Оболочки — Применение слоистые

Эта глава посвящена оболочкам из композиционных материалов, причем основное внимание уделено построению различных вариантов теории тонких слоистых оболочек и их применению к задачам статики, динамики, устойчивости и термоупругости оболочек различных форм, а также их уточнению или формулировке других теорий, позволяющих учесть большие прогибы оболочек, трансверсальные эффекты и рассмотреть трехслойные конструкции. [c.251]

В случае, если нормальные перемещения и напряжения на соприкасающихся поверхностях слоев совпадают, а касательные напряжения равны нулю, приходим к задаче об оболочке с проскальзывающими без трения слоями. Зоны контакта при этом известны, что существенно упрощает задачу. В указанной постановке решены задачи статики слоистых цилиндрических [59] и сферических [196] оболочек. Метод последовательных приближений, основанный на принципе поочередной непрерывности , в соответствии с которым краевые задачи для слоев решаются на каждой итерации независимо, применен в [208, 238, 239] для изучения слоистых цилиндров и цилиндрических оболочек. Более сложная задача для цилиндров, слои которых в некоторых зонах сцеплены, а в других проскальзывают, решена в [189]. В этой работе получил развитие [c.16]

Линеаризованные слагаемые для теории Тимошенко представлены формулами (VI.42), (VI.43). Выполним по (VI.39) линеаризацию соотношений (VI.24), входящих в уравнения слоистых оболочек, основанные на применении к слоям классической теории. Тогда (s = 3, 4) будут представлены [c.114]

Впервые подробно изложен новый метод параметрической оптимизации оболочек из слоистых армированных композитов — метод обобщенных структурных параметров, являющийся прямым следствием приложения принципов структурной механики композита к анализу модели проекта конструкций упомянутого класса. Применение метода сводит рещение задачи оптимизации в исходной, обычной постановке к реализации соответствующей обобщенной модели оптимизации, оптимум которой обобщенно представляет все множество эквивалентных оптимальных проектов оптимизируемой конструкции. Тем самым, с одной стороны, снимается [c.6]

Конец 60-х — первая половина 70-х гг. характеризуются широким внедрением в практику ОПК хорошо разработанных к этому времени методов математического программирования (МП), существенно расширивших возможности постановки и решения более сложных задач оптимизации конструкций из композитов. Применение методов МП как средства эффективного решения многомерных задач оптимизации позволило качественно изменить содержание задач ОПК из композитов на основе включения в число параметров оптимизации одновременно геометрических параметров конструкции и структурных параметров конструкционного материала. Возникшая при этом потребность в уточнении моделей расчета конструкций, прежде всего слоистых оболочек, стимулировала развитие соответствующих разделов механики конструкций [8, 15, 118 и др.]. В свою очередь, потребность в моделировании деформативных и прочностных характеристик композитов с усложненными свойствами и структурой армирования обусловила устойчивый интерес и, следовательно, быстрое развитие структурной механики композита [15, 25, 54, 63, 75, 105, 127 и др.]. Распространение принципа усреднения на методы расчета деформативных характеристик поли- [c.11]

Наиболее широкое применение в инженерной практике находят так называемые составные оболочки, т. е. комплексы из двух и более конструктивных элементов, по крайней мере одним из которых является собственно оболочка и на поверхности контакта между которыми терпят разрыв геометрические или физико-механические характеристики комплекса или поля действующих на него нагрузок. На основании данного определения к составным оболочкам следует отнести все конструктивно неоднородные оболочки (например, слоистые), а также оболочки, подкрепленные конструктивными элементами другого рода (заполнителями, ребрами, стрингерами и т. п.) [79]. Отметим, что дальнейшее изложение относится к односвязным составным оболочкам. [c.86]

Накопленный опыт [17—19, 21, 23, 24, 30] использования метода инвариантного погружения в задачах статики, устойчивости, свободных колебаний слоистых оболочек вращения с применением разработанных в настоящей монографии неклассических дифференциальных уравнений позволяет заключить, что соответствующие им уравнения (7.2.21), (7.2.28) можно отнести к классу умеренно" жестких. Так, в рассмотренной ниже тестовой задаче прочности длинной круговой цилиндрической панели (требующей введения достаточно густой координатной сетки), дифференциальные уравнения метода инвариантного погружения (7.2.21), [c.204]

Задача (7.3.12) — краевая задача неклассической теории оболочек, и ее интегрирование требует применения экономичных и эффективных численных методов, учитывающих существенные особенности таких задач — матричную структуру решения и сильную численную неустойчивость неклассических дифференциальных уравнений слоистых оболочек. Этим требованиям в полной мере отвечает разработанный в предыдущем разделе метод инвариантного погружения в его обобщенной форме. Накопленный вычислительный опыт [17—19, 21, 23, 24, 30] позволяет рекомендовать эту модификацию метода к широкому использованию в задачах прочности, устойчивости, динамики оболочек. [c.208]

Наиболее экономичными являются совмещенные конструкции — плиты покрытий, оболочки, купола. Слоистые плиты покрытий и купола с применением пластмасс, а во многих случаях и целиком из пластмасс уже довольно щироко используются в мировой строительной практике. [c.209]

Стеновые блоки-панели с использованием в качестве оболочки эмалированного металла особенно широко начали применять после разработки синтетических клеющих веществ, а также тепло- и звукоизоляционных материалов высокого качества. Применение стеновых блоков позволяет снизить вес стен по сравнению с кирпичной кладкой в 8—9 раз при том же тепло-и звукоизоляционном действии. Наружный слой — эмалированный металл, внутренняя часть блока заполняется пеностеклом, перлитом, вермикулитом, стекловолокном, ячеистым картоном, алюминиевой фольгой или другими наполнителями. Эмалированный металл и наполнитель соединяют чаще всего при помощи склеивающих веществ, на специальных прессах под давлением [342]. В качестве связок при изготовлении таких слоистых панелей применяют различные смолы — феноловые, неопреновые, виниловые, эпоксидные и др. В процессе прессования полностью выправляются неровности эмалированного металла. Иногда панели изготовляют и с механическим креплением наружной оболочки и наполнителя. [c.247]

В. 3. Власов [4, 5, 6]. Разработанная им полубезмоментная теория цилиндрической оболочки нашла широкое применение в инженерной практике и показала удовлетворительное соответствие с результатами экспериментов. Обобщению этой теории для слоистых ортотропных оболочек и посвящена настоящая глава. [c.198]

Одним из основных требований, предъявляемых к подобного рода конструкциям, является обеспечение минимального веса при достаточной прочности и устойчивости. Наиболее полно удовлетворяются эти требования путем применения либо слоистых оболочек, либо оболочек, подкрепленных ребрами жесткости. [c.3]

В большинстве применений слоистых композитов в тонкостенных оболочках предполагается, что они находятся в плоском напряженном состоянии (03 = 04 = 05 = 0). Для этого случая из критерия Мизеса — Хилла следует, что наступление предельного состояния в материале зависит также от свойств в направлении Xz, перпендикулярном плоскости армирования. Это не удивительно, если учесть, что рассматриваемый критерий учитывает только девиаторные компоненты напряжений и что компонента в направлении Хз не равна нулю, хотя аз равно нулю. [c.107]

Для подтверждения справедливости данного выше подхода обсудим в оставшейся части этого раздела статистические вопросы разрушения при растяжении отдельного класса композитов, состоящих из параллельно расположенных линейных непрерывных жестких, прочных и хрупких упрочняющих элементов, разделенных материалом матрицы, упругая или пластическая податливость которой значительно выше податливости упрочняющих элементов. Кроме того, предцоложим, что композит состоит из листов, толщина которых много меньше других размеров, и нагружение происходит только в плоскости листа. Хотя этот вид слоистой микроструктуры является весьма частным среди большого многообразия присущих композитам видов микроструктуры, но он имеет широкое применение при конструировании легких тонкостенных оболочек и конструкций из тонких панелей. Эти материалы мы будем называть слоистыми композитами в отличие от композитов, под которыми мы будем подразумевать материалы со структурой более общего вида. [c.178]

Кабели со слоистой оболочкой имеют жилы с полимерной изоляцией. В качестве полимерного материала может быть применен сплошной или ячеистый полиэтилен. Ячеистый (микропористый) полиэтилен представляет собой вспененный полиэтиленовый материал, имеющий другие электрические свойства, чем сплошной полиэтилен. Поры, образующиеся при вспенивании, иногда заполняют пластичным нефтепродуктом для предотвращения проникновения влаги и недопущения продольной вп-допроницаемости. Эту конструкцию обматывают полимерными лентами и металлической лентой для экранирования. Лента может быть алюминиевой или медной она имеет полимерное покрытие. На металлический экран дополнительно наносят оболочку и защитное покрытие из полиэтилена методом экструзии. Кабели почтового ведомства ФРГ с полимерным покрытием снабжаются тисненой маркировкой. В отличие от поливинилхлорида на полиэтилене можно выполнять только выпуклое тиснение, поскольку выдавливание углублений приводит к возникновению внутренних напряжений, и материал может разрушиться в результате коррозионного растрескивания под напряжением. [c.300]

Наиболее специфичными среди слоистых композиционных материалов являются трехслойные (сэндвичевые) конструкции, которые характеризуются высокой жесткостью при изгибе в результате использования тонких оболочек из жесткого материала во, внешних слоях, связанных с толстой, но низкомодульной сердцевиной (заполнителем). Такие конструкции интенсивно разрабатываются в авиационной промышленности, где сочетание тонких металлических слоев, покрывающих с обеих сторон сердцевину из сотового заполнителя или другого материала с низкой плотностью, нозволяет создать очень жесткую, но достаточно легкую конструкцию. Аналогичные конструкции используются в строительных панелях и кораблестроении, где оболочки часто изготовляются из стеклопластиков, а заполнителем является бальзовое дерево или пенопласт. При применении таких конструкций главной функцией заполнителя является удаление жесткой оболочки от центральной плоскости (нейтральной оси при изгибе) с целью увеличения эффекта повышения жесткости. В этом случае используется прием, аналогичный увеличению жесткости листовых материалов с помощью ребер жесткости или фитингов, часто используемый в реальных конструкциях, например при изготовлении корпусов лодок из стеклопластиков, которые представляют собой однооболочковые конструкции. [c.194]

Изящная рма уравнений, возможность применения к ним известных методов решения линейных краевых задач - все это привлекло внимание многих ученых, особенно зарубежных [ 3.16-3.25]. Так, уже в 1957 году уравнения Бергера были расширены на ортотропные пластины [ 3.18], а в 1959 году с их помощью были решены динамические задачи [ 3.20]. В дальнейшем результаты Бергера были обобщены на слоистые пластины Крих-гоффа—Лява [3.16] и типа Тимошенко [3.24]. Трехслойные пластины симметричного строения с легким заполнителем и без-моментными несущими слоями изучались в статье [3.19]. Общая теория трехслойных пластин и пологих оболочек с мо-ментными несущими слоями и жестким заполнителем в рамках гипотезы Бергера построена в работах [ 2.15, 3.7, 3.8]. Заинтересовавшихся этой проблемой отсьшаем к обзору авторов [ 3.9], где дана обширная библиография, насчитывающая более 150 публикаций и доведенная до изданий 1980 года. [c.69]

Переход от диагональных шин к радиальным потребовал применения новых расчетных методик. По-видимому, впервые работоспособная модель радиальной шины была разработана Бемом [11.36, 11.37]. В работах Бема шина трактуется оболочкой, составленной из двух пакетов мембранных слоев, один из которых, расположенный в беговой части, моделирует брекер, другой - каркас. Робекки в статье [II. 45] изучил с позиций без-моментной теории слоистых ортотропных оболочек не только диагональную, но и радиальную шину. Недостатки подобных постановок очевидны, так как иаличие в беговой части радиаль- [c.234]

В книге рассматриваются современные модели расчета и методы параметрической оптимизации несущей способности оболочек вращения из композитов двумерной и пространственной структур армирования. Основное внимание при этом уделено оболочкам, работающим на статическую устойчивость или в режиме колебаний, эффективные деформативные характеристики которых определяются методами теории структурного моделирования композита. В задачах, содержащих оценки предельных состояний оболочек по прочности, используется феноменологическая структурная модель прочностных характеристик слоистого композита, параметры которой получены экспериментально. Подробно анализируются особенности постановки задач пара.метрической оптимизации оболочек из композитов. Показана взаимосвязь векторной и скалярной моделей задач оптимизации в случае формализуемых локальных критериев качества проекта. Значительное место отведено изложению и примерам приложения нового метода решения задач оптимизации оболочек из. многослойных композитов — метода обобщенных структурных параметров, применение которого позволяет получить наиболее полную информацию об опти.чальных проектах широкого класса практически важных задач оптимизации. Содержащиеся в книге результаты могут быть использованы для инженерного проектирования оболочек из волокнистых композитов. Табл. 23, ил. 58, библиогр. 181 назв. [c.4]

Для установления дифференциальных уравнений равновесия воспользуемся принципом возможных перемещений [207]. Вариационные принципы открывают естественный путь для сведения трехмерных задач механики сплошных сред к двумерным задачам теории пластин и оболочек. Их использование позволяет установить систему обобщенных внутренних усилий, соответствующую независимым обобщенным кинематическим параметрам конечносдвиговой слоистой оболочечной системы и получить корректные уравнения ее равновесия. Вместе с ними устанавливаются кинематические и естественные граничные условия задачи. Дифференциальные уравнения и краевые условия получаются из вариационного принципа путем применения формальной математической процедуры, что важно, поскольку корректное использование формального аналитического метода позволяет избежать ошибочных формулировок, которые могли бы возникнуть при составлении уравнений равновесия и краевых условий методами элементарной статики. Анализ публикаций, посвященных неклассическим моделям деформирования многослойных оболочек, выявляет многочистенные примеры таких формулировок [8, 9, 215, 250, 253 и др.]. Укажем также и на известный [301 ] классический пример такого рода — условие Пуассона на свободном крае. [c.47]

В этой главе рассмотрены вопросы численного интегрирования линейных и нелинейных краевых задач для систем обыкновенных дифференциальных уравнений, возникающих при исследовании прочности, устойчивости, свободных колебаний анизотропных слоистых композитных оболочек вращения после разделения угловой и меридиональной переменных. В предыдущих главах было показано, что корректный расчет таких оболочек и пластин в большинстве случаев требует привлечения неклассических дифференциальных уравнений повышенного порядка. Там же (см. параграфы 4.1, 4.4, 5.2, 6.2) отмечалась важная особенность таких уравнений — существование быстропеременных решений экспоненциального типа, имеющих ярко выраженный характер погранслоев и существенных лишь в малых окрестностях краевых закреплений, точек приложения сосредоточенных сил, мест резкого изменения геометрии конструкции и т.д. Стандартные схемы численного интегрирования краевых задач на таком классе дифференциальных уравнений малоэффективны — попытки их применения встречают принципиальные трудности, характер и формы проявления которых подробно обсуждались в параграфе 4.1 (см. также [136]). Добавим к этому замечание о закономерном характере данного явления — существование решений экспоненциального типа с чрезвычайно большим (по сравнению с длиной промежутка интегрирования) показателем изменяемости в неклассических математических моделях деформирования тонкостенных слоистых систем, дифференциальными уравнениями которых учитываются поперечные сдвиговые деформации, обжатие нормали и другие второстепенные" факторы, естественно и необходимо. Такие решения описывают краевые эффекты напряженного состояния, связанные с учетом этих факторов, и существуют не только у неклассических уравнений, установленных в настоящей монографии, но и в других вариантах неклассических уравнений повышенного порядка, что уже было показано (см. параграф 4.1) на конкретном примере. Болес того, подобные явления наблюдаются не только в теории оболочек, но и в других математических моделях механики и физики. Известным классическим примером такого рода может служить течение Навье—Стокса — при малой вязкости жидкости, как впервые было показано Л. Прандтлем (см., например, [330]), вблизи обтекаемого тела возникает зона пограничного слоя. Такие задачи согласно известной [56, 70 и др.] классификации относятся к классу сингулярно возмущенных, т.е. содержащих малый параметр и претерпевающих понижение порядка, если положить параметр равным нулю. Проблема сингулярных возмущений привлекала внимание многих авторов [56, 70, 173, 190 и др.]. Последние десятилетия отмечены значительными достижениями в ее разработке — в создании и обосновании методов асимптотического интегрирования для различных [c.195]

В последние годы сотовые заполнители в сборных конструкциях потеснились пенопластовыми, характеризующимися более низкой стоимостью, повышенной стойкостью к ползучести при сжатии, меньшим влагопоглощением, большей долговечностью. На рынке появились термопластичные соты, например, на основе полипропилена, которые хорошо поглощают ударные нагрузки, деформируются, не разрушаясь, имеют малое водопоглощение, отличные звуко- и теплоизоляционные свойства, могут подвергаться вторичной переработке [8]. Применение таких сот в производстве слоистых конструкций требует создания соответствующих их свойствам методов сборки. Почти в полном объеме на изготовление сборных изделий, конструкций и сооружений идут детали из полимерных композиционных материалов (КМ) и такие полуфабрикаты из термопластов, как пленки (для оболочек, пакетов, мешков, упаковки, емкостей, геомембран), трубы (для трубопроводов), профили (для рам, подкреплен- [c.10]

Во-первых, общие уравнения нелинейной теории упругости используются для обоснованного вывода уравнений устойчивости для тонких и тонкостенных тел. Работы этого направления (В. В. Новожилов, 1940, 1948 В. В. Болотин, 1956, 1965 А. И. Лурье, 1966, и др.) уже обсуждались в 3. Во-вторых, решения задач, полученные на основе теории упругости, могут быть использованы для оценки точности и установления границ применения известных приближенных решений. К этому направлению относятся работы Л. С. Лейбензона (1917) и А. Ю. Ишлинского (1954). Заметим, что в этих работах в качестве уравнений для описания форм равновесия, смежных с невозмущенной формой, предлагалось использовать классические уравнения теории упругости внешние силы входили при этом только в возмущенные граничные условия. Этот подход обсуждался недавно А. Н. Гузем (1967). В-третьих, необходимость в привлечении уравнений теории упругости возникает в задачах об устойчивости пластин и оболочек, находящихся в контакте с упругим материалом пониженной жесткости. Применительно к слоистым пластинам с мягким наполнителем этот подход развивался А. П. Вороновичем (1948), В. Н. Москаленко (1964) и другими. Устойчивость цилиндрических оболочек с мягким упругим ядром рассматривалась А. П. Варваком (1966). Типичным для этих задач является применение теории пластин и оболочек к несущим слоям и трехмерной теории упругости — к заполнителю. [c.346]

По-видимому, имеется некоторая область, для которой применение поршневой теории приводит к разумным результатам. Поэтому ее применение оправдано, если задача осложнена некоторыми дополнительными (преимущественно конструкционными) факторами. Большое количество работ посвящено расчету подкрепленных, слоистых и анизотропных оболочек. Среди этих работ в первую очередь должны быть указаны исследования С. А. Амбарцумяна с сотрудниками (1963—1967), Э. И. Григолюка с сотрудниками (1965). Несколько статей С. А. Амбарцумяна с сотрудниками (1964—1966) посвящены рассмотрению панельного флаттера с учетом влияния температуры на упругие параметры оболочки. Среди других работ, в которых используется поршневая теория, следует отдельно упомянуть статью А. Д. Брусиловского, Л. М. Мельниковой и Ю. Ю. Швейко [c.357]

На основании проведенного выше анализа можно сделат вывод о том, что применение приближенного метода Блейхг к расчету слоистых оболочек и пластин за пределом пропорцио нальности дает достаточно точные результаты и в то же врем позволяет весьма просто получать решение различных задач [c.120]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...