Торсовые поверхности и их применение в реальных конструкциях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Класс развертывающихся поверхностей включает в себя цилиндрические, конические и торсовые поверхности. Торсовые поверхности - это линейчатые поверхности нулевой гауссовой кривизны с ребром возврата. Они дают большой простор архитекторам и инженерам для реализации творческих планов. Представлены как теоретические исследования в области геометрии и прочности торсов, так и образцы применения торсов в реальных структурах. Проведенный анализ источников показал, что торсы нашли применение в судо-, самолето- и машиностроении, в архитектуре и строительстве, в формах инженерного оборудования, в дорожном строительстве, при строительстве противоэрозионных валов, в топографии и картографии, в текстильной промышленности, в скульптурных формах и при аппроксимации сложных поверхностей. Это подтверждается ссылками на большое число опубликованных работ по теме и реальными примерами возведенных сооружений и объектов. Приведено 14 иллюстраций соответствующих структур.

Об авторах

Сергей Николаевич Кривошапко

Российский университет дружбы народов

Email: sn_krivoshapko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9385-3699

доктор технических наук, профессор департамента строительства, Инженерная академия

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Матье Жиль-улбе

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: gil-oulbem@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0057-3485

кандидат технических наук, доцент департамента строительства, Инженерная академия

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Список литературы

  1. Кривошапко С.Н. Геометрия линейчатых поверхностей с ребром возврата и линейная теория расчета торсовых оболочек. М.: РУДН, 2009. 357 с.
  2. Кривошапко С.Н. Аналитические линейчатые поверхности и их полная классификация // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2020. Т. 16. № 2. С. 131–138. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-2-131-138
  3. Lawrence S. Developable surfaces: their history and application // Nexus Network Journal. 2011. Vol. 13. No 3. Рр. 701–714. https://doi.org/10.1007/S00004-011-0087-Z
  4. Glaeser G., Gruber F. Developable surfaces in contemporary architecture // Journal of Mathematics and the Arts. 2007. Vol. 1. Issue 1. Pp. 59–71. https://doi.org/10.1080/17513470701230004
  5. Кривошапко С.Н., Мамиева И.А. Возможности применения торсов и торсовых оболочек в условиях Дагестана // Вестник Дагестанского государственного технического университета. 2011. № 3 (22). C. 118–127.
  6. Павлова Св.Вл. Разработка способа развертывания участка сложной поверхности с помощью торсового посредника для проектирования изделий индустрии моды: дис. … канд. техн. наук. Омск, 2010.
  7. Krivoshapko S.N., Shambina S.L. Design of developable surfaces and the application of thin-walled developable structures // Serbian Architectural Journal. 2012. Vol. 4. No 3. Pp. 298–317.
  8. Ершов М.Е., Тупикова Е.М. Построение развертки торсовой поверхности с параболами на торцах // Инженерные исследования – 2020: труды научно-практической конференции с международным участием. М., 2020. С. 34–41.
  9. Krivoshapko S.N., Mamieva I.A., Razin A.D. Tangential developable surfaces and shells: new results of investigations // Journal of Mechanics of Continua and Mathematical Sciences. 2019. Special Issue 1. Pp. 324–333. https://doi.org/10.26782/jmcms.2019.03.00031
  10. Мартиросов А.Л., Рачковская Г.С. Аналитическое описание качения конуса переменной геометрии по развертке торсовой поверхности // Известия РГСУ. 1998. Вып. 3. С. 173–176.
  11. Goldenveizer A.L. Theory of elastic thin shells. New York: Pergamon Press, 1961.
  12. Krivoshapko S.N. Static analysis of shells with developable middle surfaces // Applied Mechanics Reviews. 1998. Vol. 51. No. 12. Part 1. Pp. 731–746. https://doi.org/10.1115/1.3098985
  13. Баджория Г.Ч. Расчет длинного развертывающегося геликоида по моментной теории в перемещениях // Строительная механика и расчет сооружений. 1985. № 3. С. 22–24.
  14. Джаявардена К. Решение задач упругих оболочек в форме развертывающихся геликоидов: дис. … канд. техн. наук. М.: РУДН, 1992.
  15. Иванов В.Н., Алёшина О.О. Сравнительный анализ результатов определения параметров напряженно-деформированного состояния оболочки одинакового ската с направляющим эллипсом в основании // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2019. Т. 15. № 5. С. 374–383. http://doi.org/10.22363/ 1815-5235-2019-15-5-374-383
  16. Barry C.D. Working with developable surfaces // Boatbuilder. 2001. Jan./Feb. Pp. 1–8.
  17. Горбатович Ж.Н., Стародетко Е.В. О возможном критерии оптимальности параметров лемешно-отвальной поверхности // Теория и методы автоматизированного проектирования: научно-технический сборник. Вып. 2. Минск: АН БССР, Институт технической кибернетики, 1982. С. 42–47.
  18. Фархутдинов И.М. Совершенствование лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга на основе моделирования технологического процесса вспашки: дис. … канд. техн. наук. Уфа, 2012. 176 с.
  19. Хмеленко А.С. Поверхность давления в конструировании рабочих органов глубокорыхлителей // Прикладная геометрия и инженерная графика. Киев, 1986. Вып. 41. С. 70–71.
  20. Тлишев А.И., Трубилин Е.И., Богус А.Э. Конструкции технических средств АПК. Краснодар: Кубанский ГАУ, 2016. 309 с.
  21. Кривошапко С.Н. О параболическом изгибании плоского металлического листа в торсовую конструкцию // Технология машиностроения. 2020. № 11 (221). С. 14–24.
  22. Мартиросов А.Л., Бескопыльная С.В. Линейчатое зацепление. Ростов н/Д, 1992. 13 с.
  23. Kilian M., Flöry S., Chen Z., Mitra N., Sheffer A., Pottmann H. Curved folding // ACM Transactions on Graphics. 2008. Vol. 27. Issue 3. Pp. 1–9. https://doi.org/10.1145/1360612.1360674
  24. Gershon E. Model fabrication using surface layout projection // CAD. 1995. Vol. 27. No 4. Pp. 283–291.
  25. Алёшина О.О. Исследования по геометрии и расчету торсовых оболочек одинакового ската // Строительная механика и расчет сооружений. 2019. № 3 (284). С. 63–70.
  26. Polański S., Pianowski L. Rozwiniecia powierzchni w technice. Konstrukcje wspomagane komputerowo. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001. 412 p.
  27. Krivoshapko S.N., Rynkovskaya M. Five types of ruled helical surfaces for helical conveyers, support anchors and screws // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 95. 5 p. http://doi.org/10.1051/matecconf/20179506002
  28. Suzuki H. Designing of lighting equipment making use of tangent surface and control method of the surface by hermite curve // 15th International Conference on Geometry and Graphics. Montreal, 2012. 10 p. https://doi.org/10.13140/2.1.4733.2161
  29. Варварица А.Г. Аппроксимация топографической поверхности поверхностью одинакового ската // Прикладная геометрия и инженерная графика. Киев: Будівельник, 1976. Вып. 21. С. 39–42.
  30. Thibert B., Gratier J.-P., Morvan J.-M. A direct method for modeling and unfolding developable surfaces and its application to the Venture Basin (California) // Journal of Structural Geology. 2005. Vol. 27. Issue 2. Pp. 303–316.
  31. Kolmanič S., Guid N. The flattening of arbitrary surfaces by approximation with developable strips. From geometric modeling to shape modeling / ed. by U. Cugini, M. Wozny. Kluwer Academic Publisher, 2001. Pp. 35–44.
  32. Miori I., Haruki I. A method of predicting sewn shapes and a possibility of sewing by the theory of developable surfaces // Journal of the Japan Research Association for Textile End-Uses. 2007. Vol. 48. No 1. Pp. 42–51.
  33. Koman I., Ribeyrolles F. On my approach to making nonfigurative static and kinetic sculpture // Leonardo. 1979. Vol. 12. No 1. Pp. 1–4.
  34. Postle B. Methods for creating curved shell structures from sheet materials // Buildings. 2012. Vol. 2. Pp. 424–455. https://doi.org/10.3390/buildings2040424
  35. Волков А.И. Паркетирование торсового покрытия-оболочки // Вопросы начертательной геометрии и ее прилож. Харьков: ХАДИ, 1963. С. 21–24.
  36. Wallner J. Rulled surfaces and developable surfaces. 24 p. URL: http://www.geometrie.tugraz.at/wallner/kurs.pdf (accessed: 30.04.2021).
  37. Chu C.-H., Chen J.-T. Geometric design of developable composite Bézier surfaces // Computer-Aided Design and Applications. 2004. Vol. 1(1–4). Pp. 531–539. https://doi.org/10.1080/16864360.2004.10738296
  38. Tang C., Bo P., Wallner J., Pottmann H. Interactive design of developable surfaces // ACM Transactions on Graphics. 2016. Vol. 35. Issue 2. https://doi.org/10.1145/2832906

© Кривошапко С.Н., Жиль-улбе М., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах