چکیده مقاله
کمانش پوسته های نیم کره ای فلزی تحت فشار خارجی یکی از مسائل اساسی در طراحی سازه های پوسته ای در صنایع مکانیک، نفت و گاز، هوافضا و مخازن تحت فشار به شمار می رود، زیرا این سازه ها به دلیل نسبت بالای شعاع به ضخامت، حساسیت زیادی نسبت به ناپایداری های الاستیک و نقص های هندسی دارند در شرایط واقعی بهره برداری، این پوسته ها اغلب در معرض خوردگی سطح بیرونی قرار می گیرند که موجب کاهش موضعی ضخامت، تمرکز تنش و تغییر مسیر انتقال نیرو شده و ظرفیت باربری سازه را به طور چشمگیری کاهش می دهد از سوی دیگر، پارامترهای موثر بر کمانش، از جمله خواص مکانیکی مصالح، ضخامت موثر، عمق و گستره خوردگی و نقص های اولیه ساخت، ماهیتی غیرقطعی داشته و با پراکندگی آماری همراه هستند، در حالی که اغلب روابط تحلیلی موجود بر مبنای مقادیر قطعی ارائه شده اند هدف این پژوهش، مدلسازی عدم قطعیت در پیش بینی فشار بحرانی کمانش پوسته نیم کره ای فلزی دارای خوردگی سطح بیرونی تحت فشار خارجی و ارائه چارچوبی تحلیلی–عددی برای ارزیابی ایمنی واقعی سازه است در این مطالعه، ابتدا روابط تحلیلی کلاسیک برای پیش بینی فشار بحرانی استخراج و مبنای مقایسه قرار گرفتند، سپس مدل عددی سه بعدی پوسته نیم کره ای با در نظر گرفتن کاهش موضعی ضخامت ناشی از خوردگی توسعه داده شد در ادامه، عدم قطعیت پارامترهای کلیدی با استفاده از رویکرد طراحی آماری و شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفت و توزیع احتمالاتی فشار بحرانی کمانش استخراج شد نتایج نشان داد که خوردگی سطح بیرونی حتی در مقادیر کم می تواند کاهش قابل توجهی در فشار بحرانی ایجاد کند و این کاهش به صورت غیرخطی با افزایش عمق خوردگی تشدید می شود همچنین مشخص شد که در نظر نگرفتن عدم قطعیت پارامترها منجر به بیش برآورد ظرفیت باربری و برآورد غیرایمن عملکرد سازه می شود تحلیل های آماری نشان داد که توزیع فشار بحرانی دارای دنباله ای به سمت مقادیر کمتر است که بیانگر احتمال وقوع کمانش در فشارهایی پایین تر از مقدار میانگین می باشد بررسی حساسیت پارامترها نشان داد که ضخامت موثر و عمق خوردگی بیشترین تاثیر را بر تغییرات فشار بحرانی دارند، در حالی که خواص مکانیکی مصالح نقش ثانویه ایفا می کنند مقایسه نتایج مدل های تحلیلی و عددی نشان داد که روابط تحلیلی تمایل به بیش برآورد فشار بحرانی در حضور خوردگی دارند، در حالی که مدل عددی توسعه یافته قادر است اثرات تمرکز تنش و ناهمگنی ضخامت را با دقت بیشتری لحاظ کند چارچوب پیشنهادی این پژوهش با ترکیب تحلیل تحلیلی، شبیه سازی عددی و ارزیابی احتمالاتی، امکان پیش بینی فشار بحرانی در قالب بازه اطمینان و سطح ریسک را فراهم می آورد و می تواند به عنوان ابزاری کارآمد برای طراحی ایمن، بهینه سازی وزن سازه و برنامه ریزی نگهداری پیشگیرانه در پوسته های نیم کره ای فلزی مورد استفاده قرار گیرد
کلیدواژهها
نویسندگان
امیر حسین مجیدیان
۱ دانشجوی مقطع دکتری رشته مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
سید محمد جعفری
۲ استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
سید حسین دیباجیان
۳ استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
شیوه ارجاع
مجیدیان، امیر حسین و جعفری، سید محمد و دیباجیان، سید حسین،1404،مدلسازی عدم قطعیت در پیش بینی کمانش نیم کره فلزی دارای خوردگی سطح بیرونی پوسته نیم کره فلزی تحت فشار خارجی یکنواخت،بیست و نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک،شیروان
ارائهشده در
مجموعه مقالات بیست و نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک28 بهمن 1404 · شیروان