order to derive the stability equations for the considered shell. The final form of stability equation, being a nonlinear function of the deflection function parameter, makes possible to trace the equilibrium paths for the shell under consideration. An iterative computer algorithm was elaborated to analyze the shells in elastic, elastic-plastic or in totally plastic prebuckling stale of stress.

PL

W pracy przedstawiono analizę dużych przemieszczeń i stateczności otwartej dwuwarstwowej powłoki stożkowej obciążonej równomiernie rozłożonymi siłami wzdłużnymi i poprzecznym ciśnieniem. Przyjęte związki konstytutywne odpowiadają deformacyjnej teorii plastyczności Nadaia-Henckyego. Podstawowe równania stateczności wyprowadzono na drodze energetycznej, wykorzystując zasadę minimum energii odkształcenia powłoki, gdzie składowe odkształcenia w powłoce wyrażono za pomocą odkształceń i zmian krzywizn jej powierzchni podstawowej i składowych wektora przemieszczenia. W celu uzyskania równań stateczności zastosowano metodę Ritza. Końcowa postać równania stateczności, będącego nieliniową funkcją parametru funkcji ugięcia, umożliwia analizę ścieżek równowagi dla rozważanej powłoki. Opracowano iteracyjny algorytm komputerowy obliczeń numerycznych umożliwiający analizę powłok znajdujących się w sprężysto-plastycznym lub całkowicie plastycznym stanie naprężeń przed utratą stateczności.

Słowa kluczowe

PL

przemieszczenie; stateczność; powłoka dwuwarstwowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 45, nr 3
• Strony: 521--536
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il

Twórcy

autor

Zielnica J.

• Poznań University of Technology, Institute of Applied Mechanics

Bibliografia

• 1. D. BUSHNELL, Plastic buckling od various shells, Trans. ASME, Journal of Pressure Vessel Technology, 5, 105, 51-72, 1982.
• 2. J.G.A. CROLL, Axisymmetric elastic-plastic buckling of axial and pressure loaded cylinders, Proc. Inst. Civ. Engng., 16, 198, 1984.
• 3. R. KAO, Large deformations elastic-plastic buckling of spherical caps with initial imperfections, Computer and Structures, 11, 609-619, 1980.
• 4. J. MACIEJEWSKI, J. ZIELNICA, Nonlinear stability of a conical shell in elastic-plastic region [in Polish], Engineering Transactions, 32, 3, 361-380, 1984.
• 5. J. SORIĆ, W. ZAHLTEN, Elastic-plastic analysis of internally pressurized torispherical shells, Thin-Walled Structures, 22, 217-239, 1995.
• 6. J. ZIELNICA, Elastic-plastic buckling of sandwich conical shells under axial compression and external pressure, Bulletin de L'Academie Polonaise des Sciences, Ser. des Sci. Techniques, 29, 11-12, 239-251, 1981.
• 7. J. ZIELNICA, Linearized equations of stability of an elastic-plastic conical shell including the effects of passive processes, Theoretical and Applied Mechanics, 22, 3-4, 423-432, 1984.
• 8. J. ZIELNICA, Stability of elastic-plastic conical shells [in Polish], PUT Transactions, 182, 1-271, 1987.
• 9. J. ZIELNICA, Stability equations of bilayered elastic-plastic conical shells [in Polish], Proc. on Thin-Walled Vessels Conf., Karlow, 14-17 June, pp. 95-98, 1998.