Введение к работе
Актуальность проблемы В настоящее время происходит развитие и рост объемов в строительной отрасли Достижению этой цели способствует широкое внедрение в производство различных оболочечных конструкций, которые позволяют в полной мере использовать прочностные свойства применяемого материала, оставаясь в то же время легкими и устойчивыми Поэтому задача совершенствования расчетов сочлененных оболочек вращения является актуальной и представляет большой практический интерес, так как определение их напряженно-деформированного состояния является достаточно сложным и трудоемким процессом
Целью работы является разработка алгоритмов расчета осесимметрично и произвольно нагруженных сочлененных оболочек вращения при использовании в качестве элементов дискретизации высокоточных одномерных и четырехугольных конечных элементов с векторной интерполяцией полей перемещений, разработка программных модулей, учитывающих пластическую стадию работы применяемого материала на основе теории пластического течения с использованием хордового модуля диаграммы деформирования
Научная новизна работы заключается в следующем
разработан алгоритм расчета осесимметрично нагруженных сочлененных оболочек вращения при использовании высокоточного одномерного конечного элемента, столбец узловых варьируемых параметров которого включает в себя компоненты вектора перемещения, их первые, вторые и третьи производные по дуге меридиана оболочки,
- реализован способ векторной интерполяции перемещений для сочлененных оболочек при использовании в качестве элемента дискретизации осесимметричного конечного элемента 16x16 и четырехугольного конечного элемента с размером матрицы жесткости 72x72,
- для расчета произвольно нагруженных оболочек вращения на основе
четырехугольного конечного элемента с размером матрицы жесткости 72x72
получены корректные кинематические и статические условия сочленения в узле
соединения оболочек,
разработаны алгоритмы формирования матриц жесткости осесимметричных и четырехугольных конечных элементов для расчета сочлененных оболочек при упруго-пластическом состоянии материала на основе теории пластического течения,
- при расчете сочлененных оболочек вращения за пределом упругости
предложен новый алгоритм, основанный на использовании хордового модуля
диаграммы деформирования в соотношениях теории пластического течения
Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается математически корректной постановкой всех задач, а также подтверждается сравнением результатов решения примеров, полученных с помощью разработанных алгоритмов, с результатами, полученными по общепринятым методикам, основанным на использовании аналитических формул Во всех случаях выполнялись численные исследования сходимости вычислительного процесса при различном количестве дискретных элементов рассчитываемой конструкции и различном количестве шагов нагружения
Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что разработаны алгоритмы упруго-пластического расчета конструкций, состоящих из сочлененных оболочек, с применением конечных элементов, матрицы жесткости которых предлагалось формировать на основе векторной интерполяции перемещений Алгоритмы, реализующие теоретические результаты диссертационной работы, включены в пакет прикладных программ для персональных компьютеров по расчету на прочность аппаратов нефтехимии с учетом упруго-пластического состояния используемого материала, внедренный в Волгоградском представительстве инженерно-технологического предприятия ОАО «Оргэнергонефть» Использование указанных алгоритмов позволяет выполнять уточненный расчет прочности
5 аппаратов нефтехимического производства, что обеспечивает их надежную работу
Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции, посвященной 40-летию эколого-мелиоративного факультета «Современные оросительные мелиорации - состояние и перспективы» (Волгоград, 2004), международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Победы «Актуальные проблемы развития АПК» (Волгоград, февраль 2005), научно-практической конференции «Современные проблемы развития АПК» (Волгоград, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Инженерные системы-2008» (Москва, апрель 2008) Полностью работа докладывалась на методологическом семинаре эколого-мелиоративного факультета Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (Волгоград, март 2008)
Публикации. По теме диссертации опубликовано семь работ, из них три - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК
Структура її объем работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, изложена на 190 страницах текста, содержит 20 рисунков и 9 таблиц Список используемой литературы включает 195 наименований
