Free Vibration of Composite Layered Cylindrical Shells Filled with Fluid Under Shear Theory

يقوم هذا المشروع على تحليل الاهتزازات الحرة للأغلفة الاسطوانية ذات الطبقات المتعددة والممتلئة بالموائع في حالات التماثل وعدم التماثل. وستعتمد الدراسة على معادلات الحركة للأغلفة الاسطوانية الدائرية من الدرجة الأولى لنظرية تشوه القص. كما أنه سيتم تطبيق شرط النفاذية على السطح الفاصل بين المائع والغلاف للتأكد من التلامس بينهما في الاتجاه القطري، مما يساعد على إضافة متغيرات المائع إلى الازاحة القطرية داخل معادلات الحركة للأغلفة الاسطوانية الدائرية. كما إنه سيتم دراسة الرقم التكراري للطبقات في حالات التماثل وعدم التماثل للمساعدة في تقييم الخصائص الترددية للأغلفة. وسيتم دراسة معادلات الحركة كدوال في الازاحة والدوال الدائرية بنظرية تشوه القص للدرجة الأولى وذلك للحصول على نظام من المعادلات التفاضلية بدلالة تلك الدوال، بحيث يتم استخدام بعض التقريبات للحصول على مشكلة عامة ذات قيم مكررة وبشروط حدودية مناسبة. كما أنه سيدرس المتغيرات اللازمة لتحديد التردد بدلالة خصائص المادة وعدد الطبقات وزواياها ونسبة السمك إلى نصف القطر، مع مقارنة النتائج النظرية المتوقعة بمثيلاتها العملية من الأبحاث الأخرى. وتعتبر هذه الدراسة مساعدة للمهندسين لتصميم التركيبات والاغلفة الاسطوانية من المواد التي يتم دراستها في هذا المشروع، حيث أن هذه التركيبات مستخدمة في عدة صناعات كالبترول والسفن والانشاءات المدنية لتقليل الوزن وزيادة استقرار هذه التركيبات بما يفيد المجتمع الكويتي.

Analyzing free vibration of symmetric and antisymmetric angle-plylaminated circular cylindrical shell filled with fluid. The equations of motion of the circular cylindrical shells are based on first-order shear deformation theory. The fluid is assumed to be quiescent and inviscid. Applying the permeability condition on the fluid-shell interface to ensure the contact between fluid and the shell wall. Since the interaction of the fluid and shell wall happened in radial direction so that the fluid terms is added at the radial displacement of the equations of motion of circular cylindrical shells. The arbitrary number of layers oriented in symmetric and anti-symmetric manner is considered to analyses the frequency characteristic of laminated shells. The equations of motion of the shell will be obtained in terms of displacement and rotational functions under first order shear deformation theory. These functions are assumed in a separable form brings to a system of differential equations in terms of displacement and rotational functions. These functions are approximated using Bickley-type splines to obtain the generalized eigenvalue problem with appropriate boundary conditions. Parametric studies will be carried out to analyze the frequency parameters with respect to the material properties, number of layers, ply angles, thickness to radius ratio and length to radius ratio of the shell filled with fluid. The numerical results obtained using the spline approximation will be validated through existing literature. This study may be helpful for engineers to design the cylindrical shell structure using the materials applied in this study. This type of shell structures can be built in the petroleum, ship and civil industries to minimize the weight and maximize the stability of the structures, which is definitely helpful for the Kuwaiti society.