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Previous issue date: 2013-06-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Circular cylindrical shells are widely used structures in several engineering areas and have great capacity to withstand both axial and lateral loads. However, they may present a complex dynamic behavior. Thus, a detailed study of the behavior of cylindrical shells subjected to different loading and support conditions as well as the influence of material characteristics and geometric relations evaluation is justified. In this work the influence of geometry and orthotropy on the nonlinear dynamic behavior of orthotropic simply supported cylindrical shells subjected to both axial and lateral time depending loads is studied. To model the shell, the Donnell nonlinear shallow shell theory, neglecting the effects of shear deformations, is used. It is considered the shell in three different situations: empty, filled with static fluid and subjected to internal flow of incompressible and non-viscous fluid, whose motion is isentropic and irrotational. The radial displacements are described as an expansion with eight degrees of freedom which satisfies the boundary conditions. The Galerkin method is applied to obtain a set of nonlinear equations of motion, which are in turn solved by the Runge-Kutta method. A detailed analysis is performed to study the influence of material orthotropy and geometric relations such as length-radio (L/R) and radio-thickness (R/h) on the natural frequencies, critical loads, critical flow velocities, post-critical paths, frequency-amplitude relations, instability boundaries, bifurcation diagrams and resonance curves. Obtained results display the strong influence of both material orthotropy and geometric relations on the linear and nonlinear behavior of the shells and, depending on these characteristics, the shell can display softening or hardening behavior. / Cascas cilíndricas são estruturas com diversas aplicações em várias áreas da engenharia e têm grande capacidade para resistir a carregamentos axiais e a pressões laterais. Entretanto, são estruturas que podem apresentar um complexo comportamento dinâmico. Assim, um estudo detalhado do comportamento das cascas cilíndricas submetidas a diferentes condições de carregamento bem como a avaliação da influência do material e da geometria se justifica plenamente. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência da ortotropia do material e da geometria no comportamento dinâmico não linear das cascas cilíndricas ortotrópicas simplesmente apoiadas e submetidas a carregamentos axiais e laterais variáveis com o tempo. Para modelar a casca é utilizada a teoria não linear de Donnell para cascas abatidas desprezando-se os efeitos das deformações cisalhantes. Considera-se a casca em três situações distintas: vazia, preenchida com fluido estático e submetida ao escoamento interno de fluido incompressível e não viscoso, cujo movimento é isentrópico e irrotacional. O deslocamento radial da casca é descrito, de maneira geral, por uma expansão com oito graus de liberdade que satisfaz as condições de contorno. O método de Galerkin é utilizado para obter o sistema discreto de equações diferencias não lineares de movimento, que são resolvidas através do método de Runge-Kutta de quarta ordem. Uma análise detalhada é realizada visando observar a influência das características do material e das relações geométricas comprimento-raio (L/R) e raio-espessura (R/h) nas frequências naturais, cargas críticas, velocidades críticas do fluido bem como nos caminhos pós-críticos, relações frequência-amplitude, fronteiras de instabilidade, diagramas de bifurcação e curvas de ressonância das cascas. Os resultados obtidos permitem observar a forte influência que a geometria e as propriedades dos materiais exercem no comportamento linear e não linear das cascas cilíndricas ortotrópicas e, dependendo de certas características, verifica-se que a casca pode ter comportamentos com ganho ou perda de rigidez.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/3428 |
| Date | 13 June 2013 |
| Creators | Argenta, Ana Larissa Dal Piva |
| Contributors | del Prado, Zenón José Guzmán Núñez, del Prado, Zenón José Guzmán N., Silva, Frederico Martins Alves da, Gonçalves, Paulo Batista |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde (FM), UFG, Brasil, Faculdade de Medicina - FM (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -1006864312617745310, 600, 600, 600, 600, 1545772475950486338, 7962414133013518621, 2075167498588264571 |
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