Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение доли композитных материалов в современных конструкциях вызывает необходимость разработки новых аффективных методов расчета на прочность и устойчивость композитных пластин и оболочек, в силу существенной анизотропии резко отличающихся от тонкостенных конструктивных элементов, выполненных из традиционных материалов.
В работах , посвященных направлениям и перспективам развития механики деформируемого тела, отечественными и зарубежными учёными неоднократно отмечалась и отмечается потребность в разработке методов расчета анизотропных тонкостенных конструкций на основе трехмерной теории, позволяющих, наряду с экспериментом, получать наиболее полное представление о влиянии физико-механических характеристик и геометрических параметров на процесс деформирования, а также с целью выяснения возможностей и границ применения прикладных теорий для описания поведения элементов конструкций с необходимой точностью.
Болотин В.В., Гольденблат И.И., Смирнов А.Ф. Строительная механика. Современное состояние и перспективы развития. Изд-е 2-е перераб.и доп.- М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1972.-192 с.
Бушнелл Д. Потеря устойчивости и выпучивание оболочек - ловушка для проектировщиков. - Ракетная техника и космонавтика, 1981, т.19, Я 10, с.93-15ч.
Гузь А.Н. О современных направлениях механики твердого деформируемого тела. - Прикладная механика, 1985, г.21, * 9, с.З-П.
' Амбарцумян С.А. Теория анизотропных пластин. Изд-е 2-е перераб.и доп.- М.: Наука, 1987.- 360 с.
Образцов И.Ф. Проблема проектирования тонкостенных конструкций из композитных материалов. - Расчеты на прочность, сб.научных статей, в.ЗО, 1989, с.3-6.
- ц -
Наиболее строго расчет неоднородных пластин и оболочек может быть проведен на основе трехмерной теории упругости и пластичности, поэтому совершенствование, разработка и реализация новых численных алгоритмов решения этой проблемы актуальна и имеет важное практическое значение, позволяя решать сложные задачи механики деформируемых тел на базе современных ЭВМ.
Целью настоящей работы является построение и реализация новых алгоритмов, позволяющих на базе современной вычислительной техники, решать задачи прочности, устойчивости и закритического поведения в окрестности критического состояния равновесия оболочек и пластин, а также проводить совместный расчет оболочек, взаимодействующих с твердыми деформируемыми телами, с единых позиций трехмерной анизотропной теории упругости (без допущений, свойственных теориям оболочек различных приближений).
Научная новизна представленных результатов заключается в построении и реализации алгоритмов, позволяющих на базе современной вычислительной техники решать актуальные задачи, связанные с расчетами НДС, устойчивости и исследованием закритического поведения тонкостенных элементов конструкций с единых позиций трехмерной теории механики деформируемых тел. 3 возможности проводить совместное решение этих задач на случай взаимодействия тонкостенных элементов с твердыми телами, имеющими соизмеримую протяженность во всех направлениях, на основе единого алгоритма путем построения дискретных аналогов соответствующих функционалов теории упругости ортотропных тел и, тем самым, в расширении рамок применимости вариационных подходов и методов с учетом возможностей современных ЭВМ.
Научная к практическая ценность заключается в том, что на основании единого подхода в трехмерной постановке разработаны новые численные алгоритмы и отработаны методики решения задач прочности, устойчивости и поведения в области критического равновесия ортотропных оболочек, в том числе с учетом их взаимодействия с упругими деформируемыми телами.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается применением соответствующих вычислительных средств, математических методови сравнением полученных результатов с известными численными и аналитическими решениями других авторов.
Апробация работы. Основные результаты работы регулярно апробировались на совместных семинарах кафедры механики деформируемого твердого тела Томского государственного университета и лаборатории тонкостенных конструкций НИИ прикладной математики и механики при Томском государственном университете.
1 Апробированы на Всесоюзной конференции по теории пластин и оболочек, г.Таллинн, 1983 г.; Всесоюзной конференции по композитным материалам, г.Пермь, 1985 г.; Всесоюзной конференции по применению численных методов в механике сплошных сред, Г.Калинин, 1991 г.
В целом работа докладывалась на научном семинаре кафедры математического моделирования физико-механических систем Тверского госуниверситега, г.Тверь, 1991 г.; на научном семинаре в НИИ прикладной математики и механики при ТГУ, г.Томск, 1991 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 7 научных работ в центральной печати и 8 специальных научных работ.
Объём работы, диссертация состоит из введения (t. 4--7), трёх глав (е.&-//3), заключения (с/УУ-//^), списка литературы (с//-/,2/), включающего ^5 наименований, приложения (с/-Л -/-). содержит 5""?"рисунков, 2 таблиц.
Результаты исследования внедрены в производство. Пять актов о внедрении прилагаются.
