تحليل و مقايسه بار كمانش سازه‌هاي تخت مشبك تحت بار فشاري محوري

Analysis and comparison of buckling load of lattice flat structures under axial compression loading

پوسته‌هاي نازك تقويت‌شده با سازه‌هاي مشبك به‌طور گسترده‌اي در صنايع متعدد مهندسي به كار گرفته مي‌شوند. بررسي رفتار پايداري سازه‌هاي مشبك و تعيين بار كمانشي آنها تحت بار فشاري، مسئله‌اي است كه تا‌كنون مورد توجه بسياري از محققين بوده و مطالعات گسترده‌اي در اين حوزه صورت پذيرفته است. در اين مقاله شبكه جديدي با نام داياكيوب معرفي شده و رفتار كمانشي آن ارزيابي مي‌شود. بدين منظور، ابتدا رفتار كمانشي 5 نوع پانل تخت مشبك رايج شامل ساختارهاي شش‌ضلعي، مثلثي، مربعي، لوزي و كاژومه تحت بار محوري فشاري مورد بررسي مي‌گيرد و رفتار آنها با شبكه داياكيوب مقايسه مي‌شود. تاثير چگالي شبكه به كار رفته در هر يك از ساختارها بر بار كمانشي اين سازه‌ها در شرايط مرزي‌ گوناگون تحليل مي‌شود. با توجه به تفاوت جرم نمونه‌ها از پارامتر بار بحراني ويژه (نسبت بار كمانش به جرم سازه) براي مقايسه رفتار كمانشي پانل‌ها استفاده مي‌شود. با استفاده از مدل‌سازي اجزاي محدود و تحليل عددي، شبكه‌اي كه داراي بالاترين بار كمانشي در هر شرايط مرزي است مشخص ميگردد. نتايج نشان مي‌دهد در صورتي كه لبه‌هاي بار‌گذاري نشده در پانل‌هاي مشبك داراي تكيه‌گاه ساده باشند، شبكه جديد داياكيوب داراي بالاترين پايداري كمانشي در مقايسه با ساير ساختارها خواهد بود. در نهايت، صحت نتايج عددي بدست آمده براي دو نمونه از ساختارها شامل شبكه شش ضلعي و داياكيوب به صورت تجربي مورد آزمايش قرار گرفته و صحت نتايج عددي تاييد مي‌گردد.

Thin sheets stiffened with lattice structures are used widely in many engineering industries. Investigation of stability behavior for the grid structures and determination of the buckling load under compressive loads is an issue that has attracted the attention of many researchers; and extensive studies have been done in this field. In this paper, a new grid called Diacube is introduced and its buckling load is examined. For this aim, first, the buckling behavior of 5 common types of stiffened flat lattice panels containing hexagonal, triangular, square, diamond and kagome grid are investigated under compressive axial load; and the results are compared with Diacube grid. The effect of network density used in each structure on the buckling of these structures will be studied under different boundary conditions. In addition to common grids,. Regarding to the mass difference of samples, specific critical load parameter (the buckling load to mass ratio) is used for comparison between the structures. Using the finite element modeling and numerical analysis, the grid that has the highest buckling load in each boundary condition is determined It is found that if unloaded edges in lattice panels are simply supported, this new Diacube grid will have the highest buckling load among all structures. Finally, validity of the numerical result obtained for two samples of the structures including hexagonal and Diacube grid is evaluated experimentally; and the numerical results are confirmed.