Диссертация (1024786), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

№модели01-013МатериалУКН-M-01-0146К01-015HTS01-01601-017непроклейУКН5000Толщины оболочек имонослоев, ммH  2,66.hк  0,2;H  2,58.hк  0,2;H  2,42.hк  0,2;H  2,42.hк  0,2;H  2,74.hк  0,2;R / H  71,9;hп  0,67, hx  0,23.R / H  74.1;hп  0,67, hx  0,21.R / H  79.0;hп  0,67, hx  0,17.R / H  79.0;hп  0,67, hx  0,17.R / H  69.8;hп  0,67, hx  0,25.02-007,02-009H  2,94. R / H  64.6;hк  0,2; hп  0,752, hx  0,2586.02-008H  2,86.

R / H  64.4;hк  0,2; hп  0,729, hx  0,25.H  2,86. R / H  64.4;hк  0,2; hп  0,729, hx  0,25.02-010непроклейАрмосH  3,02. R / H  62.9;hк  0,2; hп  0,777, hx  0,267.H  3,02. R / H  62.9;hк  0,2; hп  0,777, hx  0,267.02-01102-012непроклейH  2,55. R / H  74.5;hк  0,2; hп  0,71, hx  0,181.03-005непроклейH  2,63. R / H  72.2;hк  0,2; hп  0,74, hx  0,188.03-006непроклей03-007HTSнепроклей03-008непроклейH  2,55. R / H  74.5;hк  0,2; hп  0,71, hx  0,181.H  2,47. R / H  76.9;hк  0,2; hп  0,686, hx  0,174.Формы непроклеев:- № 01-017 квадратная, а=150 мм;- № 02-010 квадратная, а=250 мм;- № 02-012 квадратная, а=250 мм;- № 03-005 квадратная, а=50 мм;- № 03-006 квадратная, а=50 мм;- № 03-007 квадратная а=50 мм.- № 03-008 квадратная, а=50 мм;137Таблица 2.17.Толщины оболочек в партии со схемой армирования(90/0/±80/±15/0/90)Зав.

№моделиМатериал01-020УКН-01-024M-6К01-021HTS01-02201-023непроклей02-01902-02002-021Толщины оболочек имонослоев, ммH  2,58. R / H  74.1;hк  0,2; hп  0,67, hx  0,21.H  2,58. R / H  77.3;hк  0,2; hп  0,67, hx  0,21.H  2,26. R / H  84.6;hк  0,2; hп  0,67, hx  0,13.H  2,26.

R / H  84.6;hк  0,2; hп  0,67, hx  0,13.H  2,58. R / H  74.1;hк  0,2; hп  0,67, hx  0,21.H  2,55. R / H  74.5;hк  0,2; hп  0,66, hx  0,207.УКНM-6К02-022непроклей02-023непроклей02-024непроклейH  2,78. R / H  68.3;hк  0,2; hп  0,73, hx  0,223.H  2,78. R / H  68.3;hк  0,2; hп  0,73, hx  0,223.H  2,63. R / H  72.2;hк  0,2; hп  0,685, hx  0,215.H  2,71. R / H  72.2;hк  0,2; hп  0,71, hx  0,222.Формы непроклеев:- № 01-023 круглая, d=150 мм;- № 02-022 круглая, d=150 мм;- № 02-023 круглая d=150 мм;- № 02-024 круглая, d=150 мм.Результаты испытаний и расчетов критических силпредставлены в таблицах 2.18 - 2.21 и показаны на Рис.

2.49 (а-г).Величина Tc определялась по соотношениюDB22 (1   12 21) Tс  min 2 F1 ( ) 11;22n ,mRF()2nmR  ; ;Р гран  2Rkl Tc138где кр2 ( 1   2 ) 2  ( 2   1 )(1 2   2 1 )  ( 1   2 )1 2   2 14DB (1   12 21 ) 1  12  2 ;  2  22 2 ;D11B12DB1  22 ;  2  22 ; Fi ( )  1   i 2   i 4 .D11B11;Для оболочек с симметричной схемой армирования полученные расчетныезначения сил сжатия Р гран обеспечили оценку снизу для всех экспериментальныхзначений сжимающих сил Р экс , представленных на Рис.

2.49а и 2.49г, включая те,в которые на этапе их изготовления были заложены несовершенства в виденепроклеев. Характерно, что для оболочек без непроклеев экспериментальныезначения сжимающих сил Рэкс для оболочек с симметричной схемой армированияпревышают значения Р гран в 2-3 раза.В случае оболочек с несимметричными схемами армирования и большимизонами непроклеев зафиксированы случаи, когда значения Рэкс оказались нижеграницы безусловной устойчивости Р гран (см. Рис. 2.49б и 2.40в).Согласно полученным результатам, при осевом сжатии квазиоднородныхстеклопластиковых и композитных оболочек с симметричным расположениемслоев расчетное значение параметра осевого сжатия k *уст  kl обеспечиваетоценкуположениянижнейграницыэкспериментальныхзначенийихкоэффициентов устойчивости.Располагая подобными расчетными данными, инженер имеет возможностьуже на начальных стадиях проектирования теоретически обосновывать выборгеометрических, структурных и упругих характеристик композитных оболочек.Крометого,выполнениеподобныхрасчетовприпланированииэкспериментальных работ может и должно способствовать общему снижениюзатрат на их проведение.139а) схема армирования(90/0/90/90/0/90/90/0/90)б) схема армирования(90/±30/90/±30/90/±30)в) схема армирования(90/0/±45/90/0/±45)г) схема армирования(90/0/±80/±15/0/90)Рис.

2.49 Результаты испытаний композитных оболочеки расчетов по программе COMP_CIL: – прогнозируемые значения сжимающих сил Р гран,при превышении которых возможна потеря устойчивости◊ – экспериментальные значения сжимающих сил Р эксоболочек без непроклеев; – экспериментальные значения сжимающих силР экс оболочек при наличии непроклеев.140Таблица 2.18.Результаты испытаний и расчетов границы устойчивости оболочекв партии со схемой армирования (90/0/90/90/0/90/90/0/90)Зав. №моделиМатериал01-00701-008УКН-5000klР гран, Р экс ,тстс0,4130,5700,4128,56622,36001-0120,3701-01122,3непроклей02-01302-014330,3819,45602-0150,392958,602-016непроклей0,392933,402-017непроклей0,3823,746,202-018непроклей0,3823,735,9УКН-М-6К03-0010,36непроклей20,454,203-002непроклей0,3517,65303-003непроклей0,3723,855,803-004непроклей0,3620,456,6HTS141Таблица 2.19.Результаты испытаний и расчетов границы устойчивости оболочекв партии со схемой армирования (90/±30/90/±30/90/±30)Зав.

№моделиМатериалklР гран ,Р экс ,тстс01-001850,24УКН-500031,04232,25532,2520,2430,80830,2430,0830,2633,644,20,2530,643,50,2534,844,10,2531,930,10,2633,743,70,2530,229,90,2434,901-00201-00631,00,2401-005непроклей01-003HTS01-00402-00102-00202-003Русар02-004непроклей02-00502-006непроклей03-009непроклей03-010УКН-М-6К6188,3142Таблица 2.20.Результаты испытаний и расчетов границы устойчивости оболочекв партии со схемой армирования (90/0/±45/90/0/±45)Зав.

№модели01-01301-01401-01501-016МатериалУКН-M6КР гран ,Р экс ,тстс0,4155,7760,4041,40,4036,5klHTS01-017 УКН-5000непроклей5160610,4151,83302-007,02-0090,443635,802-00802-0100,443435,50,443418,902-0110,4442,537,802-0120,4442,521,10,4137,649,30,4140,4460,4137,658,40,413548,8непроклейАрмоснепроклей03-005непроклей03-006непроклей03-007HTSнепроклей03-008непроклей143Таблица 2.21.Результаты испытаний и расчетов границы устойчивости оболочекв партии со схемой армирования (90/0/±80/±15/0/90)Зав.

№моделиМатериалklР гран ,Р экс ,тоннтонн4401-02101-02202-019,02-02001-02001-023HTS0,3314,9470,3420,556,957,4540,3323,6непроклей01-02402-02102-02242УКН-M6К0,3529,162,20,3529,137,30,3425,4380,3426,840,2непроклей02-023непроклей02-024непроклей26144Глава 3 Прогнозирование устойчивости оболочек вращения ксиловым возмущениям3.1 Прогнозирование границы безусловной устойчивости сферическихоболочек при равномерном внешнем давлении на основе динамическогокритерияМежду экспериментальными результатами и классическими решениями длясферической оболочки при внешнем давлении, найденными Цолли (1915) иЛейбензоном (1917), существуют, как и для цилиндрических оболочек при осевомсжатии, не только весьма существенные количественные, но и качественныерасхождения.

В настоящее время основные усилия исследователей сосредоточенынаоценкевлияниянеизбежныхотклоненийотпроекта,связанныхснесовершенствами формы оболочек при их изготовлении и эксплуатации. Длясферических оболочек библиографию по этой проблеме можно найти в работах[18,25,28,31,133].В задаче об устойчивости равновесных состояний сферических оболочекпри равномерном внешнем давлении подход, основанный на использованиилинеаризованных в окрестности положения равновесия уравнений движения идинамического критерия устойчивости позволил определить границу ихбезусловной устойчивости, которая обеспечивает надёжную оценку положениянижней границы экспериментальных значений критических усилий внешнегодавления в широком диапазоне безразмерных параметров подобия сферическихоболочек.Рассмотрим сферическую оболочку радиуса R и толщиною h, у которой вкачестве криволинейных координат выбраны долгота  и широта  [0, 2 ] .Коэффициенты первой квадратичной формы поверхности приведения оболочкиA1  R, A2  R sin  .

Оболочка нагружена равномерным внешним давлением q z0 .Согласно простейшего варианта уравнений геометрически нелинейной теории145тонкихоболочекЛ.А.Шаповалова,построеннойнаосновегипотезыКирхгофа-Лява [131], компоненты тангенциальной деформации координатнойповерхности приведения сферической оболочки записываются в виде1E11  1  12 ; (1  2); E12   1   2  1 2 ,2где 1  u  / R  w / R;  2  v / A2  u  w / R; 1  v / R;  2  u / A2  v;1  u / R  w / R;  2   w / A2  v / R;  cos / A2 ;(...)  (...);(3.1) (...)(...) .Компоненты изгибной деформации1 21 22 ;K 22  2 / A2  1 1 ;2R2RK12   2 / R  (u / A2  v) / R.K11  1 / R (3.2)Соотношения (3.1, 3.2) получены в предположении, что деформации втангенциальной плоскости и поворот элемента оболочки относительно нормалик срединной поверхности являются малыми величинами более высокогопорядка, чем повороты относительно двух других его осей.Усилия и моменты изотропной оболочки, приведенные к координатнойповерхности, связаны с деформациями соотношениямиT11  B( E11  E22 );M 11  D( K11  K 22 );S  B(1   ) E12 / 2;H  D(1   ) K12 ;B  Eh /(1   2 );D  Bh2 / 12.Соотношенияупругости(3.3),(1  2);полученные(3.3)Л.А.Шаповаловымвариационным методом, представляют собою обобщение зависимостейЛ.И.

Балабуха - В.В. Новожилова на случай геометрически нелинейных задачтеории тонких оболочек. Они соответствуют выражениям для деформаций,кривизн и кручения (3.1, 3.2), обеспечивая тем самым существование упругогопотенциала и соблюдения теоремы взаимности.146Уравнения равновесия, полученные с использованием вариационногоуравнения Лагранжа и соответствующие выражениям (3.1-3.3), для случаясферической оболочки записываются следующим образомT11 / R  (T11  T22 )  S / A2  (Q11  H / A2 ) / R  0;T22 / A2  2 ( S  H / R)  S  / R  (Q22  H ) / R  0;(T  T ) / R Q  Q / R  Q / A  q 0  0,(3.4) / R  ( M 11  M 22 )  H / A2  (T11  M 22 / R)1  S 2 ;Q11  M 11Q22  M 22 / A2  2H / R  H  / R  (T22  M 11 / R) 2  S1.(3.5)11221111222zгдеПустьвнешнеедавлениеявляетсяслабовозмущенным,причемq z  q z0  f z ( , , t ) .

Здесь E - модуль упругости,  - коэффициент Пуассона,q z0h2, f z - функция, описывающая малые отклонения внешнего23(1   2 ) R2kEдавления от равномерного, k - некоторый фиксированный параметр. Малыесиловые возмущения f z   f n ( , t ) cos n} явно зависят от времени и вызываютnдвижение поверхности оболочки в окрестности ее равновесного состояния,соответствующего значению параметра k .Равновесное состояние оболочки считается известным и определенным сиспользованием алгоритмов работы [44]. С целью исключения особой точки вполюсе сферической оболочки принимается наличие малого свободного угловогоотверстия  0 , которое, как это показано в работе [44], не оказывает заметноговлияния на ее собственные частоты.

Характеристики

Список файлов диссертации