Взаимодействие плоской волны давления со сферической оболочкой в упругой среде


DOI: 10.34759/trd-2023-129-08

Авторы

Тант З. Х.

Технологическая академия оборонных служб, шоссе Мандалай-Лашио, Область Мандалай, город Пьин Оо Лвин, Мьянма

e-mail: thantzinhein3646@gmail.com

Аннотация

В работе рассматривается нестационарная задача о воздействии плоской волны давления на сферическую оболочку в упругой среде. Для построения аналитического решения нестационарной задачи дифракции плоской волны давления на сферической полости в упругой среде, подкреплённой тонкой оболочкой, искомые и заданные функции представлены в виде рядов по полиномам Лежандра и Гегенбауэра. Метод решения основан на разложении в ряды по системе собственных функций и применении интегрального преобразования Лапласса по времени. В результате построены аналитические выражения для всех искомых функций, что позволяет исследовать нестационарное напряженно-деформированное состояние и перемещения как на оболочке, так и в любой точке упругой среды.

Проблемы дифракции упругих волн на различного типа неоднородностях относятся к числу наиболее сложных и актуальных задач динамики деформируемых тел. В прикладном отношении это объясняется тем обстоятельством, что информация о динамическом напряженно-деформированном состоянии в окрестности этих неоднородностей представляет большой интерес для различных целей. Кроме того, наличие неоднородности (включения, полости, выреза, локального изменения свойств и т.д.) является непременным условием, возникающих в различных областях современной техники. К таким задачам относятся: создание новых конструкций, работающих при динамических нагрузках, разработка новых композитных материалов и внедрение их при создании инженерных сооружений, современные задачи геофизики и сейсмологии, а также ряд других задач научно-технического характера.

Ключевые слова:

задачи дифракции упругих волн, метод решения собственных функций, сферическая оболочка в упругой среде, динамическое напряженно-деформированное состояние

Библиографический список

  1. Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В. Нестационарная аэрогидроупругость тел сферической формы. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1990. — 260 с.
  2. Макаревский Д.И., Сердюк Д.О., Федотенков Г.В. Волны в анизотропной пластине Тимошенко большой протяженности // Механика композиционных материалов и конструкций. 2023. Т. 29. № 1. С. 54-68
  3. Локтева Н.А., Сердюк Д.О., Скопинцев П.Д., Федотенков Г.В., Нестационарное деформирование анизотропной круговой цилиндрической оболочки // Труды МАИ. 2021. № 120. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=161423. DOI:10.34759/trd-2021-120-09.
  4. Фирсанов В.В., Фам В.Т., Чан Н.Д. Анализ напряженно-деформированного состояния многослойных композитных сферических оболочек на основе уточненной теории // Труды МАИ. 2020. № 114. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=118893. DOI:10.34759/trd-2020-114-07
  5. Fiedler T., Löffler R., Bernthaler T., Winkler R., Belova I.V., Murch Graeme. Numerical analyses of the thermal conductivity of random hollow sphere structures // Materials Letters, 2009, vol. 63, pp. 1125-1127. DOI:1016/j.matlet.2008.10.030.1
  6. Zhu B.L., Zheng H., Wang J., Ma Jeffery, Wu Jun, Wu Rongguang. Tailoring of thermal and dielectric properties of LDPE-matrix composites by the volume fraction, density, and surface modification of hollow glass microsphere filler // Composites Part B: Engineering, 2014, vol. 58, pp. 91–102. DOI:1016/j.compositesb.2013.10.029
  7. Аристова Е.Ю., Денисова В.А., Дрожжин В.С., Куваев М.Д. и др. Композиционные материалы c использованием полых микросфер // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 1 (50). С. 52-57. DOI:18577/2071-9140-2018-0-1-52-57
  8. Кривень Г.И. Оценка демпфирующих свойств композитов // Труды МАИ. 2022. № 127. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=170333. DOI:10.34759/trd-2022-127-05
  9. Garnier Bertrand, Boudenne Abderrahim. Use of hollow metallic particles for the thermal conductivity enhancement and lightening of filled polymer // Polymer Degradation and Stability, 2016, vol. 127, 113-118. DOI:10.1016/j.polymdegradstab.2015.11.026
  10. Seyed Mohammad Hossein Hosseini, Markus Merkel, Andreas Öchsner. Influence of the joint shape on the uniaxial mechanical properties of non-homogeneous bonded perforated hollow sphere structures. Computational Materials Science, 2012, vol. 58, pp. 183-187. DOI:183-187. 10.1016/j.commatsci.2012.01.024.
  11. Andreas Öchsner, Thomas Fiedler, Christian Metallic hollow spherical structures multifunctional materials for lightweight applications: types, properties and case studies, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2009. DOI:10.1007/978-3-642-00491-9
  12. Bhagyashekar M S, Rao R.M.V.G.K. Characterization of Mechanical Behavior of Metallic and Non-metallic Particulate Filled Epoxy Matrix Composites // Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2010, vol. 29, pp. 30-42. DOI:1177/0731684408095034.
  13. Bhagyashekar M.S., Rao Kavaitha, Rao R.M.V.G.K. Studies on Rheological and Physical Properties of Metallic and Non-metallic Particulate Filled Epoxy Composites // Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2009, vol. 28. pp. 2869-2878. DOI:1177/0731684408093976
  14. Georgarakis Konstantinos, Dudina Dina, Kvashnin Vyacheslav. Metallic Glass-Reinforced Metal Matrix Composites: Design, Interfaces and Properties // Materials, 2022, vol. 15, pp. 8278. DOI:3390/ma15238278
  15. Hu Yan, Mei Riguo, An Zhenguo, Zhang Jingjie. Silicon rubber/hollow glass microsphere composites: Influence of broken hollow glass microsphere on mechanical and thermal insulation property // Composites Science and Technology, 2013, vol. 79, pp. 64–69. DOI:1016/j.compscitech.2013.02.015
  16. Chen Shuisheng, Qin Yan, Song Jiuqiang, Wang Bo. The effect of hollow glass microspheres on the properties of high silica glass fiber fabric/liquid silicone rubber composite sheet // Polimery, 2018, 63, pp. 178-184. DOI: 10.14314/polimery.2018.3.2
  17. Yuan Y., Diao S., Zhao C. et al. Preparation of Hollow Glass Microsphere/Organic Silicone Resin Composite Material with Low Dielectric Constant by In-Situ Polymerization // Silicon, 2020, vol. 12, 1417–1423. URL: https://doi.org/10.1007/s12633-019-00234-1.
  18. Sanusi Olawale, Oyinlola Adeyinka, Akindapo Jacob. Influence of Wood Ash on the Mechanical Properties of Polymer Matrix Composite Developed from Fibre Glass and Epoxy Resin // International Journal of Engineering Research & Technology, 2013, vol. 2. pp. 344-352. URL: https://doi.org/10.1007/s12633-019-00234-1
  19. Sanusi Olawale, Komolafe Olufemi, Ogundana Tunde, Olaleke Mesach, Sanni Yunusa. Development of Wood-Ash/Resin Polymer Matrix Composite for Body Armour Application // FUOYE Journal of Engineering and Technology, 2016, vol.1, no. 1, pp. 10-14. URL: https://doi.org/10.46792/fuoyejet.v1i1.4
  20. Dehrooyeh Saman, Vaseghi Majid, Sohrabian Majid, Sameezadeh Mahmood. Glass fiber/Carbon nanotube/Epoxy hybrid composites: Achieving superior mechanical properties // Mechanics of Materials, 2021, vol. 161, pp. 104025. DOI:10.1016/ j.mechmat.2021.104025.

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход