Un Criterio de Estado Límite Dinámico Adecuado a Cáscaras Cilíndricas Sometidas a Cargas Impulsivas
DOI:
https://doi.org/10.70567/mc.v41i2.5Palavras-chave:
pandeo, cáscaras cilíndricas, pandeo dinámico, explosionesResumo
En la industria petroquímica, los tanques cilíndricos de almacenamiento de hidrocarburos pueden estar sometidos a efectos de ondas explosivas externas provenientes de detonaciones. El estado límite de pandeo dinámico de cáscaras delgadas bajo cargas asimétricas de corta duración no ha sido determinado. En este trabajo se desarrolla y propone un criterio que estima las acciones críticas a partir de medir las fuerzas restitutivas del sistema en sentido integral (débil). Los resultados de inestabilidad sobre la trayectoria de movimiento (cuasibifurcación) publicados a partir del año 1977 por L.H.N Lee sirven de base para los análisis que se realizan. Se trabaja sobre un modelo elastoplástico de anillo que permite estudiar de forma simplificada los modos críticos impulsivos de tanques cilíndricos según lo han mostrado los autores en publicaciones previas. A partir de ese modelo, se miden cargas críticas de pandeo dinámico de un grupo de tanques típicos de la industria del petróleo y se comparan los resultados con modelos numéricos completos por el MEF. De los análisis se puede concluir que el límite de presión propuesto resulta una muy buena aproximación al estado límite de pandeo dinámico.
Referências
ABAQUS (2018). User's Manual. Providence, RI: Dassault Systèmes Simulia Corp.
Ameijeiras, M.P. & Godoy L.A., Quasi-bifurcation of discrete systems with unstable postcritical behaviour under impulsive loads. In N. Challamel, J Kaplunov & I. Takewaki (Eds), Modern Trends in Structural and Solid Mechanics 1. ISTE: UK, 2021. https://doi.org/10.1002/9781119831891.ch8
Ameijeiras, M.P., Análisis de tanques de almacenamiento de petróleo bajo la acción de cargas debidas a ondas explosivas, PhD tesis, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina, 2020.
Budiansky B., and Roth R.S., Axisymmetric dynamic buckling of clamped shallow spherical shells. In NASA TN D-1510 (Eds.), Collected Papers on Instability of Shell Structures. Washington, DC, 1962.
Duong, D.H., Hanus, J.L., Bouazaoui, L., Pennetier, O., Moriceau, J., Prod'homme, G., Reimeringer, M., Response of a tank under blast loading - Part I: Experimental characterization. European J. of Environmental and Civil Eng., 16(9), 1023-1041, 2012b. https://doi.org/10.1080/19648189.2012.699741
Duong, D.H., Hanus, J.L., Bouazaoui, L., Regal, X., Prod'homme, G., Noret, E., Yalamas, T., Reimeringer, M., Bailly, P., Pennetier, O., Response of a tank under blast loading - Part II: Experimental structural response and simplified analytical approach. European J. of Environmental and Civil Eng. 16(9), 1042-1057, 2012a. https://doi.org/10.1080/19648189.2012.699743
Flores, F.G. & Godoy, L.A., Buckling of short tanks due to hurricanes. Engineering Structures, 20 (8), 752-760, 1998. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(97)00109-0
Flores, F.G. & Godoy, L.A., Forced vibrations of silos leading to buckling. Journal of Sound and Vibration, 224 (3), 431-454, 1999 Kleiber, M., Kotula, W. & Saran, M., Numerical analysis of dynamic quasi-bifurcation. Engineering Computations, 4: 48-52, 1987. Lee, L.H.N., Dynamic buckling of an inelastic column. Int. J. Solids Structures, 17, 271-279, 1981a. https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2188
Lee, L.H.N., On dynamic stability and quasi-bifurcation. Int. J. Non-Linear Mechanics, 16(1), 79-87, 1981b. https://doi.org/10.1016/0020-7462(81)90035-4
Lee, L.H.N., Quasi-bifurcation in dynamics of elastic-plastic continua. J. of Applied Mechanics, 413-418, 1977. https://doi.org/10.1115/1.3424093
Lee, L.H.N., Quasi-bifurcation of rods within an axial plastic compressive wave. J. of Applied Mechanics, 100-104, 1978. https://doi.org/10.1115/1.3424209
Lindberg H.E. & Florence A.L., Dynamic pulse buckling. Dordrecht: Martinus Nijhoff Publishers, 1987. https://doi.org/10.1007/978-94-009-3657-7
Putelat, T. and Triantafyllidis N., Dynamic stability of externally pressurized elastic rings subjeted to high rates of loading. International J. of Solids and Structures, 51. 1-12, 2014. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2013.08.002
Virella, J.C., Godoy, L.A. & Suárez, L.E., Dynamic buckling of anchored steel tanks subjected to horizontal earthquake excitation. Journal of Constructional Steel Research 62(6): 521-531, 2006. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2005.10.001
Weggel, D. and Whelan M. J., Rigid tank blast testing summary and procedures for estimating blast overpressure distribution on a cylindrical tank surface (Technical Report, Infrastructure Security and Emergency Responder Research and Training Facility). UNCharlotte, NC, USA: Department of Civil and Environmental Engineering, 2013.
Wolfram Research Inc., Mathematica. Champaign, IL, 2018.
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