Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Конечные элементы для решения задач о концентрации напряжений в статической и динамической постановке Мазур, Геннадий Эдуардович

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Мазур, Геннадий Эдуардович. Конечные элементы для решения задач о концентрации напряжений в статической и динамической постановке : диссертация ... доктора технических наук : 05.23.17.- Москва, 2000.- 227 с.: ил. РГБ ОД, 71 01-5/57-4

Введение к работе

Актуальность проблемы. При исследовании напряженно-деформированного состояния упругих тел с концентраторам! напряжений по методу конечных элементов обычнсГпроводят сгущение конечно-элементной сетки вблизи границ концентраторов. При этом увеличивается размерность системы уравнений и, как следствие, время решения задачи.

Применение специально разработанных конечных элементов с концентраторами напряжений позволяет избежать увеличения размерности задачи и резко сократить требоваїшя к ресурсам ЭВМ, особешю при расчете трехмерных тел с большим количеством полостей. Из работ, посвященным конечным элементам с концентраторами, можно заключил., что основной областью применения таких элементов являются задачи о плоской деформации и изгибе тонких пластин, а общей теории конечных элементов с концентраторами до сих пор не существует. Следовательно, актуальной задачей является разработка единого подхода к формированию матриц жесткости для всех типов элементов с концентраторами (в том числе и для трехмерных элементов) и распространение этого подхода на динамические задачи.

Цель диссертационной работы заключается в разработке универсальных методов и алгоритмов формирования матриц жесткости конечных элементов различных типов с одиночными отверстиями и полостями и восстановления напряженно-деформированного состояния в зоне концентрации напряжений (вблизи границы отверстия или полости) по заданным перемещениям углов конечного элемента ігри статическом и динамическом воздействии.

Научная новизна работы состоит в следующем:

разработана универсальная методика формирования матриц жесткости конечных элементов, основанная на представлении функций формы в виде линейной комбинации равновесных полей перемещений, соответствующих частным решеїпшм уравнений равновесия в потенциалах;

на основе данной методики создана библиотека конечных элементов следующих типов: элемент плоско-напряженной пластины, элемент топкой изгибаемой пластины с учетом сдвига, элемент шгибаемой пластины произвольной толщины и трехмерный элемент в форме четырехугольной призмы;

получены модификации двумерных мембранных и пластинчатых элементов с одиночными круглыми отверстиями для решения задач о концентрации напряжений при гармоническом воздействии;

впервые получена модификация трехмерного конечного элемента с одиночной сферической полостью для определения коїщеіпрации напряжений в упругих телах с порами и полостями при статическом и гармоническом воздействии;

разработаны алгоритмы формирования матриц реакций конечных элементов и исследована сходимость соответствующих конечно-элементных аппроксимаций на равномерной сетке.

Достоверность результатов проверялась путем применения предлагаемых в диссертации методов к тестовым задачам, для которых известны аналитические или

экспериментальные решения, и подтверждена приводимыми в работе доказательствами основных выводов.

Практическая ценность работы заключается в создании пакета программ для определения напряженно-деформированного состояния упругих тел с круглыми отверстиями и сферическими полостями при статическом или гармоническом воздействии іш основе многоуровневого метода суперэлементов с автоматическим выбором суперузлов, а также в применении разработашюй методики и программы расчета для исследования работы узлов арочного пролетного строения Андреевского моста в г. Москве при его перевозке на шавучих опорах.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладыватась на кафедрах «САПР транспортных конструкций и сооружений» и «Строительная механика» Московского государственного университета путей сообщения (1991, 1992, 1993, 1997, 1998, 1999 гг.), на научно-технической конференции молодых ученых и аспирантов МИИТа (1993 г.), на заседании секции «Механика железобетона» НИИЖБ (1998 г.), на отраслевом научно-практическом симпо-зігуме «Опыт применения информацжлшых технологий в мостостроении» (2000 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей (в том числе 2 - в соавторстве) и 2 монографии.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературы и приложеїшя. Общий объем работы составляет 227 страниц. Работа включает 42 таблицы и 61 иллюстрацию. Список литературы содержит 89 наименований.