Введение к работе
Актуальность темы. Тонкостенные конструкции, состоящие из пластинок и пологих оболочек, находят широкое применение в различных областях техники. Для придания большей жесткости тонкостенная часть пластинок и оболочек подкрепляется ребрами жесткости. Кроме того, они могут содержать технологические вырезы. Конструкции могут подвергаться не только механическим, но и температурным воздействиям. Расчеты на прочность и устойчивость таких конструкций игра/да важную роль при проектировании современных машин, аппаратов и сооружений. Поведение тонкостенных конструкций ступенчато-переменной толщины, находящихся в температурном поле и допускающих, прогибы, соизмеримые с толщиной, исследован; недостаточно. При наличии температурного воздействия на конструкции! при рассмотрении несвязанной задачи термоупругости до исследования термоупругостн конструкции необходимо решить задачу теплопроводности для определения температурных полей, действующих внутри конструкции, т.к. вид уравнения теплопроводности и его решения зависят от числа ;: расположения ребер. Все это усложняет задачу исследования термоупругости таких конструкций. Поэтому исследование прочности и устойчивости тонкостенных пластинок и пологих оболочек ступенчато-переменной толщины при воздействии на них температурных нагрузок является актуальной задачей.
Цель диссертационной работы. Получить уравнение теплопроводности и термоупругости для пластинок и пологих ооолочек ступенчато-переменной толщины на основе теории оболочек ступенчато-переменной толщины, допускаащих прогиби соизмеримые с толщиной, разработанной Карповым В.В. и провести исследование напряженно-деформированного состояния (НДС) и устойчивости таких конструкций при воздействии на них различных температурных полей и различном числе ребер и вырезов.
Научная новизна.
- получены уравнения теплопроводности при линейном изменении температуры по толщине пластинки и оболочки ступенчато-переменной толщины пр-.: различных температурных краевых условиях (при заданном законе конвективного теплообмена на поверхности тела пли заданных температурах на поверхности тела)
найдены решения полученных уравнений при некоторых краевых условиях
получены уравнения термоупругости для пластинок и пологих оболочек ступенчато-переменной толщины при конечных прогибах в перемещениях, в смешанной форме и с учетом поперечного сдвига в перемещениях
получены уравнения термоупругости при "размазыванииижесткоот-ных характеристик ребер в перемещениях и в смешанной форме
разработан алгоритм решения полученных уравнений и программы для ЭВМ расчета НДС и устойчивости пластинок и оболочек ступенчато-переменной толщины
проведено исследование НдС и устойчивости пластинок и оболочек ступенчато-переменной толщины при различном числе подкрепляющих оболочку ребер и вырезов, а также при различных температурных полях. .
Достоверность результатов подтверждается применением научно-обоснованного аппарата при выводе уравнений теплопроводности и термоупругости пластинок и оболочек ступенчато-переменной толщины, а также использованием для решения полученных уравнений детально, изученных методов. Сравнение с результатами решения упрощенных вариантов задач, полученных другими авторами, также говорит о достоверности полученных результатов.
Практическая ценность работы. Разработанные методики исследования термоупругости пластинок и оболочек ступенчато-переменной тощины позволяют получить наиболее достоверную и полную информации о НДС рассматриваемых киг.сі^укция. А на основе этого решать вопросы рационального проектирования конструкций. Разработанные алгоритмы и программы для ЭВМ могут найти применение в научно-исследовательских и проектных организациях при расчетах на прочность и устойчивость деталей,чашин, аппаратов, конструкций и сооружений.
Апробация работу Основные положения и отдельные результаты диссертации докладывались на ul научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (Санкт-петербург, февраль 1994 гУ на семинаре секции строительной механики и сопротивления материалов Санкт-Петербургского
Дома Ученых РАН (сентябрь 19Э4г.). В окончательном виде работа докладывалась в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете на семинаре под руководством заслуженного деятеля науки и техники Р д.т.н.,про5.Ильина В.П. (Санкт-Петербург, октябрь 1994г.), & Санкт-Петербургском университете путей сообщения, на семинаре под руководством д.т.н.,про$.Васильева В.З. (Санкт-Петербург, февраль 199аг.), в Волгоградском инженерно-строительной институте на семинаре под руководством заслуженного деятеля науки и техники РФ д.т.н.,про$. Игнатьева В.А. (Волгоград, апрель 19Э5г.)
Публикации. По теме диссертации опубликованно 4 научных статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, приложения. Общий объем работы \3k страницу в том числе 8{ страниц!машинописного текста, {8 рисунков, 3 таблицы, списка литературы из \2\ наименования на {8 страницах, приложение на 7? страницах.