Том 15, № 2 (2019)

Цели. В работе рассматривается вопрос определения радиуса нейтральной поверхности изгибаемой полосы при одновременном действии растягивающих напряжений. Методы. При разработке технологических процессов листовой гибки и расчете исходной заготовки (развертки) чаще всего рассматривается плоское напряженное состояние, и предпочтение отдается теории чистого изгиба, предусматривающей равномерное искривление отдельных слоев металла под действием изгибающего момента и пренебрегающей действием поперечных растягивающих сил. Однако в реальности гибка всегда сопровождается скольжением металла по деформирующему инструменту, обуславливающим появление сил трения и создающим в металле сложное нагружение в виде пластического изгиба с растяжением, что дополнительно влияет на смещение нейтральной поверхности, вынуждая опытный путем корректировать технологию изготовления гнутых деталей. Приводятся обзор и анализ наиболее известных работ, посвященных данной тематике, с уточнением распределения контактных напряжений, действующих от внутренней поверхности к центру кривизны, и разрабатывается теория сложного изгиба, позволяющая уточнить радиус нейтральной поверхности в условиях растяжения изгибаемой полосы дополнительными тангенциальными напряжениями. Результаты. Полученные результаты позволят смоделировать напряженное состояние металла при разработке технологических процессов листовой штамповки и, в частности, оценить конкретное усилие торможения при изгибе (спрямлении) полосы в процессе перетягивания через перетяжные пороги и тормозные ребра штамповой оснастки для устранения возможных дефектов вытягиваемых деталей, а также уточнить размеры заготовки и готового профиля.

Актуальность. В рамках реализации Федерального закона № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» необходимо осуществлять постоянный контроль состояния гидротехнических сооружений (ГТС) и взаимовлияющих сооружений посредством оснащения их контрольно-измерительной аппаратурой (КИА). Развитие современных вычислительных комплексов позволяет осуществлять и прогнозировать состояние сооружений, совмещая расчетные исследования и данные натурных наблюдений. Работа направлена на организацию комплексной оценки состояния ГТС и обеспечения безопасности существующих и проектируемых взаимовлияющих комплексов. Цели. Повышение безопасности эксплуатируемого/строящегося комплекса взаимовлияющих ГТС. Оценка достаточности и качества специализированных инженерных и ремонтных работ, проводимых на ГТС. Разработка рекомендаций по повышению эффективности строительства новых и модернизации эксплуатируемых гидроэнергетических объектов. Создание единой платформы для проведения инженерных расчетов по взаимовлиянию ГТС на примере Загорских ГАЭС. Методы. Представлена идеология взаимодействия различных программных комплексов математического моделирования. Использованы данные КИА для калибровки и верификации математических моделей. Результаты. Актуализирована структура расчетного модуля программно-аппаратного комплекса (ПАК), проведена систематизация расчетных моделей, описано взаимодействие и передача исходных данных внутри расчетного модуля ПАК. Выполненные научные исследования направлены на повышение безопасности комплекса взаимовлияющих ГТС.

Цели. Изучение возможности формирования резных поверхностей Монжа, заданных способом их образования, создание алгоритма и программы на языке AutoLISP для демонстрации образования поверхностей в среде AutoCAD в динамическом режиме. Методы. Резные поверхности Монжа образуются плоской кривой, расположенной в касательной плоскости к неподвижной направляющей развертывающейся поверхности, при перекатывании плоскости и кривой по направляющей поверхности без скольжения. Описанный способ образования указанных поверхностей позволяет выполнить их формирование кинематическим методом в среде AutoCAD с применением программного обеспечения на языке AutoLISP. В статье рассмотрено построение поверхностей Монжа с использование в качестве направляющих цилиндрической и конической поверхностей. В качестве образующих линий применяются прямая линия и синусоида. Результаты. Создан алгоритм и программа на языке AutoLISP для образования наборов отсеков нескольких поверхностей Монжа и визуализации формирования этих поверхностей в динамическом режиме посредством последовательного изображения отсеков на экране монитора. Снят мини-фильм об образовании поверхности Монжа при качении плоскости с прямой линией по круговому конусу. В мини-фильме используются рисунки, полученные преобразованием чертежей среды AutoCAD.

Актуальность. Использование метода конечных элементов для определения напряженно-деформированного состояния тонкостенных элементов инженерных конструкций предопределяет их дискретизацию на отдельные конечные элементы. Разбиение нерегулярных частей конструкции невозможно без использования треугольных областей. Треугольные элементы оболочечных конструкций являются совместными по перемещениям и по их производным только в узловых точках. Поэтому способы улучшения условий совместности на границах треугольных элементов являются актуальными. Цели. Целью работы является улучшение условий совместности на границах смежных треугольных элементов на основе приравнивания производных нормальных перемещений в серединах граничных сторон. Методы. Для улучшения условий совместности на границах треугольных элементов в настоящей работе используется функционал Лагранжа с условием обеспечения равенства в серединах сторон смежных элементов производных от нормальных перемещений в направлениях перпендикуляров, касательных к срединной поверхности оболочки. Результаты. На примере расчета эллиптической оболочки показана эффективность использования совместного треугольного конечного элемента, матрица жесткости которого формируется в соответствии с алгоритмом, изложенным в статье.

Цели. Вывод согласованных уравнений теории тонких упругих оболочек без гипотез и осреднения напряжений по толщине оболочки. Методы. С помощью итерационного метода Сен-Венана - Пикара - Банаха без каких-либо гипотез решается трехмерная задача теории упругости. В силу принципа сжатых отображений решение сходится асимптотически независимо от выбора величин начального приближения. Результаты. Разработан метод интегрирования пространственных уравнений теории упругости в криволинейных координатах для тонкой оболочки. Наличие малого параметра позволяет провести интегрирование системы уравнений таким образом, что выходные данные первого оператора являются входными в следующий оператор и т.д., расчленяя исходный сложный оператор на последовательность простых интегрируемых операторов типа Пикара. В каждом уравнении содержатся члены только одного асимптотического порядка.

Цели. Экспертная проверка предложенных проектных решений, разработка необходимых проектных решений по наращиванию плотины Лимон согласно рекомендациям ICOLD. Методы. Подробные статические и сейсмические (динамические) расчеты напряженно-деформированного состояния (НДС) и фильтрации грунтовой плотины Лимон (Перу) с бетонным экраном были выполнены с использованием передовых программ численных расчетов FLAC-3D (США) и PLAXIS 2D (Голландия) соответственно. В статических и сейсмических (динамических) расчетах плотины Лимон использовалась упруго-пластическая модель Мора - Кулона с переменным углом сдвига гравийных и галечниковых зон плотины и грунтов ее основания. В динамических нелинейных расчетах НДС двух вариантов плотины Лимон при наполненном водохранилище использовалось акселерограмма максимального возможного землетрясения (МВЗ) Mar-Chile. Результаты. На основе полученных расчетов были разработаны рекомендации по проекту наращивания плотины с первоначальной высоты ( H = 43 м) до 82 м перед первым наполнением водохранилища. Экспертная оценка всех необходимых проектных решений по наращиванию плотины Лимон была выполнена в соответствии с рекомендациями Международной комиссии по большим плотинам (ICOLD).