Методики расчета ребристых пластин на прочность и устойчивость


DOI: 10.34759/trd-2021-121-08

Авторы

Малинин Г. В.

АО «Туполев», наб. Академика Туполева, 17, Москва, 105005, Россия

e-mail: malinin2002@yandex.ru

Аннотация

В данной работе предлагаются две методики расчета ребристых пластин, подкрепленных перекрестной системой ребер жесткости: методика расчета на прочность при определении напряженно-деформированного состояния (НДС) и методика расчета на устойчивость при определении критической нагрузки. Для реализации алгоритмов расчета применялись математические пакеты Mathcad и Maple. Проведен сравнительный анализ результатов, полученных по предлагаемым методикам, с результатами, полученными методом конечных элементов в программном комплексе MSC Patran/Nastran. Анализ показал хорошее соответствие результатов расчета, как по НДС, так и по критической нагрузке.

Ключевые слова:

прямоугольная ребристая пластина, аналитические методы, напряженно-деформированное состояние, прочность, устойчивость

Библиографический список

  1. Кушнаренко И.В. Учёт подкреплений при расчёте оболочек вариационно-разностным методом // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2014. № 2. С. 57-62.
  2. Овчаров А.А., Брылев И.С. Математическая модель деформирования нелинейно упругих подкрепленных конических оболочек при динамическом нагружении // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. C. 63-71.
  3. Дудченко А.А., Сергеев В.Н. Нелинейные уравнения равновесия конической оболочки, подкрепленной дискретным набором шпангоутов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2017. № 2. С. 78-98.
  4. Жгутов В.М. Математическая модель деформирования нелинейно-упругих ребристых оболочек при больших перемещениях // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 6 (8). С. 16-24.
  5. Нерубайло Б.В., Ву С.Д. Дифференциальные уравнения физически ортотропных и изотропных цилиндрических оболочек при действии продольных нагрузок // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т. 20. № 3. С. 173-185.
  6. Фирсанов В.В., Зоан К.Х. Исследование напряженно-деформированного состояния симметричных прямоугольных пластин произвольной геометрии на основе уточненной теории // Труды МАИ. 2018. № 103. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=100589
  7. Ерков А.П., Дудченко А.А. К вопросу об устойчивости пластин переменной жесткости // Труды МАИ. 2018. № 103. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=100622
  8. Фирсанов В.В., Во А.Х., Чан Н.Д. Исследование напряженного состояния подкрепленных оболочек по уточненной теории с учетом влияния упругости ребер и защемленного края // Труды МАИ. 2019. № 104. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=102130
  9. Карпов В.В., Игнатьев О.В., Семенов А.А. Напряженно-деформированное состояние ребристых оболочечных конструкций // Инженерно-строительный журнал. 2017. № 6 (74). С. 147-160.
  10. John Wilson, S. Rajasekaran. Elastic stability of all edges clamped stepped and stiffened rectangular plate under uni-axial, bi-axial and shearing forces // Meccanica, 2013, vol. 48, no. 10, pp. 2325 — 2337. DOI:10.1007/s11012-013-9751-6
  11. Голоскоков Д.П. К аналитическому расчету пластины, подкрепленной ребрами жесткости // Материалы III международной конференции «Устойчивость и процессы управления» (Санкт-Петербург, 5 — 9 октября 2015) — СПб.: Издательский Дом Федоровой Г.В., 2015. С. 351-352.
  12. Goloskokov D.P. Numerical-analytical method of calculating of the shallow shell rectangular in plane reinforced by ribs of variable stiffness // Materials Physics and Mechanics (MPM), 2016, vol. 26, no. 1, pp. 66 — 69.
  13. Goloskokov D.P. Calculation of the ribbed plate in the mixed form «deflection — function of efforts» // 2015 International Conference «Stability and Control Processes» in Memory of V.I. Zubov (SCP), 2015, pp. 386-388. DOI:10.1109/SCP.2015.7342170
  14. Голоскоков Д.П. К аналитическому расчету пологой оболочки, подкрепленной ребрами переменной жесткости // XXVI Международная конференция «Математическое и компьютерное моделирование в механике деформируемых сред и конструкций»: тезисы докладов (Санкт—Петербург, 28 — 30 сентября 2015). — СПб.: ИД »ФАРМиндекс», 2015. С. 108–110.
  15. Карпов В.В. Прочность и устойчивость подкрепленных оболочек вращения: Модели и алгоритмы исследования прочности и устойчивости подкрепленных оболочек вращения. — М.: Физматлит, 2010. Ч. 1. — 285 с.
  16. Карпов В.В. Прочность и устойчивость подкрепленных оболочек вращения. Вычислительный эксперимент при статическом механическом воздействии. — М.: Физматлит, 2011. Ч. 2. — 248 с.
  17. Karpov V.V. Models of the shells having ribs, reinforcement plates and cutouts // International Journal of Solids and Structures, 2018, no. 146, pp. 117-135. DOI:10.1016/j.ijsolstr.2018.03.024
  18. Mahboubi Nasrekani F., Eipakchi H.R. An Analytical Procedure for Buckling Load Determination of an Axisymmetric Cylinder with Non-Uniform Thickness Using Shear Deformation Theory // Journal of Mechanical Engineering, 2017, vol. 1, no. 2, pp. 211–218. DOI:10.22060/mej.2017.12557.5364
  19. Kipiani G. Definition of critical loading on three-layered plate with cuts by transition from static problem to stability problem // Contemporary Problems in Architect and Construction: Selected peer reviewed papers the 6th International Conference on Contemporary Problems of Architect and Construction, June 24-27, 2014, Ostrava, Czech Republic / Ed. by D. Kubečková, Trans. Tech. Publications, Switzerland, рp. 143-150. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.1020.143
  20. Пухлий В.А., Пухлий К.В. Применение теории трехслойных конструктивно-ортотропных оболочек к расчету НДС рабочих лопаток газотурбинных и комбинированных установок // Теория механизмов и машин. 2019. Т. 17. № 3 (43). С. 86-98.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход