عنوان پایان‌نامه
المان جدید برای تحلیل دینامیکی پوسته ها با ضخامت متغیر
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1084;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37279
- تاریخ دفاع
- ۰۷ اردیبهشت ۱۳۸۷
- دانشجو
- مهران اسلامی نیا
- استاد راهنما
- رضا عطارنژاد
- چکیده
- پوسته ها با ضخامت متغیر به طور عمده در سازه های برجهای خنک کننده نیروگاه ها، دودکشهای بلند و یا بالهای هواپیما مورد استفاده قرار می گیرد، که در تمامی این موارد تحلیلهای دینامیکی از اهمیت ویژه ای بر خوردار هستند. امروزه برای تحلیل پوسته ها به طور معمول از المانها و اجزای مسطح یا خمیده استفاده می شود که در تمام نقاط این نوع المانها ضخامت ثابت در نظر گرفته می شود. بنابراین برای تحلیل پوسته ها با ضخامت متغیر باید سازه ی مورد نظر را به المانهای کوچکتری که بتوان آنها را با تقریب مناسبی المانهایی با ضخامت ثابت در نظر گرفت، تقسیم کرده و تحلیل مورد نظر را انجام داد. در تحلیلهای دینامیکی که دارای حجم بالایی از محاسبات هستند این تعداد زیاد باعث کاهش چشمگیری در سرعت و دقت محاسبات می شود . به همین دلایل نیاز به المان جدید جهت تحلیل دینامیکی پوسته ها با ضخامت متغیر می باشد. در این پایان نامه ابتدا با استفاده از روش نرمی و روش تبدیل دیفرانسیلی به ارائه ی توابع شکل دقیق استاتیکی و دینامیکی برای تیرهای مستقیم پرداخته و سپس روش را در تعیین تیرهای خمیده به کار برده و برای این گونه از سازه ها توابع شکل دقیق ارائه می شود. دقت این توابع شکل به حدی است که در تحلیل سازه ها تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی و تعیین فرکانسهای نوسان طبیعی با تعداد کمی المان جوابهای دقیق حاصل می شود. در نهایت با استفاده از این توابع شکل دقیق برای تیرهای خمیده پوسته های عمومی را مورد بررسی قرار داده و یک المان جدید برای پوسته های عمومی با ضخامت متغیر ارائه می کنیم. با تحلیل مثالهای متنوع دقت روش جدید را با نتایج المانهای مسطح که به صورت گسترده برای تحلیل پوسته ها مورد استفاده قرار می گیرد، مقایسه کرده و کارایی بالای روش جدید را نشان می دهیم.
- Abstract
- Shells with variable thickness are considerably employed in Cooler Tower in power stations, High Smokestacks in industrial structures, or in Wings of Planes. Dynamic analysis of these structures is principally important and nowadays flat or curved elements which have constant thickness in all interior points are generally used. To analyze of the shells with variable thickness, therefore, they should be divided to smaller elements which could be considered approximately with constant thickness. Large number of elements in dynamic analysis which includes large volume of computation causes to decrease the accuracy and the performance of calculation. As a result, a new element for dynamic analysis for shells with variable thickness is required. In this thesis, primarily, new exact static and dynamic shape functions obtained by flexibility method and differential transform are presented. Then, the method is employed to obtain exact shape functions for planar curved beams. Noticeable accuracy of these shape functions causes that analysis results of structures under static and dynamic loads and their natural frequency could be calculated precisely by using few number of elements. Finally, general shells with variable thickness are analyzed by using these exact shape functions of curved beams, and a new element are presented for them. The performance and accuracy of this new method will be shown by analysis of various structures and comparing with results of employing ordinary flat elements which are used widely in practical dynamic analysis.
