A new tolerance model of vibrations of thin microperiodic cylindrical shells

The objects of consideration are thin linearly elastic Kirchhoff-Love-type circular cylindrical shells having a micro-periodic structure in circumferential direction (uniperiodic shells). At the same time the shells have constant structure in axial direction. The aim of this contribution is to formulate and discuss a new nonasymptotic averaged model for the analysis of selected dynamic problems for these shells. This, so-called, general tolerance model is derived by means of a certain extended version of the known tolerance modelling of micro-heterogeneous media. This version is based on a new notion of weakly slowly-varying functions. Contrary to the starting exact shell equations with highly oscillating, non-continuous and periodic coefficients, governing equations of the tolerance model have constant coefficients depending also on a period of inhomogeneity. Hence, the model makes it possible to investigate the effect of a cell size on the global shell dynamics (the length-scale effect). The differences between the general tolerance model proposed here and the corresponding known standard tolerance model derived by means of the more restrictive concept of slowly-varying functions are discussed.

Przedmiotem rozważań są cienkie liniowo-sprężyste powłoki walcowe typu Kirchhoffa- Love’a mające periodycznie mikro-niejednorodną strukturę w kierunku obwodowym. Powłoki takie nazywamy uniperiodycznymi. Celem pracy jest sformułowanie nowego, nieasymptotycznego, uśrednionego modelu służącego do analizy wybranych zagadnień dynamiki takich powłok. Przedstawiony ogólny model tolerancyjny wyprowadzony jest w oparciu o pewną zmodyfikowaną wersję znanej techniki tolerancyjnego modelowania struktur mikro-niejednorodnych. Wersja ta bazuje na nowym pojęciu funkcji słabo wolno-zmiennej. W przeciwieństwie do równań wyjściowych dla analizowanych powłok niejednorodnych mających współczynniki periodyczne, silnie oscylujące i nieciągłe, równania modelu tolerancyjnego mają stałe współczynniki. Ponadto, współczynniki te zależą od parametru długości mikrostruktury. Tym samym umożliwiają badanie efektu skali.