Optimal design of ring-stiffened cylindrical shell

Abstract

В работе рассмотрена устойчивость под действием внешнего давления тонкой цилиндрической оболочки, подкрепленной круговыми шпангоутами с прямоугольным сечением. Приближенные формулы для критического давления получены с помощью асимптотических методов. Предполагается, что подкрепленная и неподкрепленная оболочки теряют устойчивость под действием одинакового критического давления. Найдены оптимальные параметры оболочки, соответствующие наименьшему значению отношения массы подкрепленной оболочки к массе неподкрепленной оболочки. Рассматриваются случаи шарнирного опирания и жесткой заделки оболочки с прямым краем и случай шарнирного опирания оболочки с косым краем.

This work analyzes buckling under action of external pressure of a thin cylindrical shell and cylindrical shell with a curvelinear edge. Shells stiffened by identical rings with rectangular cross section. It is assumed that the rings may be considered as circular beams. It is suggested that stiffened and unstiffened shells lose stability at the same critical pressure. A combination of asymptotic methods is applied to get approximate formulas for the critical pressure. The usage of asymptotic formulas for critical pressure allows obtaining the approximate relations for calculation of optimal stiffened shell parameters corresponding to the minimum value of the ratio of the mass of a stiffened shell to the mass of an unstiffened shell. Optimal parameters are calculated.