Конструкции оболочечные — Методы

Применение дискретно-континуальной расчетной схемы для тонкостенных оболочечных конструкций определяет основной метод решения задач статики и динамики тонкостенных осесимметричных и призматических конструкций. При численном решении краевых задач для систем линейных обыкновенных дифференциальных уравнений применяют метод ортогональной прогонки Годунова [6]. [c.143]

Процедуры математического обеспечения метода ортогональной прогонки, в алгоритмах решения задач статики и динамики тонкостенных осесимметричных оболочечных конструкций метод ортогональной прогонки применяют для вычисления матриц жесткости и компонентов НДС важнейших составных частей рассматриваемых конструкций — оболочечных элементов. [c.241]

Конструкции оболочечные — Методы решения задач статики и динамики 143—148 — Программный комплекс расчета 176—178 — Расчетные схемы [c.511]

На рис. 77, а представлена одна из конструкций несущих платформ. Основными конструктивными элементами платформы являются пол, усиленный продольными ребрами замкнутого сечения, боковые борта, имеющие наклонный участок при переходе к полу, обвязки переднего борта, обвязки боковых бортов и задняя обвязка. Все обвязки имеют замкнутое сечение. Таким образом, платформа представляет собой пространственную тонкостенную конструкцию, которая эквивалентна открытой призматической (складчатой) системе. Расчет такой конструкции можно вести методом конечных элементов (МКЭ) с использованием балочного и оболочечного элементов. Для расчета автомобильных конструкций в настоящее время наиболее часто используют плоский треугольный симплекс-элемент. Например, таким элементом можно моделировать борта платформы. Однако функция, характеризующая перемещения в плоскости такого элемента, представляет собой полином первой степени, поэтому распределение деформаций и напряжений по стороне элемента постоянно, в то время как при закручивании открытых призматических (складчатых) систем каждая складка-пласти-на работает на изгиб в своей плоскости, что приводит к неравномерному распределению деформаций по ширине пластины. На рис. 77, б приведено характерное распределение деформаций по контуру призматической оболочки при кручении, соответствующее эпюре секториальных координат. По ширине наклонной пластины происходит резкое изменение продольных деформаций. Если этот участок моделировать треугольным элементом, то распределение деформаций будет равномерным, что приведет к большим ошибкам [c.135]

До сих пор мы рассматривали достаточно простые аудиторные примеры определения критических сил. В практике инженерных расчетов встречаются куда более сложные задачи. Стержень имеет, как правило, не постоянную, а переменную жесткость, а на устойчивость необходимо рассчитывать не отдельные стержни, а целые системы, состоящие из многих, связанных между собой стержней. Особое место занимают задачи устойчивости оболочечных конструкций, расчет которых представляет заметные трудности. В подобных случаях широко используются приближенные методы, в основу которых положен энергетический подход. Он допускает различные трактовки, но мы остановимся на одной, наиболее простой. [c.140]

Рассмотренные примеры дают достаточное представление об энергетическом методе, но еще не раскрывают полностью его возможностей. Энергетическим методом можно решать и более сложные задачи. Он позволяет без особого труда учитывать переменную жесткость и влияние упругих связей, наложенных на стержневую систему. Он применяется и при решении задач, связанных с исследованием устойчивости оболочечных конструкций. [c.149]

В очередном выпуске приведены результаты исследований накопления повреждений и образования трещин, динамической концентрации напряжений вокруг отверстий, больших прогибов гибких оболочечных элементов и процессов газо- и гидростатического формования. Проанализированы вопросы устойчивости оболочек, включая многослойные оболочечные конструкции, при простом и комбинированном нагружениях. Рассмотрены методы расчета лепестковых упругих муфт, многослойных сосудов давления, динамических характеристик пластинчатых систем, а также другие вопросы прочности как в общей постановке для широкой номенклатуры машиностроительных конструкций, так и в виде конкретных рекомендаций для определенных узлов и деталей машин. [c.136]

Возможность применения метода суммирования температурных нагрузок проверена на сферическом корпусе для базового режима Д . В качестве расчетных выбраны точки на внутренней поверхности переходной зоны оболочечной конструкции. Режиму нагружения I соответствует распределение температур для теплового состояния [c.213]

Учитывая отмеченные особенности термомеханического нагружения, сферический корпус можно считать наиболее представительным (из рассмотренных оболочечных конструкций) для обоснования расчетного метода оценки малоцикловой долговечности элементов конструкций при неизотермическом нагружении на основании деформационно-ки-нетического критерия прочности. [c.253]

Обобщая результаты исследования малоцикловой долговечности оболочечных корпусов можно констатировать, что разработанный метод расчета тонкостенных оболочечных элементов при малоцикловом неизотермическом нагружении достаточно эффективен и позволяет с удовлетворительной для инженерной практики точностью оценивать несущую способность высоконагруженных элементов конструкции при малоцикловом термомеханическом нагружении. [c.257]

Сварные конструкции (стержневые, листовые и оболочечные несущие элементы, подкрановые устройства, трубопроводы, емкости) требуют при оценках их сопротивления деформированию и разрушению учитывать влияние неоднородности механических свойств и дефектности, связанной с широким использованием сварки, развития методов испытаний и расчетов в связи с эффектом абсолютных размеров сечения конструкций и технологической концентрацией напряжений. [c.5]

Приведенные выше соотношения явились основой вычислительных программ численного решения задач о напряженных, деформированных и предельных состояниях оболочечных конструкций, подверженных длительным статическим и малоцикловым воздействиям в условиях повышенных температур [8, 3, 15]. Разработанная в [15] программа исследования прочности сильфонов основана на линеаризованных уравнениях теории оболочек и уравнениях состояния (8.17). Для учета физической нелинейности материала оболочки используется метод переменных параметров упругости [10]. [c.160]

Для использования данного критерия при оценке прочности оболочечных конструкций требуется информация о кинетике циклических и односторонне накопленных деформаций в максимально нагруженных зонах конструкции, а также данные о сопротивлении разрушению конструкционных материалов, полученные с учетом высоких температур эксплуатации, формы цикла нагружения, времени выдержки и частоты. Для проверки правильности метода оценки длительной малоцикловой прочности необходимы [c.161]

Большой интерес к вариационным формулировкам задач деформирования многослойных оболочечных конструкций объясняется в первую очередь тем, что на основе исходных гипотез, применяя формальные математические приемы, можно избежать трудоемкого этапа составления уравнений равновесия статическим методом и приближенно свести трехмерную задачу теории упругости к одномерной или двумерной задаче. При этом соответствующие разрешающие уравнения и граничные условия строго соответствуют исходным допущениям и определяются единственным образом. Кроме того, вариационные формулировки являются основой для эффективных приближенных методов расчета, которые позволяют получить на выбранном классе аппроксимирующих функций наилучшие в энергетическом смысле приближенные решения. [c.71]

Разработанные метод и программа позволяют решать сложные инженерные задачи расчета напряженного состояния в корпусах энергетических установок и в сосудах под давлением, имеющих разъемные фланцевые соединения, при эксплуатационных силовых и температурных режимах работы с учетом различных типовых особенностей этих конструкций. Метод и программа удобны для расчета оболочечных конструкций сложной формы с нелинейным распределением поверхностной нагрузки (примеры 1—5), для которых данный метод представляет собой вариант метода конечных элементов, использующий известные решения теории оболочек и пластин. Представление сложных участков оболочек совокупностью 8— [c.98]

Книга посвящена созданию надежных методов определения предельных нагрузок нагружаемых оболочечных конструкций, находящихся в условиях неоднородного и нестационарного поля температур. Первая часть посвящена теоретическим основам прочности и устойчивости композитных оболочек при силовых и тепловых воздействиях во второй части представлены результаты экспериментальной проверки предлагаемых методов расчета. [c.2]

Необходимость получения в процессе проектирования конструкции из новых материалов конкретных сведений о несущей способности ее элементов на различных этапах эксплуатации заставляет разрабатывать методы исследования и расчета, позволяющие иметь достоверную информацию о поведении конструкции в реальных условиях. Решению этой задачи и посвящена монография. В ней предпринята попытка систематизировать разработанные с участием авторов методы определения предельных нагрузок оболочечных конструкций из КМ, находящихся в условиях неоднородного и нестационарного поля температур. [c.7]

Предложена методика исследования и расчета предельных нагрузок неравномерно нагреваемых тонкостенных конструкций из КМ, в том числе и оболочечных, согласно которой влияние на прочность или устойчивость различных физико-химических явлений, возникающих в условиях неоднородного и нестационарного поля температур, оценивается по результатам испытаний фрагментов или образцов конструкций вместо традиционных образцов материалов. Она базируется на представлениях, вытекающих из законов термодинамики и механики твердого деформируемого тела. Расчет конструкции при различных режимах нагрева ведется с помощью ее обобщенной характеристики — функциональной зависимости между несущей способностью и распределением температур в стенке, определяемой при нестационарных режимах нагрева (метод замены температурных полей, метод преобразования обобщенных характеристик с помощью критериев теплового подобия) либо при изотермических состояниях (метод определяющей температуры). [c.11]

Изложены численные методы и алгоритмы расчета на прочность и жесткость пластинчато-стержневых систем, трехмерных объемных тел, тонкостенных оболочечных, призматических и складчатых конструкций. Все алгоритмы реализованы на языке ПЛ-1 в ОС ЕС ЭВМ. Программные комплексы могут быть включены в качестве подсистем в состав САПР, они успешно прошли проверку на ряде машиностроительных предприятий. [c.2]

Решив краевые задачи (9.3)—(9.5) и (9.1), (9.7) с помощью метода ортогональной прогонки, определим матрицы [/<С] и векторы жесткости для каждого оболочечного элемента рассматриваемой конструкции с точностью до дифференциальных элементов, описывающих поведение этих элементов. [c.144]

Определив узловые перемещения конструкции, вычисляем перемещения W5 и W торцов каждого оболочечного элемента. Далее методом ортогональной прогонки решаем краевую задачу для системы обыкновенных дифференциальных уравнений (9.1) с граничными условиями [c.145]

Расчет собственных колебаний требует в случае систем большого размера весьма больших затрат машинного времени. Поэтому решение динамических задач методом разложения по собственным формам целесообразно выполнять в том случае, когда для получения приемлемой точности результатов достаточно ограничиться учетом лишь нескольких основных тонов колебаний. Однако во многих случаях (например, при расчете сложных стержневых или оболочечных конструкций) требуется учитывать большое число тонов собственных колебаний, и метод разложения по собственным формам становится неэффективным. В этих случаях более экономичным оказывается прямое интегрирование дифференциального уравнения (9.14) [c.373]

Гл. 4 посвящена определению упругого напряженно-деформированного состояния в элементах составных оболочечных конструкций при различных случаях локального нагружения и контактных взаимодействий. Рассмотрена конструкция, состоящая из произвольных осесимметричных оболочек вращения, состыкованных посредством упругих колец, при локальном нагружении последних. Рассмотрено напряженно-деформированное состояние подкрепленной цилиндрической оболочки, взаимодействующей с круговыми ложементами при произвольном поперечном нагружении. Учтены такие факторы, как наличие заполнителя, несимметричность нагружения. С помощью введения понятий эквивалентных нагрузок и жесткостей расчетные схемы для сложных оболочечных конструкций существенно упрощены. Исследуется напряженно-деформированное состояние элементов конструкции при контактном взаимодействии цилиндрических оболочек и опорного кольца (бандажа) и контактном взаимодействии соосно сопряженных цилиндрических оболочек при поперечном локальном нагружении. Методы второй [c.4]

О методах решения задач для оболочечных конструкций [c.16]

Одним из наиболее универсальных и распространенных аналитических методов решения задач теории оболочек и пластин является метод тригонометрических рядов. Особенно удобно применять его к составным осесимметричным оболочечным конструкциям. В этом случае решение на основании его сводится к следующему. Все функции, определяющие внешние усилия на систему, и напряженно-деформированное состояние в оболочках и подкрепляющих кольцах представляются в виде разложений по os Пф и sin п<р. Применяя для этих функций собирательное обозначение Т1(ф), получим [c.16]

В разд. 2.1 рассмотрены общие методы решения контактных задач для оболочечных конструкций, взаимодействующих с ложементами. Эти методы позволяют построить решение для произвольных систем оболочек при произвольном нагружении. Решение при этом построено в виде тригонометрических рядов. [c.46]

Методы расчета оболочечных конструкций при осесимметричном нагружении достаточно хорошо разработаны, а балочное решение общеизвестно. Остановимся на расчете шпангоутов и оболочек при действии циклических нагрузок. [c.102]

Тонкостенные оболочечные конструкции во многих отраслях машиностроения относятся к сложным системам, основные качественные характеристики которых связаны с решением прочностных проблем. Упругий расчет оболочечных конструкций при контактных взаимодействиях и локальных нагрузках является необходимым при решении широкого класса задач прочности. Однако для современных машиностроительных конструкций, работающих в сложных режимах нагружения, исследование напряженно-деформированного состояния и в особенности несущей способности должно быть связано с учетом неупругой области деформирования материала. Роль физически нелинейных теорий при разработке эффективных методов расчета прочности тонкостенных конструкций значительно возросла. [c.222]

Теория пластичности, получившая широкое развитие в последнее время, относится к актуальнейшим разделам нелинейной механики деформируемого твердого тела [41, 68]. Методы теории находят в настоящее время широкое применение в прочностных расчетах различных оболочечных конструкций. Учет пластических свойств материала позволяет выявить новые резервы веса и установить реальные запасы прочности. В особой мере важна для современной строительной механики тонкостенных конструкций разработка эффективных подходов к оценке несущей способности, которая является основной прочностной характеристикой элементов конструкции. [c.222]

Наконец отметим, что вариационные принципы механики сплошных сред, составляя основу многих вычислительных методов [66 ], представляют интерес и с точки зрения численного анализа тонкостенных оболочечных элементов конструкций. [c.47]

Глава 3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ОБОЛОЧЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ [c.130]

Отмеченные особенности конструкции оболочечных элементов необходимо учитьшать при определении полей напряжений и деформаций, а также при построении расчетной модели и обосновании расчетного метода определения НДС в опасных зонах. [c.172]

Изложен асимптотический метод расчета подкрепленных пластин н оболочек с учетом дискретности размещения ребер. На его основе получены аналитические решения широкого класса статических и динамических задач. Выявлены характерные особенности доведения важнейших типов подкрепленных оболочек и оценены пределы нрименишости приближенных инженерных методов их расчета. Полученные результаты могут быть нсиользованы в теоретических исследованиях, а также при расчете оболочечных конструкций в авиа-, ракето- и судостроенип, промышленном п гражданском строительстве. [c.504]

Метод конечных элементов применяется не только при решении двумерных задач прикладной теории упругости (пластины, оболочки и конструкции, составленные из пластинчатых и оболочечных элементов), но и объемных (трехмерных) задач теории упругости. Для лучшей аппроксима-цпи сложной формы копструкцип применяются наряду с прямоугольными конечными элементами также конечные элементы других форм. Этот метод может применяться не только в форме метода перемещений, когда за неизвестные принимаются узловые перемещения и определяются они из уравнений равновесия, но и в форме метода сил, когда за неизвестные принимаются узловые внутренние усилия а определяются они из условия совместности перемещений в узловых точках. [c.228]

Учет местной податливости в зонах контакта. В работе [9] был рассмотрен способ учета местной податливости в узких кольцевых зонах контакта с нераскрытым стыком при расчете конструкции методом строительной механики оболочек и колец. При этом были использованы коэффициенты местной податливости, полученные в [10] численным методом осесимметричной теории упругости. Применительно к корпусной конструкции с фланцевым соединением, содержащим два нажимных кольца, стянутые длинными шпильками, было показано, что пренебрежение контактными моментами приводит к существенному занижению жесткости корпусных оболочечных конструкций и завышению изгибных напряжений в галтель-ных переходах фланцев. Метод учета контактных податливостей для нераскрытых стьпсов, предложенный в работе [9], так же как и полученный в ней вывод о погрешности упрощенного расчета, применимы к рассматриваемой здесь конструкции (см. рис. 2.1). [c.132]

Монография посвящена анализу условий работы высоконагру-женных конструкций (энергетические установки, летательные аппараты, роторы, сосуды давления, тонкостенные оболочечные конструкции, сварные строительные конструкции, узлы разъемных соединений) и критериев эксплуатационного повреждения при малоцикловом нагружении. Излагаются методы расчетного и экспериментального определения напряженно-деформированных и предельных состояний на образцах, моделях и натурных конструкциях. [c.2]

Для анализа напряженно-деформированных и предельных состояний оболочечной конструкции, подверженной сложному неизотермическому нагружению, история нагружения разбивается на ряд этапов — приращений нагрузки и температуры. На каждом этапе используется метод последовательных приближений с итерированием как по физической нелинейности с использованием соотношений (8.12), (8.13), (8.16) или (8.17), так и по геометрической нелинейности с использованием (8.2), (8.20), (8.21) (блок-схема алгоритма приведена в [3]). При этом предполагается, что упругопластическое деформирование осуществляется мгновенно, а во времени изменяется лишь деформация ползучести в соответствии с (8.16). [c.159]

В последнее время интенсивно разрабатываются методы получения трехмерного изображения конструкции по ее чертежу. В этом случае параметры чертежа закладываются в специальное моделирующее устройство или служат входными данными, вводимыми в программное обеспечение для трехмерного моделирования данного класса изделий с помощью прикладного графического языка (например, ГРАФОР или ФАП-КФ). Объемные модели имеют дополнительное преимущество перед стержневыми и оболочечными, так как их использование позволяет автоматически получать отдельные грани. [c.140]

При изучении вибраций газотурбинного двигателя (ГТД) (частоты, формы, а.мплитуды) и методов уравновешивания и.х роторов значительное внимание уделяется анализу совместны.х колебаний систем ротор — опоры — корпус, при этом корпус расс.матривают как балочную конструкцию. Однако такое допущение недостаточно полно, ибо корпусы представляют собой, большей частью цилиндрические оболочечные конструкции. Поэто.му расчет собственных частот колебаний корпусов следовало бы проводить как оболочек. Это необ.ходимо потому, что одной из возможных причин повышенных вибраций корпуса могут оказаться резонансные режи.мы, связанные с совпаде-ние.м роторных частот с собственными частотами колебаний оболочки, измеряемые датчиками, установленными иа корпусах либо на опорах турбомашины. [c.219]

В настоящей книге предпринята попытка изложить, минимум сведений, необходимых для выполнения всех основных этапов прочностного расчета оболочечных конструкций из композиционного материала. В двух первых главах приведены зависимости для описания упругих свойств анизотропных тел и упругих характеристик однонаправленных и многослойных композиционных материалов. Кроме того, с помощью одной из наиболее простых структурнофеноменологических моделей дано наглядное представление о специфике деформирования волокнистого композиционного материала с полимерной матрицей. Основное внимание в книге уделено изложению вариационно-матричного метода расчета сложных оболочечных конструкций применительно к многослойным конструкциям из композиционных материалов. В приложениях даны некоторые специальные подпрограммы для ЭВМ. [c.5]

Корпус современного ракетного двигателя твердого топлива является сложной оболочечной конструкцией, уточненный расчет которой может быть выполнен только на ЭВМ с помощью численных методов, описанных в гл. 12. Но для оценочных проектировочных расчетов используют упрощенные аналитические зависимости, основанные на теории безгломентных оболочек (в некоторых случаях с учетом краевого эффекта). [c.372]

При применении метода перемещений для решения задачи об определении частот и форм колебаний оболочечных конструкций из вязкоупругого материала приходйтся раскрывать определители высокого порядка, поэтому в процедурах их вычисления (см. подразд. 9.4) значения определителей представлены с помощью двух чисел d и s [c.173]

Равенство коэффициентов при г сп, iisn левой и правой частях уравнений дает систему алгебраических уравнений для определения коэффициентов Фурье искомых функций. В книге метод тригонометрических рядов применен к решению многих задач для оболочечных конструкций при локальных нагрузках и контактных взаимодействиях. [c.16]

Изучение динамической устойчивости оболочечной конструкции должно начинаться с упрощения основного дифференциального уравнения. Обычно такое упрощение состоит в переходе к системе с сосредоточенными параметрами при помощи энергетическо,го метода, либо метода конечных элементов, либо метода конечных разностей, либо метода Бубнова—Галеркина. После этого необходимо убедиться в том, что полученная модель соответствует реальной действительности. В большинстве исследований динамической устойчивости такая проверка не проводилась. Некоторые дискретные модели имеют такие положения статического равновесия, которые отсутствуют в конструкции с распределенными параметрами [4] (это обстоятельство было отмечено, в работе [5]). [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...