کتاب پوسته های جدار نازک

کتاب پوسته های جدار نازک نوشته محمود شاکری، رفتار سازه‌هایی را بررسی می‌کند که ضخامتشان در مقایسه با ابعاد دیگر کوچک است؛ سازه‌هایی مانند مخازن، بدنه‌ی هواپیما و سقف‌های پوسته‌ای. پرسش محوری این کتاب، چگونگی محاسبه‌ی تنش‌ها و تغییر شکل‌هاست: چه زمانی تحلیل غشائی کفایت می‌کند و چه زمانی باید اثر خمش را نیز در نظر گرفت؟ مرکز نشر دانشگاه امیرکبیر این کتاب را منتشر کرده است. مباحث از هندسه و روابط تعادل آغاز می‌شوند و تا تحلیل اتصال پوسته‌ها و روش المان‌های محدود ادامه پیدا می‌کنند. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب پوسته های جدار نازک

کتاب پوسته های جدار نازک حاصل تجربه‌ی محمود شاکری در تدریس مباحث مقاومت مصالح، الاستیسیته و تئوری پوسته و ورق و همچنین فعالیت‌های صنعتی اوست. نویسنده موضوع را بر پایه‌ی الاستیسیته‌ی خطی توضیح داده است و فرض‌های لازم برای ساده‌کردن تحلیل یک جسم سه‌بعدی را معرفی می‌کند. سطح میانی، ضخامت، شعاع انحنا و نوع بارگذاری، عناصر اصلی این صورت‌بندی هستند. بحث فقط به نوشتن روابط محدود نمی‌شود؛ اعتبار فرض‌ها نیز اهمیت دارد. کوچک‌بودن تغییر شکل‌ها، ناچیزبودن تنش عمود بر سطح میانی و رفتار خطوط نرمال، در تعیین محدوده‌ی استفاده از روابط نقش دارند. تمایز میان تئوری غشائی و خمشی، محور مهم مباحث است. تحلیل غشائی ممان‌ها را کنار می‌گذارد اما شکل تکیه‌گاه یا وضعیت لبه‌ها ممکن است چنین ساده‌سازی‌ای را نامناسب کند. مثال‌های سقف کروی، مخزن مایع و پوسته‌ی مخروطی، ارتباط میان هندسه، نیروهای داخلی و شرایط استقرار را نشان می‌دهند. خواننده در این بحث با این مسئله روبه‌رو می‌شود که یک رابطه‌ی محاسباتی، مستقل از شرایط فیزیکی سازه معتبر نیست.
کتاب پوسته های جدار نازک نه بخش اصلی دارد. دو بخش آغازین، پوسته‌های دورانی را زیر بارهای متقارن محوری و نامتقارن، بر مبنای تئوری غشائی بررسی می‌کنند. بخش‌های سوم و چهارم به تئوری خمشی پوسته‌های استوانه‌ای و دورانی اختصاص دارند. مباحث بخش پنجم شامل روش نیرو، شرایط مرزی و اتصال پوسته‌هایی با شکل‌های هندسی متفاوت است. بخش‌های ششم و هفتم، تئوری خمشی کلی پوسته‌های استوانه‌ای و تحلیل پوسته‌های استوانه‌ای باز را دنبال می‌کنند. بخش هشتم، هندسه و تعادل غشائی پوسته‌هایی با شکل کلی را مطرح کرده است. بخش نهم نیز تحلیل پوسته‌های استوانه‌ای به روش المان‌های محدود را در بر می‌گیرد؛ از روابط نیرو و تغییر مکان گره‌ای تا محاسبه‌ی ماتریس سختی. پیوست‌ها شامل توابع مورد نیاز محاسبات و چند برنامه‌ی کامپیوتری برای تحلیل پوسته‌ها هستند. روابط ریاضی، شکل‌های هندسی و مثال‌های عددی، شیوه‌ی ارائه‌ی مطالب را تشکیل می‌دهند. مباحث این کتاب بر آشنایی قبلی با مقاومت مصالح و الاستیسیته تکیه دارند و برای مطالعه‌ی تخصصی تحلیل سازه‌های پوسته‌ای تنظیم شده‌اند.

خلاصه کتاب پوسته های جدار نازک

کتاب پوسته های جدار نازک تحلیل رفتار پوسته را از تعریف هندسه و نیروهای وارد بر یک المان آغاز می‌کند. روابط تعادل، نیروهای داخلی را به بارهای خارجی پیوند می‌دهند. تحلیل غشائی در شرایط مناسب، محاسبه‌ی این نیروها را ممکن می‌سازد اما همه‌ی مسائل به همین روابط محدود نمی‌شوند. تکیه‌گاه‌ها، لبه‌های آزاد و محل اتصال اجزا ممکن است خمش ایجاد کنند. تحلیل خمشی به روابط کرنش، انحنا و تغییر مکان نیاز دارد تا مجهول‌های مسئله تعیین شوند. مثال‌های مخازن تحت فشار، اثر فشار مایع و بارهای وارد بر لبه، کاربرد این روابط را نشان داده‌اند. بحث اتصال اجزا نیز لزوم سازگاری تغییر مکان و چرخش را روشن می‌کند. ایده‌ی اصلی این کتاب، انتخاب تحلیل متناسب با هندسه، بارگذاری و شرایط مرزی است؛ انتخابی که بدون شناخت فرض‌های هر تئوری، ممکن است به برآورد نامناسب تنش و تغییر شکل منجر شود.

چرا باید کتاب پوسته های جدار نازک را بخوانیم؟

دلایل خواندن کتاب پوسته های جدار نازک را می‌توان این‌طور خلاصه کرد:

• مقایسه‌ی تحلیل غشائی و خمشی، محدوده‌ی استفاده از هر تئوری را روشن می‌کند.
• مثال‌های مخازن و سقف‌ها، روابط ریاضی را به مسائل مشخص مهندسی پیوند می‌دهند.
• بررسی شرایط مرزی، نقش لبه‌ها و تکیه‌گاه‌ها را در پاسخ سازه نشان می‌دهد.
• مبحث المان‌های محدود، محاسبه‌ی ماتریس سختی پوسته‌ی استوانه‌ای را توضیح می‌دهد.

خواندن این کتاب را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

کتاب پوسته های جدار نازک به این گروه‌ها پیشنهاد می‌شود:

• دانشجویان مهندسی که مبانی مقاومت مصالح و الاستیسیته را آموخته‌اند.
• مهندسان علاقه‌مند به تحلیل تنش و تغییر شکل مخازن.
• پژوهشگرانی که روابط تعادل و شرایط مرزی سازه‌های پوسته‌ای را مطالعه می‌کنند.