Введение к работе
'
Актуальность темы. Разработка новых экономичных пространст-' енных конструкций машиностроительного, авиационного, космичес-ого, строительного назначения невозможна без применения совре-енних методов расчета, проектирования н конструирования оболо-ек и пластин.
Опрелеление реального напряженно-деформированного состояния ІЛС) оболочек и пластин является актуальной задачей в исслело-ітельской и конструкторской практике. выполняемые обычно пове-зчные расчеты на действие внеииих силовых факторов не всегда [>фективны в силу имеющихся расхождении мекд^ реальной конструкції и используемой в расчетах математической моделью. Прекде :его это касается назначаемых для конструкции граничных усло-гй и распределения внешних нагрузок.
Экспериментальные методы исследования конструкций позволяют ілучкть реальные зкачекк-я НЛС, но в ограниченном числе точек. ,я полного исследования конструкции приходится использовать ільшое количество приборов или применять специальные методы, сленные расчеты конструкций на ЭВМ хотя и дают общую хартииу С, но только в рамках выбранной математической подели при оп-деленных граничных условиях.
Эти обстоятельства определили тематику диссертационной боты.
Цель работы - создать эффективный инструмент исследования С сложных оболочечных конструкций на основе сочетания фиэичес-го и математического эксперимента.
Для достижения поставленной цели необходимо;
дать алгоритм идентификации параметров расчетной схемы слоа-нЬн оболочечной конструкции по результатам статического экс-<-пернмента,
разработать инструмент для расчетно-экспернментальиого исследования НАС анизотропных непологих оболочек,
проанализировать точность решения задачи идентификации,
рассмотреть возможные приложения алгоритма идентификации к решению других задач механики конструкций.
Научная новизна работы состоит в следующем:
I. На основе принципа суперпозиции и метола наименьших квад--08 (МНК) разработан н реализован алгоритм идентификации пара-роп расчетной схемы упругой иепологой анизотропной оБолочеч-
коиструкшш с использованием для численного анализа НДС ва-
рнаиионно-разностного метола (ВРМ) в форме метода конечных разностей (МКР). Вариационная формулировка задачи и применение МКГ позволяет учитывать переменную толщину оболочки, ребра двух направлений, произвольные нагрузки на оболочку и произвольное закрепление по контуру и в области. Такая постановка задачи обеспечила аоэыохность разработки эффективного машинного алгоритма ре-оення задачи идентификации на ЭВМ средней мощности серни ЕС и на ПЭВМ типа IBM PC/AT.
2. Разработан программный комплекс "РЛТМ", предназначен
ии» для идентификации параметров расчетной схемы упругой непо-
логоіі анизотропной оболочки переменной толщины и восстановлен!!!
поля нле оболочки.
Применение комплекса программ 'RITM- позволяет уточнить параметры НДС оболочхн при расчетно-эксперименталыюм нсследованш елоиных оболочечных конструкций, при экспериментальной отработкі дорогостоящих изделий аэрокосмического назначения, а такхе прі проектировании конструкций с заданный НДС.
-
Исследована точность реаення задачи идентификации пара-к ;Тров расчетной схемы непологой оболочки в зависимости от месті расположения датчика, типа н величины измеренной датчнкои инфор-кации, а также от количественного соотношения числа идентифицируемых параметров и установленных на конструкции датчнхов.
-
Разработан алгоритм решения задачи регулирования НДС упругих оболочечных конструкций, основанный на процедуре 'идентификации параметров расчетной схемы. Проанализирована зависимості результатов решения задачи регулирования от количественного соотношения числа регуляторов и параметров регулирования.
5. На основе программы "RITU* разработан программный комплекс "REGUL", предназначенный для реаення задач регулирована НДС упругих непологих анизотропных оболочек за счет изменены граничных условий млн перераспределения внешней нагрузки.
Практическая зиачялеегь работы заключается в раэработанны вычислительных программных комплексах для ЭВМ серии ЕС u IBM PC в реиенни исследовательских задач, а такеє в полученных рекомен дацнях по выбору расчетных схем ерн^реиенни задач идентификвцн и регулирования оболочек.
Достоверность результатов расчетов по программным комплех сац обеспечивается математической обоснованностью методов, поло хеиных в основу вычислительных алгоритмов, и подтверждается по
- 5 -уучскными реиениямн задач идентификации, сопоставлением результа-гоп расчета с решением задач по другий программам (о Т. Ч. cxo-t шмостыо решений при сгуиенин сеточного разОнения о расчетной ібластн) и результатами зкспсрниента.
Внедрение результатов. Разработанный программный комплекс іашел применение в практике исследований НАС дорогостоящих слоа-іьіх оболочечнш конструкций на НПО ПМ и в учвбкои процессе, что юдтверхдается актами о внедрении. Разработанная лабораторная становка защищена патентом н используется в учебном процессе.
лпробацхд работы. Основное содержание работы, а такхе отельные ее положения докладывались и обсуждались на краевой аучно-технической конференции "Прогрессивные методы строитель-тва и разработка высокоэффективных индустриальных конструкций Красноярском крае" (Красноярск, 1988),' на региональной научно-ехнической конференции "Состояние; перспективы развития к прн-енения пространственных строительных конструкций" (Свердловск, 989), на э-ей научно-технической конференции Волгоградского ИСН Вопросы совершенствования расчета'н проектирования прострпнет-;нных конструкций" (Волгоград, 1989), на краевой межотраслевой >нфереииин "Молодежь и научно-технический прогресс" (Красно-эск, 1990), на г-ой Всесоюзной научно-практической конференции 'чебно-лабораторное оборудование и технические средства оОуче-ія" (Челябинск, 1991), на региональной конференции 'Внедрение :тодов активного обучения в учебный процесс", (Красноярск, '9 1). на краевой конференции молодых ученых и специалистов IpHMCHeVme вычислительной технихи в народной хозяйстве" (Крас-ярск, 1991), на 10-ой и 12-ой научно-технических конференциях «подавателей, аспирантов и студентов Красноярского ингенерно-ронтельного института (Красноярск, 1992, 1994).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 ста-й, 5 тезисов дикладов на конференциях н 2 информационных лнет-; составлены методические указания к лвуи лабораторным рабо-м, получен патент на лабораторную установку.
Hai защиту выносятся: - алгоритм решения задачи идентификации параметров расчетной :мы упругой непологон анизотропной оболочки, с использованием
4 В форме МКР;
программный соиплекс *RITM" для ЭЕМ серии ЕС и IBM PC, реа-лнзуоинй разработанный алгоритм идентификации;
результаты численных исследовании точности. реиения задачи идентификации;
алгоритм реиения задачи регулирования НДС непологой анизотропной оболочечной панели на оснопе процедури идентификации, с использованием Врм в форие икр и истода наименьших квадратов;
программный комплекс "REOUL' для ЭВМ типа IBM PC, реализующий разработанный алгоритм регулирования;
результаты численник исследований точности рсаення задачи регулирования.
Структура и объем диссертации, работа состоит из введения, 6 разделов, заключения, списка литературы. В диссертационной ра-Соте_ 182 страницы, включающие оглавление н список литературы, 66 рисунков и 2 таблицы, 1*9 наниеиованнй использованных источников
