Расчеты многослойных конструкций

Многослойные пластинки и оболочки находят широкое применение в различных областях техники, строительстве, самолетостроении, судостроении и т.д. Фундаментальные вопросы теории расчета многослойных конструкций рассмотрены в работах как отечественных, так и зарубежных авторов[11,16,29]. В этих работах отмечено, в частности, что теории расчета пластинок и оболочек, построенные на основе гипотезы прямых нормалей, во многих случаях обеспечивают приемлемую для практических целей точность результатов, в том числе и для конструкций, выполненных из композиционных материалов. [c.51]

Принцип возможных перемещений носит стати ко-геометрический характер, и матрица дифференциальных операторов [L ] в уравнениях равновесия (3.9) полностью определяется исходными кинематическими связями, задаваемыми соотношениями типа (3.4). Поэтому использование принципа возможных перемещений оказывается весьма удобным при построении методов расчета многослойных конструкций, когда в качестве исходных берутся достаточно сложные кинематические соотношения по толщине пакета. [c.75]

Расчеты многослойных конструкций [c.129]

Рассмотрим трехслойный элемент, состоящий из двух слоев резины и одного армирующего слоя. В ряде случаев расчет многослойной конструкции, в частности определение напряженно-деформированного состояния армирующих слоев, может быть сведен к анализу трехслойных элементов. На этой модели удобно исследовать различные приближенные методы расчета. [c.124]

Общее решение неосесимметричной плоской задачи теории упругости в полярных координатах в рядах Фурье приведено в монографии [98]. Там же дано решение задачи об изотропном кольце, сжатом двумя сосредоточенными силами. Решение этой задачи для ортотропной среды дано в [27]. Двухслойные диски и кольца, нагруженные локальными усилиями, рассчитаны в монографии [15]. Там же приведена большая библиография. Расчету многослойных конструкций посвящены монографии [11, 49]. Методом осреднения напряжения в многослойной трубе определяются в работе [28]. [c.194]

РАСЧЕТ МНОГОСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВАРИАЦИОННО-МАТРИЧНЫМИ МЕТОДАМИ [c.1]

В этом разделе представлены основные уравнения и соотношения, которые используются в расчетах многослойных конструкций. На основе вариационных методов с использованием деформационных соотношений получены уравнения равновесия, дай анализ геометрических характеристик поверхностей и соотношений упругости анизотропного тела. Рассмотрены различные случаи упругой симметрии, показаны преобразования коэффициентов [c.65]

Прежде чем обсуждать различные свойства упругой симметрии, установим в общем случае преобразование матрицы коэффициентов упругости при переходе к новой системе координат. При расчете многослойных конструкций из композиционных материалов к такому преобразованию прибегают достаточно часто, поскольку упругие постоянные отдельных слоев задаются в системе координат, связанной со слоем и в общем случае отличной от системы координат, в которой рассматривается конструкция в целом. [c.81]

В современных многослойных конструкциях широко применяют различные подкрепления в виде стрингеров, шпангоутов, фитингов, наличие которых обусловлено как конструктивными, так и технологическими соображениями. Например, это могут быть местные подкрепления, увеличивающие жесткость, элементы стыковки с другими частями конструкции, закладные технологические элементы, необходимые при изготовлении крупногабаритных изделий и др. Подкрепления вносят возмущения в напряженно-деформированное состояние конструкции, изменяют ее жесткостные и прочностные характеристики. По этой причине в математическом обеспечении расчета многослойных конструкций конечные элементы подкреплений играют не менее важную роль, чем элементы многослойных оболочек. [c.164]

РАСЧЕТ многослойных КОНСТРУКЦИИ ВАРИАЦИОННО-МАТРИЧНЫМИ МЕТОДАМИ [c.294]

Среди многослойных конструкций, выполненных из композитов, оболочки вращения занимают особое место, поскольку они весьма технологичны при изготовлении естественным для волокнистых композитов методом — методом намотки. С точки зрения расчета многослойных конструкций, оболочки вращения являются достаточно простыми объектами исследования, поскольку модельное представление о распределении деформаций в трансверсальном направлении и периодичность решений по окружной координате позволяют свести решение трехмерной задачи теории упругости к последовательности решений одномерных краевых задач. При расчете на ЭВМ наиболее удобной формой представления разрешающих дифференциальных уравнений одномерных задач являются системы дифференциальных уравнений первого порядка, или канонические системы. Для таких систем разработаны стандартные программы интегрирования, а также различные вычислительные приемы, обеспечивающие достаточную точность решения [1, 2, [c.376]

Формулы (2.50), (2.51) могут использоваться в качестве рекуррентных при расчете многослойной конструкции, а также толстых оболочек при разбиении их на более тонкие слои. Она справедлива для оболочек любой формы, когда другие методы малоэффективны. [c.69]

Теория расчета трехслойных конструкций с мягким заполнителем, а также теория расчета многослойных конструкций, для которых в целом выполняется гипотеза Кирхгофа—Лява, в статье не рассматриваются. Равным образом не рассматриваются методы расчета конструкций, составленных из анизотропных слоев. Распространение на анизотропные конструкции методов, сформулированных для изотропных конструкций, затруднений не представляет. [c.32]

При расчете многослойной конструкции, состоящей, например, из слоев толщиной /г], /гг, /гз, имеющих в зависимости от качества применяемых материалов различные модули упругости ], Ь г, Ез, последовательно рассматривают каждую пару смежных слоев и, пользуясь номограммами, определяют эквивалентный модуль упругости. [c.74]

Расчет Сандвичевых конструкций весьма сложен. Теория прочности многослойных конструкций приводит к сложным выражениям, слишком громоздким для того, чтобы их можно было применять при обычных расчетах конструкций, особенно тогда, когда поверхностными слоями являются слоистые пластики с тканевым наполнителем. Расчет таких конструкций выходит за рамки настоящей книги, и поэтому читателя отсылаем к работе [13]. [c.142]

При расчете температурного режима фрикционной пары может оказаться, что температура выше допустимой. Снизить температуру можно, увеличив площадь трения, толщину элемента пары, если она меньше применением более теплоемких и теплопроводных материалов в конструкции, созданием многослойной конструкции. [c.202]

Для расчета деформаций многослойного трубопровода, находящегося под действием давления грунта, а также критического внешнего давления при форме потери устойчивости трубопровода в виде эллиптического сплющивания необходимо определение кольцевой изгибной жесткости. В названных случаях длинный трубопровод работает как кольцо. Особенность работы труб рассматриваемого типа состоит в том, что между слоями имеются некоторые связи в виде сварных кольцевых швов, которые представляют собой монолитные участки в многослойной конструкции. [c.213]

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений монолитного и многослойного металла. Надежность и долговечность многослойных сварных конструкций, предназначенных для длительной эксплуатации в условиях циклического нагружения, во многом зависит от способности соединений сопротивляться усталостным разрушениям. До последнего времени наиболее полные исследования усталости сварных соединений выполнялись применительно к монолитному металлу [6]. Результаты этих исследований широко используются в инженерной практике при расчетах и проектировании монолитных сварных конструкций. Применительно к многослойным конструкциям сведения о сопротивлении усталости сварных соеди- [c.258]

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений, нахлесточных соединений с прикреплением патрубков и многослойного металла с перфорационными отверстиями. Основным видом несущего соединения многослойных конструкций является стыковой монолитный шов, выполненный автоматической или ручной сваркой. Исходя из этого, при расчетной проверке многослойных конструкций на выносливость в качестве основного расчетного сопротивления принимаются характеристики сопротивления усталости стыкового соединения, устанавливаемые нормами расчета на прочность на основании результатов соответствующих экспериментов. Таким соединениям, как вварка различного рода патрубков и устройство отводов в многослойной стенке, а также другим конструктивным особенностям (устройство перфорационных отверстий) отводится второстепенная роль. Однако эти элементы в конструкциях из монолитного металла создают повышенную в сравнении со стыковыми соединениями концентрацию напряжений, которая, в большинстве случаев, является определяющим фактором, обусловливающим инициирование и развитие усталостных разрушений. Эти виды соединений могут определять также несущую способность многослойных сварных конструкций, подвергающихся в эксплуатационных условиях воздействию циклических нагрузок. Все это потребовало выполнения специальных исследований, связанных с сопоставлением сопротивления усталости рассмотренных видов соединений. Испытаниям подвергались три серии образцов первая — эталонный многослойный образец со стыковым соединением вторая — образец, воспроизводящий устройство перфорационных отверстий в многослойной стенке третья — образец, воспроизводящий вварку угловыми швами мо- [c.260]

Разработка методов расчета напряженного состояния и их экспериментальное обоснование направлены на дальнейшее расширение области применения многослойных конструкций. [c.265]

Характерной особенностью многослойной конструкции сосуда [1, 2] является большая деформативность и пластичность по сравнению с однослойной. Имеющиеся в настоящее время приближенные расчеты [3,4] многослойных витых оболочек обладают рядом недостатков, так как общее напряженное состояние рулонированных конструкций зависит от различных механических и технологических факторов. Поэтому наряду с разработкой аналитических методов расчета весьма перспективным является применение экспериментальных методов к исследованию задач о напряженном состоянии конструкции сложной формы. [c.271]

КОСТИ узлов металлорежущих станков и деталей при их установке в приспособления Щ. Подобных расчетов и номограмм для многослойных конструкций, применительно к стенкам труб и сосудов высокого давления, за исключением приведенных в [2] предварительных результатов, нет. [c.331]

Следовательно, изгибная жесткость многослойной конструкции при наличии контактного давления между слоями, вызванного предварительным напряжением или же внутренним давлением, имеет кусочно-линейный характер. Задачи расчета пространственного упругого напряженно-деформированного состояния многослойных конструкций являются нелинейными. Колебания многослойной конструкции при наличии контактного давления между слоями, вызванного предварительным напряжением или внутренним давлением, нелинейные. Затухание от начальной амплитуды до амплитуды, соответствующей точке перехода, происходит в течение полупериода — периода, что необходимо учитывать при определении различных импульсных нагрузок. Получены аналитические формулы для определения частоты собственных колебаний многослойного кольца дающие удовлетворительное совпадение с экспериментальными данными. [c.364]

При аналитическом расчете последовательного увлажнения как однородных, так и многослойных конструкций целесообразно разбивать ограждения на равные элементарные слои. [c.291]

Построение методики шагово-итерационного расчета тонкостенных конструкций на основе деформационной теории с использованием многослойных конечных элементов [c.88]

В ряде случаев при эксплуатации тонкостенных конструкций из композиционных материалов (КМ) возможны большие перемещения, которые требуют учета в расчетах геометрической нелинейности. Также возможны структурные изменения отдельных слоев, связанные с трещинообразованием от сдвиговых напряжений и напряжений поперек армирования. Как указывалось ранее в гл. 2, проведение многочисленных испытаний образцов и опыт эксплуатации многослойных конструкций из КМ показывают, что исчерпание несущей способности рационально спроектированных конструкций наступает гораздо позже первых этапов структурного изменения. Образова-,ние первых трещин в многослойном композите приводит к перераспределению напряжений в слоях и обусловливает его физическую нелинейность. По этой причине уточненные поверочные расчеты следует проводить с учетом более детального рассмотрения внутренних механизмов деформирования. [c.182]

Применив полученные результаты расчета многослойных пластин при проектировании конструкций проезжей части моста, обнаружили наличие резервов в статическом расчете пролетного строения. Учитывая совместную работу дорожной одежды и железобетонной плиты, можно получить значительное снижение напряжений в арматуре и бетоне плиты. [c.130]

В настоящей книге изложены теория и методы расчета многослойных армированных оболочек, в частности пневматических шин. От имеющихся книг по расчету тонкостенных конструкций из композиционных материалов она отличается прежде всего кругом рассмотренных задач и единым подходом к их решению, в основе которого лежат численные алгоритмы, реализованные в виде стандартных процедур на алгоритмическом языке PL/1. Особое внимание при разработке процедур было обращено на простоту реализации программ расчета многослойных армированных оболочек в операционной системе ОС ЕС ЭВМ, а также на рациональное размещение входных и выходных данных, что допускает непосредственное использование этих процедур в практике конструкторских работ. [c.3]

Определению температурных полей в многослойных конструкциях посвящены многочисленные исследования, выполненные в СССР и за рубежом. Тепловым расчетам многослойных конструкций посвящена работа [6]. Согласно литературньш данным для числа слоев п, большего 3—5, в случае переменных граничных условий и переменных теплофизических характеристик приближенные аналитические методы решения линейных задач дают чрезвычайно громоздкие решения. Нелинейные задачи с зависящими от температуры теплофизическими характеристиками, граничными условиями и источниками тепла можно решить только численными методами при реализации решений на аналоговых, цифровых или гибридных вычислительных машинах (АВМ, ЦВМ и ГВМ) [2, 3]. [c.136]

В задачах расчета многослойных конструкций практическое значение метода ОСП обусловлено воз.можностью определения подходящей структуры армирования многослойного пакета, эквивалентной по данному функциональному показателю конструкции некоторой известной структуре. Расс.мотрим следующий простой пример. Пусть макрооднородный слоистый пакет имеет структуру армирования 5 = [ ( 30°)/о,5( 60°)], обеспечивающую требуемые жесткостные характеристики конструкции, определяемые тензорами В (А), С (А) и В (А). Допустим, что по некоторым соображениям необходимо подобрать эквивалентный по жесткости многослойный пакет того же класса, но обладающий другой структурой армирования. Для рещения данной задачи целесообразно воспользоваться методом ОСП. Сначала определяем, что для 5 <Р1 = 30°, ср2= 60° и 01=02 = 0,5. Далее по формулам (4.57) находим значения ОСП 1 = 0 52=—0,5 53 = 54 = 6. Поскольку исходная структура армирования принадлежит классу Пл , то, по условию задачи, рещение также ищется в указанном классе композитов. Поэто.му, используя формулы (4.80), находим [c.197]

П 58 Расчет многослойных конструкций вариационно-матричйыми методами Учебное пособие.— М. Изд-во МГТУ, 1993, —294 с., ил. [c.2]

Вариационным формулировкам в современных расчетах отводится важная роль, поскольку они позволяют получать разрешающие уравнения, строго соответствующие исходным гипотезам, и служат основой для прямых методов решения задач. В расчетах многослойных конструкций со сложными моделями деформирования графическое представление о равновесном состоянии теряет свою наглядность и простоту, в то время как методы решений, основанные на вариационных постановках проявляют свои преимущества наиболее показательным образом и, пожалуй, становятся единствеиио пригодными. [c.5]

Наиболее часто в практике расчетов многослойных конструкций встречается преобразование коэффициентов матрицы упругости ортотропного тела при повороте системы координат вокруг оси охъ (которая совпадает с нормалью к плоскости слоя) на угол ф (рис. 2.11). Матрица коэффициентов упруг,рсти С в осях слоя ох хч хг имеет структуру (2.63). Преобразова- [c.85]

В монографии изложены методы расчета и оптимального проектирования многослойных конструкций, находящихся под воздействием статических и динамических нагрузок, температурных воздействий, и методы расчета на устойчивость особое внимание уделено конструкциям, состоящим из чередующихся слоев существенно различных лсесткостей, описаны методы определения эффективных физико-механических характеристик и оптимального выбора структуры и компонентов слоистых композиционных материалов. [c.136]

Расчет проведем для однократного и повторно-кратковременного режимов работы тормоза. В данном случае не нужно определять приведенные теплофизическне характеристики, так как барабан и колодки не являются многослойными конструкциями. Теплофизические характеристики для стали ЗОХГСА и их изменение с температурой даны на рис. 9. Для ретинакса ФК-16л [c.196]

Помещены материалы I Всесоюзной конференции. Рассматриваются проблемы создания многослойных сварных конструкций и труб для химических а нефтехимических производств, газовой и энергетической промышленности и других целей. Основное внимание уделяется перспективам развития, разработки и совершенствования технологий изготовления многослойных конструкций и труб, вопросам расширения областей применения, повышения их качества, исследованию новых конструкционных материалов, изучению прочкос1Ных особенностей многослойных стенок в различных эксплуатационных условиях, разработки методик их расчета. [c.2]

Важное место в них занимают работы по определению прочности и работоспособности многослойных сосудов в том числе исследованию конструктивнотехнологических особенностей многослойных стенок и их способности сопротивляться хрупким и вязким разрушениям. Важными также являются разработки методик расчета конструкций с учетом взаимодействия слоев, наличия сварных швов, механических и термических нагрузок. К перечисленным следует добавить работы по изучению малоцикловой усталости многослойных конструкций, исследования сопротивлений многослойных элементов их действиям импульсных нагрузок, а также работы по конструктивной прочности. [c.3]

В соответствии с постановлениями правительства решается очень важная народнохозяйственная задача по созданию многослойных труб для магистральных газопроводов большого диаметра на давления 10—12 МПа. В настоящее время их выпуск организован на Выксунском метзаводе. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования, а также имеющийся опыт изготовления и эксплуатации многослойных конструкций и труб подтвердили правильность выбора и народнохозяйственную значимость нового вида сварных конструкций. Однако еще много нерешенных задач, которые тормозят применение многослойных конструкций. В частности, требуются новые экономнолегированные конструкционные материалы, отличающиеся повышенной прочностью, однородностью механических свойств и улучшенной геометрией, нетрудоемкие технологии изготовления работоспособных многослойных днищ, горловин и патрубков разработка конструкции и технологии изготовления с большой толщиной стенки цилиндрических и сферических сосудов негабаритных размеров исследования работоспособности многослойных конструкций при повторных механических и термических нагрузках, нейтронном облучении, вибрационных и импульсных нагрузках с целью разработки дополнений к нормам и методам расчета на прочность (ОСТ 26—1046—74) в соответствии с требованиями, предъявляемыми к энергетическому оборудованию расширение работ но диагностике, в том числе в части разработки расчетных методов с целью количественного прогнозирования несущей способности многослойных конструкций в условиях эксплуатации. [c.4]

При графическом расчете последовательного увлажнения многослойные конструкции изображаются в масштабе температур. Для перехода от температурного масштаба к масштабу паро-сопротивления служит метод фокусов. [c.296]

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]

В очередном выпуске приведены результаты исследований накопления повреждений и образования трещин, динамической концентрации напряжений вокруг отверстий. Проанализированы вопросы устойчивости оболочек, включая многослойные оболочеч-ные конструкции, при простом и комбинированном нагружениях. Рассмотрены методы расчета многослойных сосудов давления, динамических характеристик и пластинчатых систем и другие теоретические и практические вопросы прочности как в общей постановке для широкого круга машиностроительных конструкций, так и в виде конкретных рекомендаций для определенных узлов и деталей машин. - [c.223]

Рассмотренный числовой пример лишний раз убеждает нас в том, что решение задачи об определении критических нагрузок многослойных оболочек на основе уточненной теории может быть сведено к решению аналогичной задачи теории трехслойных оболочек Э.И. Григолюка-П.П. Чулкова. При этом часть приведенных здесь выкладок можно было опустить и привести сразу численные результаты (табл. 3.1, рис. 3.2) из монографии [2.13]. Для инженера, занимающегося проектированием многослойных конструкций, разработанный в этой главе подход окажется весьма полезным, так как в современной литературе накоплено достаточное количество данных по расчету трехслойных оболочек. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...