Введение к работе
Актуальность темы. Создание новых конструкций, которые отвечали; бы возрастающим требованиям надежности, прочности и экономичности проектируемых зданий и сооружений является одной из важнейших народно-хозяйственных задач. Стремление ю-лучить возможно большую экономии в массе при обеспечении надлежащей прочности, жесткости.и устойчивости, а также необходимых тепло- и звуко-изоляционных свойств обусловило широкое распространение неоднородных по толщине конструктивных элементов. К ним относятся многослойные пластины и обс.очки, которые в настоящее время интенсивно внедряется в практику строительства зданий и сооружений.
Наличие ряда специфических особенностей многослойных оболочек: пониженная сдвиговая жесткость, неоднородность механических свойств по толщине, делает неприемлемым описание напряженно-деформированного состояния таких конструкций с позиций классической теории оболочек и требует привлечения' уточненных расчетных моделей. Широкое внедрение в практику высокопрочных конструкционных материалов и строительство большепролетных сооружений приводит к необходимости учета больших перемещений при расчете тонкостенных конструкций.
В большинстве работ, лсевянрншх исследованию напряженно -деформированного состояния многослойных оболочек постулиру-' втся условия идеального механического контакта между слоями. Однако^ такие условия не охватывают разнообразия способов соединения слоев, используемых в технике. Они могут быть различными: клеевое соединение как по всей поверхности контакта, так и по некоторым областям, сварочное соединение произвольного исполнения, заклепочное и др. Кроме того в многослойных конструкциях, ввиду особенностей технологического характера, на границах раздела слоев могут возникать различные несовершенств?. - расслоения, зоны проскальзывания.
В связи с этим возникает потребность в разработке новых эффективных методов .решения указанного класса палач. Поэтом;/ тема диссертации, поспященпая развитию методов, расчета многослойных пологих оболочек с учетом деформаций поперэчного сдвига, Факторов гоометрической нелинейности и условий НЄС0Р1СП0Н-
-,4. -
ного контакта слоев представляется достаточно актуальной.
Целью диссертации является разработка методики расчета многослойных пологих оболочек,, позволяющей учитывать пониженную сдвиговую жесткость в поперечном направлении, геометрически нелинейный характер деформации, различные условия на поверхностях раздала слоев: наличие локальных расслоений, дискретно заданныхусловий соединения слоев.
Научная новизна. В диссертации разработана численно-аналитическая, методика p#sgi?a імдегослойвдх пологих оболочек, основанная на приведении аддарата элементарных обощеьных функций к решению дифференциальнык уравнений с переменными коэффициен-тами. Предложенная штодака позволяет на единой методологической .основе исследовать напрдаенно-деформированное состояние указанных.конструкций,как;в рамках "непрерывно-структурной", так и "дискретно-структурной" расчетных моделей, учитывать деформации поперечного сдвига, факторы геометрической нелинейности и условия неполного контакта мезду слоями.
; Достоверность резудьтагов обусловлена тем, что в работе используются известные, и многократно иіробированнне методы ме-" хакики .твердого, телаі, вариационного' исчисления, теории решения доффореніліальннх уравнений. Из полученных ъ диссертации решений, как частные.случаи следуют,соотношения классической теории тонких пологих оболочек. Достоверность полученных результатов подтверждается исследованием сходимости к известным точным решениям, сопоставлением с теоретическими и экспериментальными данными, полученными другими авторами.
Практическая ценность'работы состоит, в возможности птзиме-нения разработанной методики для расчета многослойных пологих оболочек при проеітфовании строительных и машиностроительных конструкций. Предлагаемые методики позволяют получать более достоверную информацию о напряженно-деформированном состоянии jjhoi ^слойных оболочек и на основе этого решать вопросы экономии материалов и рационального проектирования. Использование численн -аналитически .'о метода позволило разработать .компактные ,' аффективные алгоритмы. Пакет прикладных программ, реализующий ети алгоритмы, выгодно отличапся от мсиріх програмних комплексов, ориентированных на численные метода (МКЗ.ВРМ и др.. экономичностью, гибкостью, доступностью для пользователя, что
допускает возможность их быстрой переориентации. Разработанные программы могут быть использованы в проектных организация ях, занимающихся разработкой указанных конструкций. Новые научные результаты, полученные автором:
разработана методика расчета многослойных пологих оболочек с учетом поперечных сдвигов-и геометрической нелинейности,основанная на аппроксимации искомых функций системой специальных функций; ' .
на основе расчетной модели, учитывающей дискретность строения оболочки но тояіцине, построена система разрешавших уравнений, содержащих контактные напряжения, воэнюсакщ^в на поверхностях раздела слоев;
разработана методика расчета многослойных оболочек, основанная на представлении неизвестных контактных напряжений, столбчатыми функциями с некоторыми искомыми коэффициентами;
разработана методика учета локальных расслоений при определении надр^г^нно-деформированного состояния: многослойных пологих оболочек;' .,--'.
на основе представления контактных напряжений"С помощь» дельта-функций разработана иэтодика расчета многЬйлЪйных оболочек с дкскрзтно-задоянши условиями соединение <ОД№'.~
. Апробация работы,- Оснсвше- положения и7 бтД&йінйе- резуль
таты диссертация докладывались на: -:
47,48 научно-техккческик конференциях профёссйрбёу гфёпода-вателей, научных работников и аспирантов ЛИСИ (Лёййй^а^ 1990, '1991.г,); -" . ' "
заседании секций- строительной механики и сопротивления материалов им.Н.К. Снитко Ленинградского Дона Ученых (февраль,-І&9І г.) .;".- ', .;; .'-.; ' ';.- "
конференции "Актуаль:ные'; проблема прикладной ^^^ (Саратов 1991 г.) :. . :. . / .
Публикации. По. теки Диссертации опубликовано 7 научных
статей. ' .' ;
Объем работы. Диссертация оостоит из введения', їШті' глав,
заключения и списка: литература" (151 наШейойаШШУ,-п|Шожения.
Содержание кзлонзко на.135 страницах иаіиияопнсного" тей&^а и
включает 25 рисунков и 7 таблиц. Приложения занимаю*' 20 стра- .
шщ. ' - .
- б -
Диссертация выполнена в'соответствии с научным направлением 2.7 АН СССР "Разработка общей теории и методов расчета оболочек, пластин и стержневых систем", координационным планом научно-исследовательских работ вузов в области механики на 1985 - 1990 гг. и тематический планом НИР кафедры теоретической механики ЛИСИ.