آنالیز تحلیلی و عددی تغییر شکل در صفحات بدنه قید و بندها

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

doi
10.22044/jsfm.2022.11760.3572
چکیده

بدنه قید و بند از سه صفحه پایه، دوم و سوم تشکیل می‌شود که به‌صورت دو به دو عمود بر هم قرار گرفته‌اند. طراحی این صفحات بر اساس مقدار تغییر شکل الاستیک آن‌ها تحت بارهای اعمالی انجام می‌شود. با توجه به شرایط مرزی و نیرویی متفاوتی که هریک از این صفحات دارند، طراحی آن‌ها باید بصورت مجزا انجام شود. در پژوهش حاضر، مدل‌های تحلیلی بر اساس تئوری پوسته‌ها و ورق‌ها برای محاسبه مقدار تغییر شکل صفحه پایه، دوم و سوم بدنه قید و بند ارائه شده است. برای طراحی صفحه پایه، از روش ناویر (حل سری دوبل) برای محاسبه مقادیر تغییر شکل استفاده شد که در آن، تغییر شکل ورق در قالب سری فوریه مدل شده و ضرایب این سری بر اساس نیروها و گشتاورهای اعمالی محاسبه شدند. برای محاسبه تغییر شکل در صفحات دوم و سوم بدنه از معادله لاگرانژ و حل معادله دیفرانسیل حاکم بر ورق (صفحه قید و بند) با اعمال شرایط مرزی و نیرویی بر آن استفاده شد. برای راستی‌آزمایی پیش‌بینی مدل تحلیلی، از روش عددی در قالب شبیه‌سازی در نرم-افزار آنالیز المان محدود استفاده شد. مقدار بیشینه تغییر شکل صفحه پایه از آنالیز عددی برابر با 021/2 میلی‌متر بدست آمد که بیانگر بیشینه خطای تحلیل برابر با 7/4% بود. همچنین، بیشینه تغییر شکل الاستیک برای صفحه دوم و سوم از تحلیل به‌ترتیب برابر با 0412/0 و 0392/0 میلی‌متر از آنالیز عددی محاسبه شد که بیانگر بیشینه خطای تحلیل برابر با 4/1 درصد بود.