МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ УПРУГИХ НЕОДНОРОДНЫХ ОБОЛОЧЕК
- Авторы: БАЖЕНОВ В.А.1, СОЛОВЕЙ Н.А.1, КРИВЕНКО О.П.1, МИЩЕНКО О.А.1
-
Учреждения:
- Киевский национальный университет строительства и архитектуры
- Выпуск: № 5 (2014)
- Страницы: 14-33
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/11217
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Изложены основы метода решения статических задач геометрически нелинейного дефор- мирования, устойчивости и закритического поведения тонких упругих неоднородных оболочек, имеющих сложную форму срединной поверхности, геометрические особенности по толщине, многослойную структуру материала и находятся в условиях термосилового нагружения. Подход основан на геометрически нелинейных соотношениях трехмерной теории термоупругости и исполь- зовании моментной схемы конечных элементов. Дано численное обоснование метода. Выполнено сравнение решений с решениями других авторов и в программных комплексах ЛИРА и SCAD
Об авторах
ВИКТОР АНДРЕЕВИЧ БАЖЕНОВ
Киевский национальный университет строительства и архитектуры
Email: olakop@ukr.net
д-р техн. наук, акад. АПНУ
НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ СОЛОВЕЙ
Киевский национальный университет строительства и архитектуры
Email: olakop@ukr.net
д-р техн. наук, профессор
ОЛЬГА ПЕТРОВНА КРИВЕНКО
Киевский национальный университет строительства и архитектуры
Email: olakop@ukr.net
канд. техн. наук, ст. н. с.
ОЛЬГА АНДРЕЕВНА МИЩЕНКО
Киевский национальный университет строительства и архитектуры
Email: olakop@ukr.net
ассистент
Список литературы
- Алфутов Н.А. Основы расчета на устойчивость упругих систем. - М.: Машиностроение, 1978. - 312 с.
- Бабич Д.В. Устойчивость неравномерно нагретых по толщине термочувствительных оболочек // Докл. АН Украины. - 1993. - N 4. - С. 41 - 45.
- Баженов В.А., Дехтярюк Е.С., Соловей Н.А., Кривенко О.П. Формирование конечноэле- ментных моделей оболочек сложной формы // Архитектура оболочек и прочностной расчет тон- костенных и машиностроительных конструкций сложной формы: Тр. Международ. науч. конф. - М.: Изд-во РУДН, 2001. - С. 30 - 34.
- Баженов В.А., Кривенко О.П., Соловей М.О. Вплив режимів термосилового навантажен- ня на стійкість і позакритичну поведінку оболонок сталої та ступінчато-змінної товщини // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 2005. - Вип. 77. - С. 30 - 42.
- Баженов В.А., Кривенко О.П., Соловей М.О. Стійкість конічних оболонок лінійно- змінної товщини // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 2006. - Вип. 78. - С. 46 - 51.
- Баженов В.А., Кривенко О.П., Соловей М.О. Збіжність і точність розв'язків для просто- рового скінченного елемента в задачах нерівномірного нагріву стержнів і балок // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 2006. - Вип. 80. - С. 54 - 65.
- Баженов В.А., Кривенко О.П., Соловей Н.А. Оценка влияния кривизны на устойчивость и закритическое поведение ребристых панелей// Проблемы прочности. - 2007. - № 6. - С. 128 - 133.
- Баженов В.А., Сахаров А.С., Соловей Н.А., Кривенко О.П., Аят Н. Моментная схема ме- тода конечных элементов в задачах прочности и устойчивости гибких оболочек при термосило- вых воздействиях // Проблемы прочности. - 1999. - № 5. - C. 96 - 102.
- Баженов В.А., Соловей М.О., Кривенко О.П. Нелінійні рівняння деформування тонких багатошарових поребрених оболонок при термосилових навантаженнях // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КДТУБА, 1998. - Вип. 64. - C. 116 - 127.
- Баженов В.А., Соловей М.О., Кривенко О.П., Аят Н. Стійкість гнучких оболонок в умо- вах складного термосилового навантаження // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КДТУБА, 1999. - Вип. 65. - C. 75 - 90.
- Баженов В.А., Соловей М.О., Кривенко О.П. Співвідношення моментної схеми скінчен- них елементів у задачах стійкості неоднорідних оболонок при термосилових навантаженнях // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 1999. - Вип. 66. - C. 22 - 25.
- Баженов В.А., Соловей Н.А., Кривенко О.П. Устойчивость пологих оболочек вращения линейно-переменной толщины // Авиационно-космическая техника и технология. - 2004. - N 2. - С. 18 - 25.
- Белостоцкий А.М. Конечноэлементные модели пространственных пластин, оболочек и массивов: построение, программная реализация и исследования: Сб. науч. тр. Гидропроекта. - 1985. - Вып. 100. - С. 24 - 35.
- Болотин В.В. Нелинейная теория упругости и устойчивость в "большом" // Расчеты на прочность. - 1958. - Вып. 3. - С. 310 - 354.
- Бушнелл Д., Смит С. Прочность и устойчивость равномерно нагретых цилиндрических и конических оболочек // Ракетная техника и космонавтика. - 1971. - № 12. - С. 14 - 23.
- Вайнберг Д.В., Гоцуляк Е.А., Гуляев В.И. Термосиловая неустойчивость деформируемой среды // Сопротивление материалов и теория сооружений. - 1972. - Вып. 16. - С. 153 - 156.
- Валишвили Н.В. Методы расчета оболочек вращения на ЭЦВМ. - М.: Машиностроение. - 1976. - 278 с.
- Варвак П.М., Бузун И.М., Городецкий А.С. и др. Метод конечных элементов. - К.: Выс- шая школа, 1981. - 176 с.
- Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. - М.: Наука, 1967. - 984 с.
- Голованов А.И., Корнишин М.С. Введение в метод конечных элементов статики тонких оболочек / Казан. физико-техн. ин-т КФ АН СССР. - Казань, 1990. - 269 с.
- Гондлях А.В. Итерационно-аналитическая теория деформирования многослойных обо- лочек // Сопротивление материалов и теория сооружений. - 1988. - Вып. 53. - С. 33 - 37.
- Григолюк Э.И., Кабанов В.В. Устойчивость оболочек. - М.: Наука, 1978. - 360 с.
- Григолюк Э.И., Шалашилин В.И. Проблемы нелинейного деформирования: Метод про- должения решения по параметру в нелинейных задачах механики твердого деформируемого тела. - М.: Наука, 1988. - 232 с.
- Григоренко Я.М., Гуляев В.І. Нелинейные задачи теории оболочек и методы их решения (обзор) // Прикл. механика. - 1991. - 27, № 10. - С. 3 - 23.
- Гуляев В.И., Баженов В.А., Гоцуляк Е.А. Устойчивость нелинейных механических сис- тем. - Львов: Вища шк., 1982. - 255 с.
- Деклу Ж. Метод конечных элементов. - М.: Мир, 1976. - 95 с.
- Джонсон, Мак-Лей. Сходимость метода конечных элементов в теории упругости // Прикл. механика. Сер. Е. - 1968. - № 2. - С. 68 - 73.
- Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. - М.: Мир. - 1975. - 541 с.
- Зинкевич О.К., Айронс Б.М., Скотт Ф.К., Кемпбел Дж. С. Анализ трехмерного напряженного состояния // Расчет упругих конструкций с использованием ЭВМ. Часть I. - Л.: Судо- строение, 1974. - С. 293 - 305.
- Ильин В.П., Карпов В.В. Устойчивость ребристых оболочек при больших перемещениях. - Л.: Стройиздат, 1986. - 168 с.
- Кантор Б.Я. Нелинейные задачи теории неоднородных пологих оболочек. - К.: Наук. думка, 1974. - 136 с.
- Кислоокий В.Н., Сахаров А.С., Соловей Н.А. Моментная схема метода конечных элемен- тов в геометрически нелинейных задачах прочности и устойчивости оболочек // Проблемы проч- ности. - 1977. - № 7. - C. 25 - 32.
- Колдунов В.А., Кудинов А.Н., Черепанов О.И. Расчет устойчивости оболочек с общих трехмерных позиций // Труды 6 Межд. науч. симпозиума "Современные проблемы пластичности и устойчивости в механике деформируемого твердого тела. - Тверь, 1 - 3 марта, 2006. - Тверь: ТГТУ, 2006. - С. 31 - 39.
- Колдунов В.А., Черепанов О.И. Численная модель расчета оболочек и оболочечных конструкций с трехмерных позиций нелинейной теории упругости // Сложные системы: обработка информации, моделирование и оптимизация: Сб. науч. трудов. Твер. гос. ун-т. - Тверь: ТвГУ, 2002. - С. 48 - 59.
- Кучерюк В.И., Дорогин А.Д., Бочагов В.П. Расчет многослойных пластин экспериментально-теоретическим методом// Строит. механика и расчет сооружений.- 1983. - №2. -С. 72-74.
- Лиао К.Л., Редди Дж. Н. Анализ геометрических нелинейных задач с помощью конечного элемента подкрепленной композитной оболочки, подчиняющегося законам механики сплошной среды // Аэрокосмическая техника. - 1989. - № 8. - С. 117 - 124.
- Метод конечных элементов в механике твердых тел / А.С.Сахаров, В.Н.Кислоокий, В.В.Киричевский и др. - К.: Вища шк. Головн. изд-во, 1982. - 480 с.
- Николаев А.П., Киселев А.П. Использование теории упругости трехмерного тела в расчетах оболочек // Архитектура оболочек и прочностной расчет тонкостенных строительных и ма- шиностроительных конструкций сложной формы: Тезисы докл. Международ. науч. конф. - М.: Изд-во РУДН, 2001. - С. 29 - 30.
- Николаев А.П., Киселев А.П. Расчет оболочек с использованием трехмерных конечных элементов в виде треугольной призмы и восьмиугольника // Архитектура оболочек и прочностной расчет тонкостенных строительных и машиностроительных конструкций сложной формы: Тр. Международ. науч. конф. - М.: Изд-во РУДН, 2001. - С. 319 - 323.
- Новацкий В. Теория упругости. - М.: Мир, 1975. - 872 с.
- Новожилов В.В. Теория тонких оболочек. - Л.: Судпромгиз, 1962. - 431 с.
- Огибалов П.М., Грибанов В.Ф. Термоустойчивость пластин и оболочек. - М.: Изд-во МГУ, 1968. - 520 с.
- Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. - М.: Мир, 1976. - 464 с.
- Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. - М.: ДМК Пресс, 2007. - 600 с.
- Пискунов В.Г., Вериженко В.Е. Линейные и нелинейные задачи расчета слоистых конструкций. - К.: Будiвельник, 1986. - 176 с.
- Подстригач Я.С., Швец Р.Н. Термоупругость тонких оболочек. - К.: Наук. думка, 1983. - 343 с.
- Рассказов А.О., Соколовская И.И., Шульга Н.А. Теория и расчет слоистых ортотропных пластин и оболочек. - К.: Наук. думка, 1986. - 191 с.
- Рикардс Р.Б. Метод конечных элементов в теории оболочек и пластин. - Рига: Зинатне, 1988. - 284 с.
- Сахаров А.С. Моментная схема конечных элементов (МСКЭ) учетом жестких смещений // Сопротивление материалов и теория сооружений. - К.: Будiвельник, 1974. - Вып. XXIY. - С. 147 - 156.
- Сахаров А.С., Соловей Н.А. Исследование сходимости метода конечных элементов в за- дачах пластин и оболочек // Пространственные конструкции зданий и сооружений. Вып. 3. - М.: Стройиздат, 1977. - С. 10 - 15.
- Соловей М.О. Моделювання термопружних властивостей багатошарових матеріалів у задачах стійкості неоднорідних оболонок // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 2003. - Вип. 73. - С. 17 - 30.
- Соловей М.О. Модифікований просторовий скінченний елемент для моделювання тон- ких неоднорідних оболонок // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 2006. - Вип. 80. - С. 96 - 113.
- Соловей М.О., Кривенко О.П. Порівняльний аналіз розв'язків у задачах стійкості гнучких оболонок при різних законах нерівномірного нагріву // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 2002. - Вип. 70. - С. 104 - 109.
- Соловей М.О., Кривенко О.П. Вплив нагріву на стійкість гладких пологих сферичних оболонок лінійно-змінної товщини // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 2004. - Вип. 74. - С. 60 - 73.
- Соловей М.О., Кривенко О.П. Вплив нагріву на стійкість гранованих пологих сферичних оболонок // Опір матеріалів і теорія споруд. - К.: КНУБА, 2004. - Вип. 75. - С. 80 - 86.
- Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. - М.: Мир, 1977. - 349 с.
- Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки.- М.: Наука, 1966.- 636 с.
- ANSYS User's Manual for revision 5.6. Vol. I. Procedure; Vol. II. Command; Vol. III. Ele- ments; Vol. IV. Theory.
- Solovey N.A. Geometrical modelling of shells with complex form by finite element system for strength analyses // Прикл. геометрія та інж. графіка. - К.: КНУБА, 2001. - Вип. 69. - С. 245 - 251.
- Карпов В.В. Прочность и устойчивость подкрепленных оболочек вращения. В 2-х час- тях. Ч.2. Вычислительный эксперимент при статическом механическом воздействии. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. - 248 с.
- Bazhenov V. A., Solovei N. A. Nonlinear Deformation and Buckling of Elastic Inhomogeneous Shells under Thermomechanical Loads // International Applied Mechanics, 2009. - Vol. 45. - № 9. - Pp. 923-953.
- Баженов В.А., Кривенко О.П., Соловей М.О. Нелінійне деформування та стійкість пруж- них оболонок неоднорідної структури. - К.: ЗАТ «Віпол», 2010. - 316 с.
- Баженов В.А., Соловей Н.А. Нелинейное деформирование и устойчивость упругих неод- нородных оболочек при термосиловых нагрузках // Успехи механики. В 6-ти томах / Под. ред. А.Н. Гузя. Том 6 (книга 2). - К.: Літера ЛТД, 2012. - С. 609-645.
- Баженов В.А., Кривенко О.П., Соловей Н.А. Нелинейное деформирование и устойчи- вость упругих оболочек неоднородной структуры: Модели, методы, алгоритмы, малоизученные и новые задачи. - М.: Книжный дом «ЛИБРИКОМ», 2013. - 336 с.
- ЛИРА 9.4 Руководство пользователя. Основы. Учебное пособие. / Стрелец- Стрелецкий Е.Б., Боговис В.Е., Гензерский Ю.В., Гераймович Ю.Д. и др. - К.: изд-во «Факт», 2008. - 164 с.
- SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD. / Карпиловский В.С., Криксунов Э.З., Перельмутер А.В., Перельмутер М.А. - М.: изд-во «СКАД СОФТ», 2009. - 656 с.
- ГОСТ 82-70 (СТ СЭВ 2884-81). Сталь прокатная широкополосная универсальная. Сор- тамент. - Взамен ГОСТ 82-57; Введ. 01.01.72. - М.: Изд-во стандартов, 1983. - 6 с.
- Городецкий А.С., Евзеров И.Д. Компьютерные модели конструкций. - К: из-во "Факт", 2007. - 394 с.