Обзор статьи

Моделирование деформирования тонкостенных оболочечных конструкций при динамических воздействиях различного вида

УДК: 

624.074.43+539.3

DOI: 

10.23968/1999-5571-2024-21-5-41-48

Страницы: 

41-48

Аннотация: 

В статье представлено развитие методов и моделей расчета тонкостенных оболочек на новые (в контексте рассматриваемого подхода) виды динамических воздействий, важные для обеспечения безопасной работы конструкций. Рассматриваются нагрузка, линейно зависящая от времени, периодическое воздействие и взрывная нагрузка. Модифицирована геометрически нелинейная математическая модель, учитывающая ортотропию материала и поперечные сдвиги. Вычислительный алгоритм основан на применении метода Л. В. Канторовича и метода Розенброка для решения жесткой системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Использована среда аналитических вычислений Maple. Применимость предложенного подхода показана на примере расчета пологой оболочки двоякой кривизны при разных вариантах нагружения.

Список цитируемой литературы: 

  1. Бадриев И. Б., Макаров М. В., Паймушин В. Н., Холмогоров С. А. Осесимметричные задачи о геометрически нелинейном деформировании и устойчивости трехслойной цилиндрической оболочки с контурными подкрепляющими стержнями // Ученые записки Казанского университета. Серия: Физико-математические науки. 2017. Т. 159, № 4. С. 395-428. EDN: YWJLRZ.

  2. Петров В. В., Мищенко Р. В., Пименов Д. А., Горбачева О. А. Математическое моделирование долговечности тонкостенных пространственных конструкций взаимодействующих с агрессивной средой // Эксперт: теория и практика. 2020. № 6 (9). С. 14-30. DOI 10.24411/2686-7818-2020-10052. EDN: ASQBRG.

  3. Krivoshapko S. N. Shell structures and shells at the beginning of the 21st century // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2021. Т. 17, № 6. С. 553-561. DOI 10.22363/1815-5235-2021-17-6-553-561. EDN: EUZAXG.

  4. Damir H. Yo., Rynkovskaya M., Sereke I. A. Comparative Buckling Analysis of Concrete and Expanded Polystyrene Dome Shells // Architecture and Engineering. 2024. Vol. 9. No. 1. Pp. 71-78. DOI 10.23968/2500-0055-2024-9-1-71-78. EDN: BQIIUW.

  5. Карпов В. В. Компьютерные технологии расчета покрытий строительных сооружений оболочечного типа // Вестник гражданских инженеров. 2005. № 1 (2). С. 17-24. EDN: KVUPFD.

  6. Постнов В. А., Тумашик Г. А., Москвина И. В. Об устойчивости подкрепленной цилиндрической оболочки // Проблемы прочности и пластичности. 2007. № 69. С. 18-23. EDN: KGBROB.

  7. Godoy L. A., Ameijeiras M. P. Plastic buckling of oil storage tanks under blast loads // Structures. 2023. Vol. 53. Pp. 361-372. DOI 10.1016/j.istruc.2023.04.057. EDN: YXCDOO

  8. Sokolov V., Razov I. Free Oscillations of Semi-underground Trunk Thin-Wall Oil Pipelines of Big Diameter // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. Vol. 982. Pp. 615-627. DOI 10.1007/9783-030-19756-8_58. EDN: YMJVBJ

  9. Каюмов Р. А., Тазюков Б. Ф. Расчет цилиндрической оболочки на циклическую прочность // Вестник Казанского технологического ун-та. 2012. Т. 15, № 9. С. 162-164. EDN: OYMDDX

  10. Баженов В. Г., Баранова М. С., Кибец А. И., Ломунов В. К., Павленкова Е. В. Выпучивание упругопластических цилиндрических и конических оболочек при осевом ударном нагружении // Ученые записки Казанского университета. Серия: Физико-математические науки. 2010. Т. 152, № 4. С. 86-105. EDN: NPULEB

  11. Wei Z. G., Yu J. L., Batra R. C. Dynamic buckling of thin cylindrical shells under axial impact // International Journal of Impact Engineering. 2005. Vol. 32. No. 1-4. Pp. 575-592. DOI 10.1016/j.ijimpeng.2005.07.008

  12. Zhang J., Li S. Dynamic buckling of FGM truncated conical shells subjected to non-uniform normal impact load // Composite Structures. 2010. Vol. 92. No. 12. Pp. 2979-2983. DOI 10.1016/j.compstruct.2010.05.009. EDN: NXBWTV

  13. Dey T., Jansen E., Kumar R., Rolfes R. Instability characteristics of variable stiffness laminated composite curved panels under non-uniform periodic excitation // Thin-Walled Structures. 2022. Vol. 171. 108735. DOI 10.1016/j.tws.2021.108735. EDN: MMYYJB

  14. Phu K. V., Bich D. H., Doan L. X. Nonlinear Forced Vibration and Dynamic Buckling Analysis for Functionally Graded Cylindrical Shells with Variable Thickness Subjected to Mechanical Load // Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Mechanical Engineering. 2022. Vol. 46. Pp. 649-665. DOI 10.1007/s40997-02100429-1. EDN: WBYPFF

  15. Попов Н. Н., Расторгуев Б. С., Забегаев А. В. Расчет конструкций на динамические и специальные нагрузки. М.: Высшая школа, 1992. 319 с

  16. enov A. A. Dynamic buckling analysis of doubly curved orthotropic shallow shells via the Kantorovich and Rosenbrock methods // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2024. Vol. 46. P. 410. DOI 10.1007/s40430-024-04966-z. EDN: HIGQHN

  17. Вольмир А. С. Нелинейная динамика пластинок и оболочек. М.: Наука, 1972. 432 с

  18. Gupta A. D., Gregory F. H., Bitting R. L., Bhattacharya S. Dynamic analysis of an explosively loaded hinged rectangular plate // Computers & Structures. 1987. Vol. 26, No. 1-2. Pp. 339-344. DOI 10.1016/00457949(87)90263-X

  19. Kazancı Z., Mecitoğlu Z. Nonlinear dynamic behavior of simply supported laminated composite plates subjected to blast load // Journal of Sound and Vibration. 2008. Vol. 317. No. 3-5. Pp. 883-897. DOI 10.1016/j. jsv.2008.03.033

  20. Türkmen H. S. Structural Response of Laminated Composite Shells Subjected to Blast Loading: Comparison of Experimental and Theoretical Methods // Journal of Sound and Vibration. 2002. Vol. 249. No. 4. Pp. 663-678. DOI: 10.1006/jsvi.2001.3861

  21. Sirivolu D., Hoo Fatt M. S. Dynamic stability of double-curvature composite shells under external blast // International Journal of Non-Linear Mechanics. 2015. Vol. 77. Pp. 281-290. DOI 10.1016/j. ijnonlinmec.2015.09.005

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Семенов А.А. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Ссылка на статью в НЭБ: 

https://elibrary.ru/item.asp?id=80260108

Выпуск журнала

№ 5 (106) Октябрь 2024