Ph.D., Associate Professor, Department of Structural Mechanics
кандидат технических наук, доцент кафедры строительной механики
D.Sc. in Engineering, Counselor of RAACS, Head of the Department “Theoretical Mechanics”
доктор технических наук, советник РААСН, заведующий кафедрой теоретической механики
Assistant Professor, Department of Theoretical Mechanics
ассистент кафедры теоретической механики
An approach to the construction of equilibrium state diagrams is presented in order to reduce the sensitivity to initial imperfections for the problem of stability for reinforced plates (transfer of the bifurcation point corresponding to the wave formation of ribs and cladding). New ratios of geometric parameters for two variants of strengthened plates have been obtained, where the first critical load of the general form of stability loss is the first by value, and the next critical load corresponds to the local form of wave formation of ribs or cladding. The finite element complex MSC PATRAN - NASTRAN was used to solve the stated above problems. Flat four-node finite elements were applied for modeling. The calculations were performed with account of geometric nonlinearity. The material was considered to be absolutely elastic. Curves of critical load sensitivity to the amplitudes of the initial imperfections were generated. The results demonstrate that transposition of bifurcation points of wave formation in the plate or ribs enabled to obtain curves with less significant decrease of critical load as compared to the initial ones. Consequently, the presented algorithm for changing the geometric parameters of reinforced plates obtained in accordance with new equilibrium state diagrams implements the possibility of rational design of the specified thin-walled systems.
Представлен подход к построению диаграмм равновесных состояний с целью снижения чувствительности к начальным несовершенствам для задачи устойчивости подкрепленных пластин (перенос точки бифуркации, соответствующей волнообразованию ребер и обшивки). Получены новые соотношения геометрических параметров для двух вариантов подкрепленных пластин, при которых первой по величине является критическая нагрузка общей формы потери устойчивости, а следующая критическая нагрузка соответствует местной форме волнообразования (ребер или обшивки). Для решения поставленных задач использовался конечноэлементный комплекс MSC PATRAN - NASTRAN. Для моделирования использованы плоские четырехузловые конечные элементы. Проведены расчеты с учетом геометрической нелинейности. Материал считался абсолютно упругим. Построены кривые чувствительности критических нагрузок к амплитудам начальных несовершенств. Результаты показали, что перенос точек бифуркации волнообразования пластины или ребер позволил получить кривые с менее выраженным падением критической нагрузки по сравнению с исходными, и, следовательно, представленный алгоритм изменения геометрических параметров подкрепленных пластин, полученных в соответствии с новыми диаграммами равновесных состояний, реализует возможность рационального проектирования упомянутых тонкостенных систем.