Анализ напряженного состояния оболочки одинакового ската при действии равномерно распределенной касательной нагрузки различными методами

На сегодняшний день существуют различные методы расчета для решения широкого спектра задач в строительстве, гидродинамике, теплопроводности, космических исследованиях и других отраслях. Для проектирования и возведения разнообразных тонкостенных конструкций типа оболочек применяются аналитические методы, составляющие один класс для решения задач, и численные методы расчета, составляющие другой класс, в том числе реализованные в вычислительных комплексах. В связи с тем, что тонкостенные пространственные конструкции в форме разнообразных оболочек широко используются во многих сферах деятельности человека, полезно понимать и знать возможности различных методов расчета. Работы по исследованию напряженно-деформированного состояния торсовой оболочки одинакового ската с эллипсом в основании представлены на данный момент в малом объеме. В статье впервые приводится вывод дифференциальных уравнений равновесия безмоментной теории оболочек для определения нормального усилия Nu от действия равномерно-распределенной нагрузки, направленной по касательной вдоль прямолинейных образующих к срединной поверхности торса одинакового ската с направляющим эллипсом. Также получены параметры напряженного состояния исследуемого торса методом конечных элементов и вариационно-разностным методом. Используются вычислительный комплекс SCAD Office на основе метода конечных элементов и программа SHELLVRM, написанная на базе вариационно-разностного метода. Выполнен анализ числовых результатов параметров напряженного состояния исследуемого торса, установлены плюсы и минусы применения аналитического метода и двух численных методов расчета.