Введение к работе
-3-
Актуальность работы. В настоящее время проектирование
зданий, сооружений и конструкций не возможно без учета колебательных и волновых воздействий. Это объясняется многими причинами. Наиболее очевидная - рост динамических нагрузок, вызываемых машинами, кранами и другим оборудованием, широкое применение вибраций, ударов и производственных взрывов как элементов технологического процесса; строительство гибких сооружений с учетом эффектов сейсмических воздействий. Повышенное внимание к динамике конструкций и материалов, а также взаимодействию волн с элементами их связано с совершенствованием и применением точных измерительных приборов и специального лабораторного оборудования при проведении научных исследований.
Теория колебаний и волн - область науки, исследующая колебательные и волновые явления в системах различной природы; причем теория колебаний и волн в первую очередь интересуется общими свойствами колебательных процессов, а не деталями поведения системы, связанными с проявлением ее конкретной природы. Основываясь на анализе моделей, теории колебаний и волн устанавливаются эти общие свойства в реальных системах. Содержание этих теорий заключается в том, что они позволяют определить связь между парам ефами системы и ее колебательными и волновыми возможностями в случае тех или иных эффектов.
В гражданском и промышленном строительстве кратковременные нагрузки возникают главным образом под влиянием ударных и взрывных воздействий: падание груза на перекрытие, сейсмические воздействия, ударная волна взрыва и т.п. Результат таких действий на конструкцию зависит от взаимодействия конструкции с ударяющим телом, с ударной волной. Вследствие сложности происходящих при этом
-4-процессов взаимодействия такого рода в расчетах в большинстве случаев не учитываются и заменяются кратковременной динамической нагрузкой, не зависящей от движения конструкции. С учетом вышеизложенных теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия волн с различными элементами конструкции, определение динамических характеристик ряда конструктивных материалов и объяснения экспериментально наблюдаемых явлений при взаимодействии волн с элементами измерительных устройств являются актуальными и имеют теоретическую и практическую ценности. Цель работы. Целью настоящей диссертационной работы являются: разработка методов решения задач о движении конструкций и сооружений с колеблющимися элементами при прохождении волн; экспериментальные исследования динамических характеристик ряда конструктивных материалов с применением специальных измерительных устройств; решение задачи о взаимодействии отраженных волн с элементами измерительными тракта и объяснение экспериментально наблюдаемых явлений при этом.
Научная новизна работы. В диссертационной работе рассмотрены и решены новые двумерные задачи о движении сооружения круглой формы с наличием и без наличия колебательных элементов в упругой среде после прохождения волны. С помощью преобразования Лапласа-Карсона найдено решение этой задачи. Определены и исследованы экспериментальные. динамические характеристики некоторых материалов с помощью специальных датчиков усилий и устройств. Разработана теоретическая основа экспериментально наблюдаемых явлений.
Методы решения. В диссертации использованы методы операционного исчисления, преобразования Лапласа-Карсона, методы
-5-численного интегрирования и экспериментальные методы исследований механики деформируемого твердого тела.
Практическое значение работы. Результаты диссертации могут быть эффективно использованы при проектировании зданий и сооружений, расчете элементов конструкций находящихся под влиянием ударных и взрывных воздействий. Некоторые полученные результаты были использованы в БакТидропроекге и имеется акт внедрения из этого учреждения.
Публикация. По материалам диссертации опубликовано 5 статей.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:
на научных семинарах кафедры "Испытание и сейсмостойкость сооружений" Аз.ИСУ;
на Республиканской конференции молодых ученых,Баку, 1996г.;
на II национальной конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию, г.Сочи, 14-17 октября, 1997г.;
на семинарах отдела теории упругости и пластичности АН Азербайджана.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего ПО наименований. Общий объем работы 101 страница, в том числе 23 рисунка.