Basınç Rijitliğinin Hidrostatik Basınç Etkisi Altındaki Katmanlı Kompozit Silindirlerin Burulmalı Burkulmalarına Etkisi

Bu çalışmada hidrostatik basınç altındaki ince ve orta kalınlıkta katmanlı kompozit kusursuz silindirlerin burkulmasında basınç rijitliğinin etkisi araştırılmıştır. Sayısal neticeler dejenere-eğri bir kabuk elemanı kullanılarak elde edilmiştir. Öncelikle bir doğrulama problem çözülmüş ve eleman basınç rijitliğini içeren stabilite tahkiki için doğrulanmıştır. Daha sonra, dik-açılı ve eğik-açılı katmanlı kompozit silindirler seçilen uzunluk/çap değerleri ve katman düzenleri için incelenmiştir. Elde edilen neticeler basınç rijitliğinin özellikle kalın otrotropik silindirlerde burulmalı burkulmayı engellediğini göstermektedir.

THE INFLUENCE OF PRESSURE STIFFNESS ON THE TORSIONAL BUCKLING OF LAMINATED COMPOSITE CYLINDERS UNDER EXTERNAL HYDROSTATIC PRESSURE

In this study, the influence of pressure stiffness on the torsional buckling of thin andmoderately thick laminated composite perfect cylinders under external hydrostatic pressure isinvestigated. A degenerated-curved shell element is used to obtain the numerical results. First, averification problem is solved and the element is validated for stability analysis including pressurestiffness. Then, cross-ply and angle-ply laminated composite cylinders are examined for selected lengthradius ratios and stacking sequences. The results obtained show that, pressure stiffness may have astabilizing effect against torsional buckling especially for thick orthotropic cylinders.

___

  • Seide P, Weingarten VI, Peterson JP., 1968, “Buckling of thin-walled circular cylinders”, NASA SP-8007.
  • Nemeth MP, Starnes Jr JH., 1998, “The NASA monographs on shell stability design recommendations: a review and suggested improvements”, NASA-TP1998-206290, National Aeronautics and Space Administration, Langley Research Center.
  • Koiter, W. T. 1967, “General equations of elastic stability for thin shells”, In: Proceedings, Symposium on the Theory of Shells to Honor Lloyd Hamilton Donnett pp. 187-227.
  • Schokker, A., Sridharan, S., Kasagi, A., 1996, “Dynamic buckling of composite shells”, Computers & Structures, 59(1), 43-53.
  • Sridharan, S., Kasagi, A., 1997, “On the buckling and collapse of moderately thick composite cylinders under hydrostatic pressure”, Composites Part B, 28B, 583-596.
  • Kardomateas, G.A., 1996, “Benchmark three-dimensional elasticity solutions for the buckling of thick orthotropic cylindrical shells”, Composites Part B, 27B, 569-580.
  • Kardomateas, G.A., 2000, “Effect of normal strains in buckling of thick orthotropic shells”, Journal of Aerospace Engineering, ASCE, 13(3), 85–91.
  • Cagdas IU, Adali S., 2011“Buckling of cross-ply cylinders under hydrostatic pressure considering pressure stiffness”, Ocean Engineering, 38: 559-569.
  • Cagdas, I. U. 2017, “Optimal design of variable stiffness laminated composite truncated cones under lateral external pressure”, Ocean Engineering, 145, 268-276.
  • Smitha, K. K., Nandakumar, C. G., 2018,“Assessment of Collapse Pressure of Laminated Composite Subsea Shells Subjected to Hydrostatic Follower Force”, Journal of The Institution of Engineers (India): Series A, 99(4), 617-626.
  • Khayat, M., Poorveis, D., Moradi, S., Hemmati, M., 2016,“Buckling of thick deep laminated composite shell”, Structural Engineering and Mechanics, 58(1), 59-91.
  • Khayat, M., Poorveis, D., Moradi, S., 2017, “Semi-Analytical Approach in Buckling Analysis of Functionally Graded Shells of Revolution Subjected to Displacement Dependent Pressure”, Journal of Pressure Vessel Technology, 139(6), 061202.
  • Basaglia, C., Camotim, D., & Silvestre, N., 2019, “GBT-based buckling analysis of steel cylindrical shells under combinations of compression and external pressure”, Thin-Walled Structures, 144, 106274.
  • Kant, T., 1992, “A general fibre-reinforced composite shell element based on a refined shear deformation theory”, Computers & Structures, 42(3), 381-388.
  • Cagdas, I. U., Adali, S., 2012a, “Effect of Fiber Orientation on Buckling and First-Ply Failures of Cylindrical Shear-Deformable Laminates”, Journal of Engineering Mechanics, 139(8), 967-978.
  • Cagdas, I., Adali, S., 2012b, “Design of a laminated composite variable curvature panel under uniaxial compression”, Engineering Computations: International Journal for Computer-Aided Engineering and Software, 29(1), 48-64.
  • Ram, K. S., Babu, T. S., 2002,“Buckling of laminated composite shells under transverse load”, Composite Structures, 55(2), 157-168.
  • Barbosa, J. A. T., Ferreira, A. J. M., 2009“Geometrically nonlinear analysis of functionally graded plates and shells”, Mechanics of Advanced Materials and Structures, 17(1), 40-48.
  • Bakshi, K., Chakravorty, D., 2014,“Geometrically linear and nonlinear first-ply failure loads of composite cylindrical shells”, Journal of Engineering Mechanics, 140(12), 04014094.
  • Öner, G. A., Temiz, Ş., Akbulut, H., Özel, A. 2007, “İnce cidarlı, çapraz takviyeli, tabakalı kompozit tüplerde sonlu elemanlar yöntemi ile burulmalı burkulma analizi”, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 9(1), 35-44.
  • Shen, K. C., Pan, G., Lu J., 2017, “Buckling and layer failure of composite laminated cylinders subjected to hydrostatic pressure”, Science and Engineering of Composite Materials , 24(3), 415-422.
  • Reddy, J. N., 2003,Mechanics of laminated composite plates and shells: theory and analysis. CRC press. Messager, T., Pyrz, M., Gineste, B., Chauchot, P., 2002, “Optimal laminations of thin underwater composite cylindrical vessels”, Composite Structures, 58(4), 529-537.
Konya mühendislik bilimleri dergisi (Online)-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Yayıncı: Konya Teknik Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

TRAFİK KAYNAKLI ÇEVRESEL GÜRÜLTÜ KONTROLÜNDE ÇİMENTO BAĞLAYICILI DÜZ LEVHALARIN GÜRÜLTÜ BARİYER SİSTEMLERİNDE KULLANILABİLİRLİĞİ ÜZERİNE SİMÜLATİF BİR ANALİZ

Ebru KAYA, Lütfullah GÜNDÜZ

ZASEY’E DAYALI HARMONİKLİ YÜK VE DENGESİZ BESLEME GERİLİMİ ALTINDA TRANSFORMATÖRÜN İNDİRGENMESİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Atabak NAJAFİ

SANDVİÇ KOMPOZİTLERDE ÇEKİRDEK KALINLIĞININ VE KARBON LİF YÖNLENMELERİNİN BASMA VE EĞİLME DAYANIMLARINA ETKİSİ

Erdem Selver, Serhat Osmanoğlu, Muharrem İmal

2007 VE 2018 TÜRK DEPREM YÖNETMELİKLERİNE GÖRE YEREL ZEMİN SINIFLARININ YAPILARDAKİ BURULMA DÜZENSİZLİĞİNE ETKİSİ

Ali DEMİR, Kabil ÇETİN, Taha Yasin ALTIOK

13B Wankel Motorunda Ateşleme Avansının Yanma, Yakıt Tüketimi ve Emisyona Etkileri

Osman Akın KUTLAR, Ömer CİHAN, Abdurrahman DEMİRCİ, Hüseyin Emre DOĞAN

BETONARME KİRİŞLERİN ŞEKİL DEĞİŞTİRME ESASLI HASAR SINIRLARININ ARAŞTIRILMASI

Saeid FOROUGHİ, Rohullah JAMAL, S. Bahadır YÜKSEL

KARABÜK ÜNIVERSITESI KAMPÜS ATIKSULARININ “PHRAGMITES AUSTRALIS” VE “ALOE VERA”BITKILERI ILE YAPAY SULAK ALANLARDA ARITIMI

Ertuğrul ESMERAY, Özlem ARMUTCU

AISI 304 PASLANMAZ ÇELİK SACIN HİDROMEKANİK DERİN ÇEKİLMESİ

Mevlüt TÜRKÖZ

Zihinsel Sağlık için Markov Karar Süreci Yaklaşımı

Yasin GÖÇGÜN

AISI 1040 Çeliğinin Kuru ve Islak Koşullarda Delinmesinin Deneysel ve İstatistiksel İncelenmesi

Murat ÖZSOY, Neslihan ÖZSOY