ivdon3@bk.ru
Ползучестью называют медленную пластическую (необратимую) деформацию изделия под действием созданного в материале напряжения. В данной статье рассмотрена ползучесть полимерных изделий. Ползучесть материала характеризуется опытной зависимостью деформации, получающейся под воздействием фиксированной нагрузки, от времени.
Ключевые слова: деформация материала, упругая деформация, высокоэластичная деформация, полимеры, вязкая деформация, пластическая деформация
В статье рассматриваются вопросы перехода от гофрированных пластин и оболочек к гладким конструкциям эквивалентной жесткости. Приводится выражение для потенциальной энергии деформации бесконечно малого элемента эквивалентной гладкой оболочки, формулы, устанавливающие связь между внутренними усилиями и обобщенными деформациями гофрированной конструкции. Проводится обзор формул эквивалентных жесткостей гофрированной оболочки при изгибе, представленных в работах различных авторов. С целью выбора зависимостей, обеспечивающих наименьшую погрешность при замене гофрированной оболочки гладкой выполняется численный эксперимент в конечно-элементном комплексе ЛИРА. Расчет конструктивно ортотропной конструкции производится численно методом конечных разностей. Также установлено, что в монографии С.Г. Лехницкого содержится некорректная формула для момента инерции синусоидального гофра.
Ключевые слова: гофрированные конструкции, пластины и оболочки, метод конечных элементов, метод конечных разностей, ортотропия, эквивалентные жесткости
В статье рассматривается методика расчета металлических гофрированных конструкций при помощи метода конечных элементов на осесимметричную нагрузку. Используются одномерные конечные элементы в виде усеченных конусов. Вычисления выполняются при помощи разработанной авторами программы в пакете Matlab. Приведен пример расчета грунтового колодца.
Ключевые слова: металлические гофрированные конструкции, цилиндрическая оболочка, метод конечных элементов, осесимметричная задача, грунтовый колодец, теория оболочек, краевой эффект
Рассмотрено конструктивное решение стен деревянных домов из оцилиндрованного бревна или профилированного бруса, устанавливаемого вертикально (деревянный стоевой элемент). Предлагается устраивать два продольных фрезерованных паза прямоугольной формы, расположенных в диаметральной плоскости сечения бревна для установки листовых фанерных шпонок, что позволяет включать в совместную работу смежные стоевые элементы при работе на изгиб из плоскости стены. Вариант устройства обвязок, предлагается использование металлических прокатных профилей швеллерообразного и двутаврового сечения, соединяемых с устанавливаемыми в углах каркаса металлическими стоевыми элементами трубчатого (коробчатого) сечения.
Ключевые слова: оцилиндрованное бревно, профилированный брус, листовые фанерные шпонки, стоевые элементы трубчатого сечения
Получено решение задачи оптимизации ступенчато-призматической балки из условия минимума потенциальной энергии деформации при заданном объеме. Задача решена для случая шарнирного опирания по концам и равномерно распределенной по длине нагрузки. Найдено оптимальное значение параметра α, равного отношению высоты средней ступени к высоте крайней, при котором жесткость балки при постоянных объеме и ширине поперечного сечения максимальна.
Ключевые слова: оптимизация, ступенчато-призматическая балка, потенциальная энергия деформации, переменная жесткость, минимальный объем
Решена задача оптимизации двухскатной балки из условия минимума потенциальной энергии деформации при постоянном объеме. Получено интегральное уравнение для определения оптимального угла наклона балки. Данное уравнение решалось численно методом половинного деления отрезка. Оптимальный угол наклона зависит от ширины сечения b, а также от объема балки. Установлено, что с ростом ширины сечения оптимальный угол наклона убывает
Ключевые слова: оптимизация, двухскатная балка, потенциальная энергия деформации, переменная жесткость, минимальный объем, метод половинного деления отрезка
Исследовано явление потери устойчивости при ползучести железобетонных арок. Решение задачи выполнено при помощи метода конечных элементов. Для анализа устойчивости использован метод Ньютона-Рафсона. Установлено, что существует длительная критическая нагрузка, при превышении которой рост стрелы прогиба носит незатухающий характер.
Ключевые слова: железобетонная арка, устойчивость, ползучесть, геометрическая нелинейность, метод конечных элементов, метод Ньютона-Рафсона
Проведено экспериментальное и теоретическое исследование моделей упруго-пластичных элементов автомобилей, изготовленных из сплавов с эффектом памяти формы. Динамические испытания осуществлялись в области деформаций (20-30%), что позволяло достигнуть оптимума энергопоглощения и возврата в исходное положение для последующих деформаций. Модели показали себя достаточно работоспособными в условиях одномерного динамического нагружения, подобного натурному, и позволяют обеспечить энергопоглощение от 55.8 до 97.8% от входного воздействия, в зависимости от исходных геометрических соотношений. Оценка влияния масштабного фактора при моделировании упруго-пластичных элементов на основе сплава с эффектом памяти формы показала принципиальную возможность переноса результатов экспериментальных исследований на реальную модель автомобиля будущего.
Ключевые слова: модель, упруго-пластичный элемент, сплав, эффект памяти формы, динамические испытания, масштабный фактор, автомобиль будущего
Рассматривается бетонное цилиндрическое тело в осесимметричной постановке (плоское деформированное состояние), подверженное радиационному излучению и температурному воздействию. Исследовано влияние физических полей на механические характеристики материала тела как по отдельности, так и в совокупности. Показано, что напряженно-деформированное состояние цилиндра, при совместном учете различных физических полей, значительно отличается от напряженно-деформированного состояния, полученного суммированием отдельных результатов расчета каждого фактора по отдельности, т.е. принцип суперпозиции не соблюдается.
Ключевые слова: температурное поле, радиационное излучение, напряженно-деформированное состояние цилиндров, изменение физико-механических параметров тела
Рассмотрена задача о температурных напряжениях в плитах бетонных покрытий при различных условиях температурного воздействия. Рассмотрены условия контакта с основанием с различным коэффициентом трения. Моделирование проведено методом конечного элемента в среде Ansys. Приведены примеры конкретных расчетов полей напряжений при изменении параметров задачи.
Ключевые слова: температурные напряжения, бетонная плита, метод конечного элемента
Рассматривается расчет напряженно-деформированного состояния клееной конструкции при испытаниях на отрыв обшивки с целью определения тарировочных сил для испытательного стенда.
Ключевые слова: Метод конечных элементов, Концентрация напряжений, Обшивка, Испытания, Прогнозирование.
Решена задача оптимизации толстостенной сферы, нагруженной внутренним и внешним давлением. Сущность метода заключается в варьировании модуля упругости. Задача отыскания закона распределения характеристик материала, при котором напряженное состояние равно заданному, получила название обратной задачи. Получена аналитически зависимость модуля упругости от радиуса, при которой расчетные напряжения по теории прочности Мора постоянны по всей толщине оболочки. Такая оболочка будет равнонапряженной. Если же прочностные характеристики материала не зависят от модуля упругости, то она также будет равнопрочной. Создание косвенной неоднородности позволило уменьшить максимальные расчетные напряжения в 1.6 раза. Также было показано, что для случая центрально-симметричной задачи вторая теория прочности является частным случаем теории прочности Мора.
Ключевые слова: толстостенная сферическая оболочка, оптимизация, теория прочности Мора, равнопрочность, равнонапряженность
В настоящее время активно развивается направление сейсмозащиты, свя-занное с использованием энергопоглощающих экранов, выполненных в виде трехслойных конструкций. В данной работе приведена конструктивная схема энергопоглощающей панели, позволяющей повысить, в случае ее использования, сейсмостойкость сооружений.
Ключевые слова: Динамическая нагрузка, упругопластическая деформация, диаграмма деформирования, энергопоглощение
В работе рассматривается произвольно опёртая, произвольно нагруженная армированная балка с заполнителем из бимодульного материала. Выведены формулы для определения касательных напряжений, возникающих в заполнителе с учётом действия армированных элементов. Получены формулы для главных напряжений, возникающих в произвольной точке заполнителя, а также уравнения для определения точки, в которой главные напряжения достигают экстремальных значений. Приведены условия прочности по классическим теориям прочности, а также по критериям прочности , применяемым для расчёта конструкций из бимодульного материала.
Ключевые слова: армированная балка,бимодуль упругости,нормальное напряжения,теории прочности.
Решена задача оптимизации толстостенного предварительно напряженного железобетонного цилиндра, нагруженного внутренним давлением. Предварительные напряжения в таком цилиндре создаются намоткой с натягом тросов по внешней поверхности. Идея метода заключается в отыскании закона изменения модуля упругости, при котором напряженное состояние равно заданному. Получена аналитически зависимость модуля упругости от радиуса, при которой по всей толщине оболочки не возникает растягивающих напряжений. Создание косвенной неоднородности позволило уменьшить расход арматуры на 10%. Также была решена и прямая задача - определение напряженно-деформированного состояния для цилиндра с постоянным модулем упругости.
Ключевые слова: толстостенный предварительно напряженный железобетонный цилиндр, оптимизация, обратная задача, теория упругости, неоднородность