Напряженно-деформированное состояние тонких оболочек

При выполнении перечисленных условий критерии приближенного подобия напряженно-деформированного состояния тонких оболочек могут быть получены путем масштабных преобразований уравнений безмоментной теории [106]. [c.106]

Как показывают практические расчеты, чтобы эффективно использовать трехмерные конечно-элементные модели для анализа напряженно-деформированного состояния тонких оболочек, необходимо модифицировать тензоры физических параметров, задавая сначала [c.192]

Напряженно-деформированное состояние тонких оболочек [c.72]

При решении задачи о напряженно-деформированном состоянии оболочки сильфона делаются все те допущения, которые обычно применяются для тонких оболочек. [c.41]

Число граничных условий на одном краю должно быть уменьшено вдвое. Из (135) следует сохранить только первые два условия. Энергетическая погрешность безмоментной теории Таким образом, безмоментная теория пригодна для достаточно тонких оболочек при колебательных процессах с большим масштабом изменения напряженно-деформированного состояния срединной поверхности X. [c.163]

Отнесем тонкую круглую пластину к цилиндрической системе координат, направив ось z по оси вращения и поместив начало координат посредине толщины h (рис. 2.10). Пластина нагружена поперечными силами, приложенными симметрично относительно оси г закрепление контура пластины также осесимметрично. Для исследования напряженно-деформированного состояния пластины, вызванного ее поперечным изгибом, используем упрощающие допущения теории пластин и оболочек. [c.53]

Построена новая модель, позволяющая представить напряженно-деформированное состояние оболочки в виде двумерного потенциального потока в тонком слое и решать ряд задач теории тонких оболочек, для которых аппарат классической теории либо непригоден, либо недостаточно обоснован. [c.2]

В монографии рассмотрена проблема решения задач теории тонких оболочек вращения в условиях одностороннего контакта оболочки со штампом или между двумя оболочками. Предложен новый подход, основанный иа построении и решении методом прогонки канонических систем обыкновенных дифференциальных уравнений в сочетании с итеративным отысканием iOH контакта. Решены задачи определения напряженно-деформированного состояния и устойчивости при одностороннем взаимодействии оболочек вращения различных форм. Построена нелинейная теория обо-почек, составленных из односторонне контактирующих слоев. [c.2]

В гл. 6 рассматривается техническая теория тонких оболочек, основывающаяся на гипотезах, аналогичных используемым в теории стержней. Эти гипотезы позволяют свести трехмерную задачу теории упругости к двумерной. Все функции, характеризующие напряженно-деформированное состояние оболочки, есть функции двух координат точки срединной поверхности. [c.159]

Трехслойная оболочка. Наиболее широко применяемым на практике классом макроскопически неоднородных слоистых оболочек являются трехслойные, состоящие из двух относительно тонких слоев (называемых несущими слоями), между которыми расположен слой заполнителя, толщина которого обычно на порядок больше толщины несущих слоев (рис. 3.9). Жесткостные и прочностные характеристики, а также средняя по объему плотность материала заполнителя, как правило, значительно ниже соответствующих характеристик материала несущих слоев. Вопросам расчета напряженно-деформированного состояния трехслойных конструкций посвящено большое число работ (см., например, [7, 116]). [c.136]

Выписанные соотношения, помимо погрешности основных гипотез теории тонких оболочек, содержат и дополнительные погрешности. Последними можно пренебречь в задачах, где функции, характеризующие напряженно деформированное состояние, значительно возрастают при дифференцировании хотя бы по одной координате. Такое напряженное состояние реализуется, например, в не очень длинных цилиндрических оболочках и при краевом эффекте (см. стр. 651). Кроме того, отброшенные в формулах (70) и (71) члены содержат множителями [c.647]

Подобно тому, как для тонких пластин принятие гипотез Кирхгофа — Лява позволяло судить о напряженном и деформированном состоянии пластин на основе знаний о деформациях, кривизнах и кручении срединной плоскости, так и для тонких оболочек, имея представление о величинах деформаций, изменении кривизны и кручении срединной поверхности, можно определить деформации и напряжения в любых точках сечения упругой оболочки. [c.231]

Постановка задачи изгиба и устойчивости тонких оболочек в условиях ползучести и методика ее решения обусловлены во многом физическими зависимостями, описывающими реологические свойства материала, т. е. используемой теорией ползучести. Эти теории строятся аналогично теориям пластичности на основе обобщения результатов опытов при одноосном деформировании (принятия той или иной гипотезы) на случай сложного напряженного состояния. При этом в зависимости от формулировки физических соотношений из значительного числа теорий ползучести выделяются два типа деформационные и теории течения. Первые устанавливают связь между девиаторами тензора напряжений и деформаций, вторые — между девиаторами тензора напряжений и скоростей деформаций. [c.14]

Все виды встречающихся задач с точки зрения размерности можно разделить на следующие расчет ферм расчет рам расчет плоского напряженного состояния расчет плоского деформированного состояния осесимметричные задачи расчет изгиба плит расчет тонких и толстых оболочек расчет общего случая трехмерного напряженного состояния. Естественно, для каждого вида задач применима общая постановка. [c.38]

При осесимметричном деформировании тонких оболочек вращения жесткий поворот малой окрестности точки на срединной поверхности определяется поворотом в пространстве взаимно перпендикулярных материальных волокон вдоль меридиана, широты и толщины оболочки, которые в любой момент времени являются главными направлениями деформаций (логарифмических) и скоростей деформаций. Поэтому с учетом обобщенного плоского напряженного состояния (аз 0) продифференцированный закон Гука для главных компонент имеет вид [c.73]

Переход оболочки в деформированное состояние связан со значительным изгибом в плоскости меридиана, о чем свидетельствует наличие геометрического ребра на соответствующем изометрическом преобразовании. Этот изгиб сопровождается появлением значительных напряжений растяжения-сжатия в срединной поверхности в направлении параллели. Из наглядных соображений мы заключаем, что деформация сильного изгиба на границе выпучивания и соответствующие деформации срединной поверхности для достаточно тонких оболочек должны иметь местный характер. [c.9]

Однако для случая тонких оболочек можно ограничиться приближениями порядка = О и Л/" = 1, Поэтому остановимся на них более детально. При этом для пластинки и сферической оболочки постоянной толщины полученные выше системы уравнений можно проинтегрировать в явной форме. Приближения порядка N = О соответствуют тому случаю, когда картины напряженного и деформированного состояния вовсе не зависят от координаты а , т, е, одинаковы вдоль поверхностей, параллельных срединной поверхности. Этот случай напряженного равновесия оболочки, по существу, является безмоментным. Но в приближении порядка Л = О, в отличие от классической безмоментной теории, мы получаем корректную систему дифференциальных уравнений, которая совместима со всеми (в данном случае с тремя) физическими краевыми условиями. Следует подчеркнуть, что здесь имеем эллиптическую систему уравнений, которая равносильна одному эллиптическому уравнению шестого порядка, а в классической безмоментной теории задача сводится к эллиптическому уравнению второго порядка. [c.276]

В настоящей книге излагается приближенный метод учета влияния межслоевых сдвигов на напряженное и деформированное состояния слоистых анизотропных пластин и оболочек. При выборе упрощающих гипотез для изучения тонких слоистых оболочек имелось в виду, что упругие характеристики существующих клеев и связующих заметно ниже соответствующих упругих характеристик армирующих наполнителей, и, следовательно, при изгибе слоистых оболочек возникающие межслоевые сдвиги могут существенно исказить картину деформированного состояния, описываемую широко используемыми в теории оболочек гипотезами недеформируемых нормалей, особенно когда оболочка работает в условиях нагрева. [c.4]

Наиболее простым вариантом общей теории оболочек является безмоментная теория, которая пшроко применяется для расчета различных инженерных конструкций и строительных сооружений. Это объясняется тем, что безмоментная теория довольно удовлетворительно описывает поведение тонких оболочек под действием различных нагрузок, с которыми приходится иметь дело в инженерной практике. Простота и достоинство безмоментной теории заключается не только в существенном математическом упрощении основных дифференциальных уравнений теории оболочек, а также и в том, что во многих случаях результаты основного этапа теории, заключающегося в определении характера передачи усилий из уравнений равновесия, справедливы для любых тонких оболочек независимо от их структуры и характера деформирования. Структурная неоднородность материала оболочки но толщине проявляется на последующих этапах решения задачи, связанных с определением деформированного состояния и характера распределения напряжений по толщине оболочки. [c.104]

Термоупругость пологих оболочек вращения. Напряжения и деформации. Уравнения равновесия и совместности. Используем основные гипотезы теории тонких оболочек и обычные ограничения для угла подъема оболочки в деформированном состоянии (рис. 3.1) [c.432]

Общие замечания. До сих пор мы рассматривали упругие оболочки, подчиненные обобщенному закону Гука. Такое допущение применимо в основном к расчету в достаточной степени толстых упругих оболочек. В случае тонких оболочек подобное допущение, вообще говоря, может привести к существенным расхождениям с наблюдаемой в действительности картиной напряженного и деформированного состояний оболочки. [c.153]

В сборник моих статей по прочности и колебаниям элементов конструкций включены двадцать шесть работ они посвящены изучению деформированного и напряженного состояния стержневых систем (рамы, рельсы, мосты), тонких упругих пластин и оболочек, анализу изгиба и кручения призматических стержней, плоской задаче теории упругости и общим проблемам прочности Кроме того, приведены статьи о колебаниях стержневых систем и об ударе по упругой балке. [c.9]

Допуш,ения о характере деформаций. Пере.че-ш,ения, возникающие в конструкции вследствие упругих деформаций, невелики. Поэтому при составлении уравнений статики исходят из размеров недеформированной конструкции — принцип начальных размеров. Перемещения отдельных точек и сечений элементов конструкции прямо пропорциональны нагрузкам, вызвавшим эти перемещения. Конструкции (системы), обладающие указанным свойством, называют линейно деформируемыми. Необходимым условием линейной деформируемости системы является справедливость закона Гука (линейной зависимости между компонентами напряжений и дефор.маций) для ее материала. В некоторых случаях, несмотря на то, что материал конструкции при деформировании следует закону Гука, зависимость между нагрузками и перемещениями нелинейна (например, при продольно-поперечном изгибе бруса, при контактных деформациях). Линейно деформируемые системы подчиняются принципу независимости действия сил и принципу сложения (принципу суперпозиции). Согласно этим принципам, внутренние силовые факторы, напряжения, деформации и перемещения не зависят от последовательности нагружения и определяются только конечным состоянием нагрузок. Результат действия (перемещение и т. п.) группы сил равен сумме результатов действия каждой из сил в отдельности. При рассмотрении раздельного действия на конструкцию каждой из нагрузок необходимо учитывать соответствующие этой нагрузке опорные реакции. Для бруса в большинстве случаев справедлива гипотеза плоских сечений — сечения бруса, плоские и перпендикулярные к его оси до деформации, остаются плоскими и перпендикулярными к оси и после деформации. Эта гипотеза не справедлива, в частности, при кручении брусьев некруглого поперечного сечения. Для тонких пластин и оболочек принимают гипо- [c.170]

Тонкие искривленные оболочки постоянной толщины, ограниченные двумя параллельными поверхностями вращения, являются распространенным элементом инженерных конструкций. В приложениях первостепенное значение имеют достаточно жесткие искривленные металлические оболочки, в которых боковые смещения точек срединной поверхности, т. е. прогибы оболочки при ее деформировании, остаются малыми по сравнению с толщиной оболочки. Устойчивые состояния равновесия напряжений в таких оболочках из упругого материала, нагруженных осесимметрично расположенными внешними силами, в особенности в цилиндрических и сферических оболочках, находящихся под действием равномерного давления газа или жидкости или сил, равномерно распределенных вдоль параллельных кругов, всесторонне исследованы довольно простыми средствами ). [c.817]

В.Н. Паймушина и В.Г. Демидова [218], В.Е. Чепиги [324, 325] и др., для каждого слоя в отдельности принимается система кинематических гипотез. Выбор такой системы определяется деформативными и геометрическими параметрами слоя и является достаточно широким — гипотеза о жесткой нормали, гипотеза прямой линии, гипотеза о линейном или нелинейном распределении всех компонент вектора перемещений по толщине слоя и др. В рамках этого подхода удается достаточно точно аппроксимировать поле перемещений для каждого слоя и описать тонкие эффекты [111, 115, 165], связанные с локальными особенностями деформирования отдельных слоев оболочки. Следует отметить, что порядок разрешающей системы дифференциальных уравнений при таком подходе зависит от числа слоев оболочки и быстро растет при увеличении этого числа, что ограничивает возможности ее практического использования. Кроме того, не всеща оказывается возможным удовлетворить условиям межслоевого контакта по поперечным касательным напряжениям. Отметим, наконец, что всякое изменение структуры пакета слоев требует изменения системы гипотез и, следовательно, модификации разрешающей системы дифференциальных уравнений и пересмотра процедуры ее численного интегрирования, что вносит в расчет дополнительные трудности. Возможно, поэтому в литературе практически отсутствуют публикации численных исследований напряженно-деформированного состояния многослойных оболочек (с числом слоев больше трех), выполненных в такой постановке. [c.8]

В настоящей монографии приведены результаты численного и экспериментального исследования термоползучести гибких пологих замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине оболочек вращения переменной толщины, выполненных из изотропных и анизотропных материалов, обладающих неограниченной ползучестью. В главе I дан краткий анализ подходов к решению задач изгиба и устойчивости тонких оболочек в условиях ползучести. Глава II посвящена построению вариационных уравнений технической теории термоползучести и устойчивости гибких оболочек и соответствующих вариационной задаче систем дифференциальных уравнений, главных и естественных краевых условий, разработке методики решения поставленной задачи. Вариационные уравнения упрощены для случая замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине осесимметрично нагруженных пологих оболочек вращения, показаны некоторые особенности алгоритма численного решения. Результаты решений осесимметричных задач неустаповившейся ползучести и устойчивости замкнутых, открытых и подкрепленных в вершине сферических и конических оболочек постоянной и переменной толщины приведены в главе III. Рассмотрено также влияние на напряженно-деформированное состояние и устойчивость оболочек при ползучести высоты над плоскостью, условий закрепления краев (при постоянном уровне нагрузки), уровня и вида нагрузки, дополнительного малого нагрева, подкрепления внутреннего контура кольцевым элементом. Глава IV посвящена численному исследованию возможности неосесимметричной потери устойчивости замкнутых в вершине изотропных и анизотропных сферических оболочек в условиях ползучести. Проведено сопоставление теоретических и экспериментальных дан-лых. [c.4]

Метод Эйлера особенно удобен, если допустимо пренебречь перемещениями и деформациями в невозмущенном состоянии, т.е. можно отождествлять невозмущенное состояние системы с недеформированным. Если это условие не вьшолнено, то необходимо варьировать состояния системы в окрестности напряженно-деформированных состояний, нахождение которых может представить самостоятельные трудности. Многие задачи устойчивости тонких упругих оболочек принадлежат этому классу. [c.479]

Основными задачами теории упругости являются конкретизация соотношений (VIII. 1) для различных случаев упругой симметрии тела установление физического смысла упругих коэффициентов с целью определения их из опытов составление замкнутой системы уравнений, описывающей напряженно-деформированное состояние тела при его упругой деформации разработка методов решения этой системы уравнений для тел различной формы (призматические тела, стержневые системы, плиты, пластинки, тонкие оболочки и др.). [c.180]

Рассмотрение основ теории пластин и тонких оболочек свидетельствует о внесении в них со времени создания неустранимого противоречия между дифференциальным характером зависимостей для элементов поверхностей, используемых в теории, и конечноразностным — для элементов, в которых рассматривается напряженно-деформированное состояние. Это противоречие, незаметное до определенного момента, начало вызывать постепенно нарастающие трудности в теории, которые выражаются в неустраняемых в течение многих лет ее противоречиях, в работоспособности методов для ограниченного круга поверхностей, а также в увеличивающемся количестве работ с использованием численных методов. Последнее обстоятельство является особенно заметным проявлением отмечен- [c.16]

Примером, в котором Ь увеличивается относительно мало, служит задача, рассмотренная в 21.20. Ей (с некоторыми оговорками) соответствует конструкция, рассматриваемая в работе В. 3. Власова [32], т. е. оболочка в форме однополосного гиперболоида вращения, закрытая по двум поперечным сечениям относительно тонкими днищами. Если принять, как это обычно делается, что днища абсолютно жестки в своей плоскости и абсолютно податливы как в линейном направлении, нормальном плоскости днища, так и в угловом направлении, то мы придем к условиям вида (21.20.1) (различие между нормальными и косыми закреплениями в данном случае,не существенны). Для полученной задачи были найдены два варианта непротиворечивых значений а, Ь, С], Сг- Первый из них задается формулами (21.20.2) и относится к случаю, когда размеры срединной поверхности — не собственные, второй вариант (21.20.3) справедлив для оболочки, имеющей собственные [размеры. Переход от (21.20.2) к (21.20.3) означает ухудшение асимптотики [напряженно-деформированного состояния оболочки у краев получается повышение напряженности и деформативности, а вдали от краев повышается только деформати вность. [c.327]

В конце гл. 8 приводятся два приложения. Первое содержит программу на языке АЛГОЛ-бО для численного решения задачи о выходе оболочки из шахты, во втором приложении вычисляется один сингулярный интеграл из разд. 8.2. Остановимся на состоянии обсуждаемой н главе н близкой к ней проблеме. Задача о взаимодействии тонких оболочек с острыми штампами и ложементами встречаются при изучении работы железнодорожных цистерн, покоящихся на ложементах, при хранении резервуаров н т. д. Если реакция взаимодействия оболочки и ложемента известна, то напряженно-деформированное состояние оболочки найти уже нетрудно. Поэтому основная трудность состоит в решении контактной задачи — определении реакций. Оболочки могут контактировать с ложементами либо непосредственно (неподкреплеииые оболочки), либо через шпангоуты (подкрепленные оболочки). Остановимся сначала иа неподкрепленных рбо- [c.320]

Оценка прочности элементов конструкций, плотности соединений, повреждаемости их внешних слоев требует постановки и решения задач одностороннего механического взаимодействия тонких оболочек с абсолютно жесткими телами (штампами), упругими основаниями и оболочками. В отличие от двухстороннего взаимодействия, когда контактирующие тела составляют одно целое (что достигается, например, сваркой), при одностороннем взаимодействии реакции связей сохраняют знак или равны нулю. Далее под контактом понимаем только одностороннее взаимодействие, хотя е литературе этот термин часто применяют при решении задач определения напряженно-деформированного состояния (НДС) лишь мысленно отделяемых друг от друга деталей (оболочки, ребер и т. п.). При одностороннем контакте перемещения точек соприкасающихся тел подчинены неравенству — условию непроникновения. [c.7]

Разъясним основные выводы отиосительно характера напряженно-деформированного состояния изотропных тонких тел — оболочек, которые получены на базе описаиных выше математических [c.25]

Разработана методика определения напряженно-деформированого состояния магистрального газопровода в области вмятины. Для этого применены подходы теории тонких оболочек. Показан способ определения как остаточных деформаций, обусловленных процессом образования вмятины, так и деформаций и напряжений, возникающих при действии внутреннего давления. Показано, что уровни переменных по толщине стенки трубы напряжений и деформаций весьма высоки даже для неглубоких вмятин плавного очертанияТ Сделан вывод о необходимости учета оболочечных напряжений при оценке напряженного состояния магистральных газопроводов. [c.194]

Решение проблемы равновесия пластинок и оболочек при упругопластических деформациях, как и при чисто упругих, основывается на двух основных постулатах Кирхгоффа-Лява. Первый состоит в том, что совокупность материальных частиц, расположенных на нормали к серединной поверхности оболочки до деформации, расположена также на нормали к серединной поверхности её после деформации, и потому деформированное состояние оболочки определяется только деформированным состоянием её серединной поверхности. Этот постулат, по существу, говорит о том, что каждый кусок оболочки, размеры серединной поверхности которого малы сравнительно с общими её размерами (и соизмеримы с толщиной), находится в условиях, весьма близких к чистому изгибу и кручению, наложенным на растяжение и сдвиг без изгиба и кручения. Второй постулат состоит в том, чю все компоненты напряжений, имеющие направление нормали к серединной поверхности, весьма малы сравнительно с другими. Оба эти постулата находятся в согласии друг с другом и означают, что всякий тонкий элементарный слой материала, парадлельный серединной поверхности оболочки, находится в условиях плоского напряжённого состояния или, точнее, напряжения, действующие в его плоскости, значительно больше других напряжений. В справедливости такого предположения можно убедиться из анализа порядка различных компонентов напряжений в тонкой оболочке, исходя из уравнений равновесия. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...