การสั่นอิสระแบบสมมาตรและแบบปฏิสมมาตรตามแนวแกนของโครงสร้างเปลือกบางไร้แรงดัดรูปทรงห่วงยางภายใต้แรงดันภายใน

Main Article Content

Komkorn Chaidachatorn
Weeraphan Jiammeepreecha
Sittisak Jamnam

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอการวิเคราะห์การสั่นอิสระแบบสมมาตรและแบบปฏิสมมาตรตามแนวแกนของโครงสร้างเปลือกบางไร้แรงดัดรูปทรงห่วงยางภายใต้แรงดันภายใน รูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้างเปลือกบางไร้แรงดัดรูปทรงห่วงยางภายใต้แรงดันภายในจะสามารถคำนวณได้จากหลักการของเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ การสร้างฟังก์ชันพลังงานของระบบโครงสร้างเปลือกบางไร้แรงดัดรูปทรงห่วงยางภายใต้แรงดันภายในจะอาศัยหลักการของงานเสมือนในเทอมของค่าการเสียรูปและใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ในการคำนวณหาค่าความถี่ธรรมชาติและโหมดการสั่นอิสระแบบสมมาตรและแบบปฏิสมมาตรตามแนวแกน ผลการวิเคราะห์เชิงตัวเลขที่แสดงค่าความถี่ธรรมชาติและโหมดการสั่นอิสระแบบสมมาตรและแบบปฏิสมมาตร ตามแนวแกนของโครงสร้างเปลือกบางไร้แรงดัดรูปทรงห่วงยางภายใต้แรงดันภายในที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงผลของความหนาและแรงดันภายในภายใต้ค่าพารามิเตอร์ของความเค้นคงที่, ความยาวรัศมีของหน้าตัด, แรงดันภายใน และโมดูลัสยืดหยุ่นของโครงสร้างได้นำเสนอในบทความนี้ จากผลการศึกษาพบว่าโหมดการสั่นของโครงสร้างเปลือกบางไร้แรงดัดรูปทรงห่วงยางภายใต้แรงดันภายในจะประกอบไปด้วยโหมดการสั่นแบบสมมาตรตามแนวแกนและแบบปฏิสมมาตร

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

ประเภทบทความ
บทความวิจัย ด้านวิศวกรรมศาสตร์

เอกสารอ้างอิง

[1] W. Jiammeepreecha, “Finite element analysis of toroidal membrane under external pressure,” UBU Engineering Journal, vol. 9, no. 2, pp. 47–56, 2016 (in Thai).

[2] B. Sun, “Closed-form solution of axisymmetric slender elastic toroidal shells,” Journal of Engineering Mechanics, vol. 136, no. 10, pp. 1281–1288, 2010.

[3] W. Jiammeepreecha and S. Chucheepsakul, “Nonlinear static analysis of an underwater elastic semi-toroidal shell,” Thin-Walled Structures, vol. 116, pp. 12–18, 2017.

[4] W. Jiammeepreecha, J. Suebsuk, and S. Chucheepsakul, “Nonlinear static analysis of liquid-containment toroidal shell under hydrostatic pressure,” Journal of Structural Engineering, vol. 146, no. 1, pp. 04019169-1–04019169-9, 2020.

[5] A. Y. T. Leung and N. T. C. Kwok, “Free vibration analysis of a toroidal shell,” Thin-Walled Structures, vol. 18, no. 4, pp. 317–332, 1994.

[6] R. S. Ming, L. Pan, and M. P. Norton, “Free vibrations of elastic circular toroidal shells,” Applied Acoustics, vol. 63, no. 5, pp. 513–528, 2002.

[7] X. H. Wang and D. Redekop, “Natural frequencies and mode shapes of an orthotropic thin shell of revolution,” Thin-Walled Structures, vol. 43, no. 5, pp. 735–750, 2005.

[8] J. H. Kang, “Vibration analysis of toroidal shells with hollow circular cross-section having variable thickness,” Journal of Engineering Mechanics, vol. 142, no. 9, pp. 04016058-1–04016058-9, 2016.

[9] K. Federhofer, “Zur schwingzahlberechnung des diinnwandigen hohlenreifens,” Ingr.-Arch, vol. 10-11, pp. 125–132, 1939–1940.

[10] A. A. Liepins, “Free vibrations of prestressed toroidal membrane,” AIAA Journal, vol. 3, no. 10. pp. 1924–1933, 1965.

[11] A. A. Liepins, Flexural vibrations of the prestressed toroidal shell, National Aeronautics and Space Administration, Washington D.C., Rep. NASA CR-296, 1965.

[12] Z. Fang, “Free vibration of fluid-filled toroidal shells,” Journal of Sound and Vibration, vol. 155, no. 2, pp. 343–352, 1992.

[13] T. Kosawada, K. Suzuki, and S. Takahashi, “Free vibrations of toroidal shells,” Bull of JSME, vol. 28, no. 243, pp. 2041–2047, 1985.

[14] A. K. Jha, D. J. Inman, and R. H. Plaut, “Free vibration analysis of an inflated toroidal shell,” Journal of Vibration and Acoustics, vol. 124, no. 3, pp. 387–396, 2002.

[15] W. Jiammeepreecha, “Effects of internal pressure and constraint volume on vibration of spherical membrane,” RMUTI Journal, vol. 10, no. 2, pp. 40–61, 2017 (in Thai).

[16] W. Jiammeepreecha, “Axisymmetric free vibration of fluid-filled membrane,” Engineering Journal Chiang Mai University, vol. 25, no. 3, pp. 66–78, 2018 (in Thai).

[17] W. Jiammeepreecha and S. Chucheepsakul, “Nonlinear axisymmetric free vibration analysis of liquid-filled spherical shell with volume constraint,” Journal of Vibration and Acoustics, vol. 139, no. 5, pp. 051016-1–051016-13, 2017.

[18] W. Jiammeepreecha and S. Chucheepsakul, “Nonlinear free vibration of internally pressurized axisymmetric spherical shell,” KMUTT Research and Development Journal, vol. 40, no. 4, pp. 509–532, 2017 (in Thai).

[19] K. Chaidachatorn, J. Supromwan, K. Thipyotha, and W. Jiammeepreecha, “Nonlinear static response and free vibration of pressurized semi-torus,” presented at the Proceedings of the 25th National Convention on Civil Engineering, Chonburi, Thailand, July. 15-17, 2020.

[20] H. L. Langhaar, Foundations of Practical Shell Analysis. Illinois: Department of Theoretical and Applied Mechanics, University of Illinois at Urbana-Champaign, 1964.

[21] H. L. Langhaar, Energy Methods in Applied Mechanics. John Wiley & Sons, 1962.

[22] R. D. Cook, D. S. Malkus, M. E. Plesha, and R. J. Witt, Concepts and Applications of Finite Element Analysis. John Wiley & Sons, Inc., 2002.

[23] ABAQUS Analysis User's Manual, Hibbitt, Karlsson and Sorensen, Pawtucket, Rhode Island, 2017.