کمانش الاستیک پوسته‌های بیضوی کاسینی تحت فشار خارجی با شاخص‌های شکل متفاوت

این مطالعه به بررسی اثر شاخص شکل بر کمانش الاستیک پوسته‌های بیضوی کاسینی تحت فشار خارجی یکنواخت می‌پردازد. پوسته‌ها دارای ضخامت دیوار یکنواخت (۲ میلیمتر) و ظرفیت (۳.۶۳ × ۱۰۶ میلی متر)، با شاخص شکل،
kc = c / a، در محدوده‌ی ۰ تا ۹۹، ارزیابی می‌شوند. چندین محاسبات عددی شامل تجزیه و تحلیل انشعابی الاستیک خطی کمانش و تجزیه و تحلیل کمانش غیر خطی هندسی با استفاده از عیوب خاص برای این پوسته‌ها انجام می‌شود. برخی از آنها به صورت آزمایشی مورد بررسی قرار می‌گیرند. نتایج نشان می‌دهد که یک پوسته‌ی بیضوی کاسینی با یک مولفه‌ی پایدار به دلیل کم بودن ظرفیت باربری، به نظر می‌رسد که یک شکل نامطلوب است، که با نتایج قبلی در ارتباط با این مسئله در تضاد است. نکته قابل توجه این است که هندسه بیضوی کاسینی با ابعاد kc = 0.1، دارای ظرفیت باربری بالایی، به شکل مطلوب در زمینه‌های مختلف مانند تانک های زیر آب، پوسته‌های تحت فشار و کپسول‌های مصنوعی می‌باشد.

This study examines the effect of shape index on the elastic buckling of Cassini oval shells under uniform external pressure. Shells are evaluated under a uniform wall thickness (2 mm) and capacity (3.63×۱۰۶ mm3), with the shape index, kc=c/a, ranging from 0 to 0.99. Several numerical computations, involving linear elastic bifurcation analysis and geometrically nonlinear elastic analysis including eigenmode imperfections, are conducted for these shells. Some of them are investigated experimentally. The results show that a Cassini oval shell with a stable character seems to be an unfavorable shape due to its low load-carrying capacity, which is at variance with previous findings regarding this problem. Notably, the kc=0.1 Cassini oval geometry, exhibiting a high load-carrying capacity, appears to be a favorable shape in various fields such as underwater tanks, pressure hulls, and artificial capsules.