Стійкість та раціональне проектування підкріпленої оболонкової конструкції типу «бочка-оживало» при комбінованому навантаженні
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209228Ключові слова:
оболонка, конструкція «бочка-оживало», зовнішній тиск, осьове стискання, проміжні шпангоутиАнотація
Вивчається стійкість оболонкової конструкції типу «бочка-оживало», підкріпленої дискретно розташованими проміжними шпангоутами, при спільній дії рівномірного зовнішнього тиску і осьових стискаючих зусиль. Досліджено випадок синусоїдальної апроксимації меридіана серединної поверхні оболонкових відсіків.
Отримано розв’язувальні диференціальні рівняння для дослідження стійкості складеної оболонкової конструкції з урахуванням радіусів кривизни «бочкоподібного» і «оживального» відсіків при спільній дії осьового стискання і рівномірного зовнішнього тиску. Для інтегрування розв’язувальних рівнянь четвертого порядку зі змінними коефіцієнтами використовується метод кінцевих різниць. Показано, що збільшення параметра кривизни меридіана більш ніж на 4 % призводить, в ряді випадків навантаження осьовими зусиллями, до зростання критичного зовнішнього тиску в 1,5–2 рази.
Ілюструється ефект стабілізації зростання критичного тиску зі збільшенням жорсткості шпангоутів для різних значень кривизни меридіана і кількості підкріплюючих елементів. Даний ефект дозволяє робити висновки про можливість визначення раціональних жорсткістних характеристик конструкції.
Досліджено ефект зростання критичного тиску при наявності стискаючого зусилля в оболонках позитивної Гауссової кривизни, що є результатом виникнення внутрішніх розтягувальних зусиль у окружному напрямку. При цьому відхилення твірної від ідеальної форми призводить до збільшення хвильових чисел в окружному напрямку при втраті стійкості, що вказує на зростання критичного тиску. Подальше збільшення осьового стискання конструкції призводить до виникнення кільцевих стискаючих зусиль, що є наслідком зниження критичних напружень зовнішнього тискуПосилання
- Bai, X., Tang, R., Zan, Y., Li, J. (2019). Stability analysis of a cylindrical shell with axially symmetric defects under axial compression based on the reduction stiffness method. Ocean Engineering, 193, 106584. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.106584
- Bai, X., Xu, W., Ren, H., Li, J. (2017). Analysis of the influence of stiffness reduction on the load carrying capacity of ring-stiffened cylindrical shell. Ocean Engineering, 135, 52–62. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2017.02.034
- Tafreshi, A., Bailey, C. G. (2007). Instability of imperfect composite cylindrical shells under combined loading. Composite Structures, 80(1), 49–64. doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2006.02.031
- Teng, J. G., Barbagallo, M. (1997). Shell restraint to ring buckling at cone-cylinder intersections. Engineering Structures, 19 (6), 425–431. doi: https://doi.org/10.1016/s0141-0296(96)00087-9
- Schmidt, H. (2018). Two decades of research on the stability of steel shell structures at the University of Essen (1985–2005): Experiments, evaluations, and impact on design standards. Advances in Structural Engineering, 21 (16), 2364–2392. doi: https://doi.org/10.1177/1369433218756273
- Zhao, Y., Teng, J. G. (2003). A stability design proposal for cone–cylinder intersections under internal pressure. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 80 (5), 297–309. doi: https://doi.org/10.1016/s0308-0161(03)00048-6
- Iqbal, M. A., Tiwari, G., Gupta, P. K. (2016). Energy dissipation in thin metallic shells under projectile impact. European Journal of Mechanics - A/Solids, 59, 37–57. doi: https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2016.03.004
- Amabili, M. (2018). Nonlinear vibrations and stability of laminated shells using a modified first-order shear deformation theory. European Journal of Mechanics - A/Solids, 68, 75–87. doi: https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2017.11.005
- Akimov, D. V., Gryshchak, V. Z., Gomenyuk, S. I., Larionov, I. F., Klimenko, D. V., Sirenko, V. N. (2016). Finite-Element Analysis and Experimental Investigation on the Strength of a Three-Layer Honeycomb Sandwich Structure of the Spacecraft Adapter Module. Strength of Materials, 48 (3), 379–383. doi: https://doi.org/10.1007/s11223-016-9775-y
- Degtyarenko, P. G., Grishchak, V. Z., Grishchak, D. D., Dyachenko, N. M. (2019). To equistability problem of the reinforced shell structure under combined loading. Space Science and Technology, 25 (6 (121)), 3–14. doi: https://doi.org/10.15407/knit2019.06.003
- Degtyarev, M. A., Shapoval, A. V., Gusev, V. V., Avramov, K. V., Sirenko, V. N. (2019). Structural Optimization of Waffle Shell Sections in Launch Vehicles. Strength of Materials, 51 (2), 223–230. doi: https://doi.org/10.1007/s11223-019-00068-7
- Degtyarenko, P. G., Gristchak, V. Z., Gristchak, D. D., Dyachenko, N. M. (2020). Statement and basic solution equationsof the stability problem for the shell-designed type "barrel-revived" under external pressure. Problems of Computational Mechanics and Strength of Structures, 1 (30), 33–52. doi: https://doi.org/10.15421/4219025
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Viktor Gristchak, Dmitry Hryshchak, Nataliia Dyachenko, Pavlo Degtiarenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
