كمانش ورق هاي مستطيلي با ضخامت متغير: مطالعه تحليلي و عددي

Buckling of rectangular plates with variable thickness: an analytical and numerical study

در اين مقاله كمانش ورق‌هاي مستطيلي با ضخامت متغير تحت بارهاي درون صفحه‌اي بررسي شده است. هر سازه ورقي تحت بار فشاري ممكن است در سطح مشخصي از مقدار بار دچار كمانش شده و پايداري خود را از دست بدهد. در تحليل پايداري سازه با ضخامت كم، تعيين بار كمانشي مهم و ضروري است. بار كمانش به برخي از پارامترها از قبيل هندسه سازه، شرايط مرزي و نوع بارگذاري بستگي دارد. در اين مقاله، مقدار بار كمانشي به ازاي تغييرات ضخامت ورق با الگوهاي مختلف و شرايط مرزي گوناگون به دست آمد. براي تغييرات ضخامت حالت هاي مختلفي مانند نحوه تغييرات، محل شروع، و شدت تغييرات بررسي شده است. بار كمانش با استفاده از روش گالركين و نيز روش‌هاي عددي محاسبه شد و با نتايج موجود مقايسه شده است. نتايج نشان داد كه دامنه تغييرات ضخامت مهمترين پارامتر مؤثر بر كاهش بار كمانشي است. براي ورق با لبه هاي گيردار اثر اين پارامتر ها محسوس‌تر مي باشد همچنين تغييرات نامتقارن ضخامت نيز اثر قابل ملاحظه اي بروي بار كمانشي خواهد داشت.

In this paper, the buckling of rectangular sheets with variable thickness under in-plane loads is investigated. Each sheet structure under compressive load may buckle at a certain level of load and lose its stability. In analyzing the stability of a low-thickness structure, determining the buckling load is important and necessary. The buckling load depends on some parameters such as geometric features, boundary conditions and type of loading. In this paper, the amount of buckling load was obtained for changes in sheet thickness with different patterns and different boundary conditions. For thickness changes, various modes such as how the changes, starting location, and intensity of the changes are examined. The buckling load was calculated using the Galerkin method as well as numerical methods and compared with the available results. The results showed that the amplitude of thickness changes is the most important parameter affecting the reduction of buckling load. For sheets with trapped edges, the effect of these parameters is more noticeable. Also, asymmetric thickness changes will have a significant effect on the buckling load.