Проведено дослідження зв'язної системи рівнянь термопружна пластина + газ, що описує поведінку термопружної пластини фон Кармана та збуреного потоку газу, та її редукції до системи рівнянь із запізненням, що описує поведінку лише пластини. Доведено коректну розв'язність повної системи пластина + газ для будь-якої швидкості потоку газу за умов урахування інерції обертання елементів пластини та для дозвукової швидкості потоку газу у випадку нехтування інерцією обертання. Встановлено, що у випадку дозвукової швидкості потоку газу будь-який розв'язок системи прямує до множини її нерухомих точок. Зроблено зведення повної задачі до системи рівнянь із запізненням і доведено коректну розв'язність одержаної системи. Визначено умови на параметри задачі, за яких відповідна динамічна система має компактний глобальний атрактор скінченної фрактальної розмірності.

  Скачати повний текст

Досліджено систему термопружності Міндліна - Тимошенка з різними законами розповсюдження тепла. Доведено, що системи з класичним законом та пам'яттю мають компактні глобальні атрактори скінченної фрактальної вимірності. Доведено, що сім'я атракторів задачі Міндліна - Тимошенка з класичним законом розповсюдження тепла є напівнеперервною зверху на нескінченності та за додаткових умов у нулі. Для задачі з пам'яттю та другим звуком доведено верхню напівнеперервність атрактора за параметром релаксації. Розглянуто абстрактну задачу для пов'язаних нелінійних параболіко-гіперболічних диференціальних рівнянь з частинними похідними, яка описує, зокрема, задачі Міндліна - Тимошенка. Доведено існування експоненціально притягуючого інваріантного багатовиду динамічної системи, породженої цією задачею.

  Скачати повний текст

Розроблено методику розрахунку контактних напружень у товстій плиті, які виникають під системою гладких штампів з наперед невідомими областями взаємодії, та її застосування для дослідження контактної міцності роликових підшипників. Досліджено контактні задачі на базі моделювання основи півпростором у випадку, коли область контакту мала в порівнянні з розмірами тіла, або шаром, що лежить на жорсткому півпросторі або системі дискретних опор в загальному випадку. Побудовано методику розв'язування контактних задач для великої кількості штампів. Проведено дослідження процесу відставання плоских штампів від основи, що виникає за дії додаткового навантаження, яке прикладене поза штампами. Запропоновано підхід щодо зменшення максимальних контактних напружень під роликами різної форми за рахунок закруглення кінців ролика. Записано та розв'язано інтегральне рівняння для визначення контактних напружень у товстій плиті, що лежить на системі точкових опор і навантажена штампом.

  Скачати повний текст

Досліджено взаємодії тріщин з урахуванням їх закриття у пластинах, що згинаються. Проведено моделювання контакту берегів тріщин на підставі гіпотези Кірхгофа у межах двомірних теорій узагальненого плоского напруженого стану і технічної теорії згину. За геометрично лінійного підходу враховано антисиметричні моди розкриття дефектів. Сформульовано нові задачі про згин безмежної пластини з системою прямолінійних довільно розташованих тріщин з урахуванням взаємодії їх берегів. Одержано системи сингулярних інтегральних рівнянь щодо невідомих функцій стрибків переміщень і кутів повороту нормалі на лініях розрізів. За допомогою методів малого параметра та механічних квадратур знайдено та проаналізовано розв'язки задач про взаємодію двох взаємно перпендикулярних і паралельних зміщених тріщин, а також тріщин і щілин у пластинах, що згинаються. На підставі знайдених розв'язків побудовано залежності коефіцієнтів інтенсивності зусиль і моментів у вершинах тріщин, контактного зусилля та функцій стрибків переміщень і кутів повороту нормалі вздовж розрізів від параметра взаємного розташування дефектів. Для випадку мішаних крайових умов на розрізах розроблено ітераційний алгоритм розв'язання сформульованих задач. З'ясовано, що під час контакту берегів тріщин (закриття) у їх взаємодії частіше проявляються закономірності плоского напруженого стану, ніж згину.

  Скачати повний текст

Запропоновано алгоритми дослідження пружної рівноваги обмежених і нескіченних анізотропних пластинок, послаблених системами отворів та криволінійних тріщин. Алгоритми створено на підставі сумісного застосування методів інтегральних рівнянь, теорії функцій комплексної змінної (ТФКЗ) і розв'язків типу Гріна. Розв'язування інтегральних рівнянь проведено за допомогою методу механічних квадратур. Розроблені алгоритми можуть бути використані безпосередньо для дослідження пружної рівноваги багатозв'язних пластинок з тріщинами, які мають форму з'єднаних півплощин; площин з еліптичним отвором та прямолінійною тріщиною. З використанням побудованого алгоритму створено методику розрахунку статичних криволінійних траєкторій поширення тріщин та запропоновано підхід до знаходження отворів оптимальної форми, біля яких концентрація напружень є мінімальною. Досліджено вплив анізотропії на розподіл напружень біля тріщин в обмежених, нескінченних, кусково-однорідних пластинках. За результатами виконаних рохрахунків та їх аналізу зроблено висновки, які можуть бути використані під час проектування, виготовлення та експлуатації композитних елементів конструкцій.

  Скачати повний текст

На підставі використання перетворення Лапласа, уточненої формули А.П.Пруднікова для його обернення, методу межових інтегральних рівнянь розроблено методику розрахунку нестаціонарних температурних полів та зумовлених ними напружень у пластинках з отворами та тріщинами та встановлено її ефективність для визначення нестаціонарних тривимірних температур у тілах і динамічних напружень біля криволінійних тріщин у разі поздовжнього зсуву. Показано можливості використання нової методики розв'язання крайових задач нестаціонарної теплопровідності для дослідження багатозв'язкових пластинок з тепловіддачею. Запропоновано новий спосіб розрахунку нестаціонарних температурних полів у пластинках з криволінійними тріщинами. Визначено та досліджено квазістатичні напруження у пластинках з отворами та криволінійними тріщинами, що виникають за нестаціонарних нагрівів. Проілюстровано ефективність уточненої формули обернення Лапласа для дослідження динамічних задач теорії пружності. З цією метою розроблено методику визначення напружено-деформованого стану у тілах з криволінійними тріщинами у разі їх поздовжнього зсуву швидкозмінними або ударними навантаженнями, яка грунтується на перетворенні Лапласа та методі межових інтегральних рівнянь для розв'язання рівнянь Гельмгольца. Встановлено ефективність запропонованої методики для визначення нестаціонарних тривимірних температурних полів в обмежних або нескінченних тілах з порожнинами.

  Скачати повний текст

Одержано систему рівнянь термопружного згину ортотропних пластин з урахуванням гіпотез ітераційної теорії. Побудовано фундаментальний розв'язок рівнянь терморужного згину даних пластин за цією теорією. Наведено вирази для згинальних і крутого моментів. Досліджено вплив теплофізичних параметрів і ортотропії матеріалу на термопружний стан ортотропних пластин, які описуються ітераційною теорією за зосереджених і локальних температурних впливів. Оцінено поправку, внесену ітераційною теорією, у порівнянні з класичною теорією цих пластин.

  Скачати повний текст

Створено методику розв'язання обернених задач механіки деформівного твердого тіла для круглих і прямокутних плит на пружній інтеграційній основі та пружного напівпростору. Розв'язано нові задачі ідентифікації зовнішнього навантаження, що діє на елементи конструкцій, серед яких - задача керування прогином у декількох точках на прямокутній плиті на пружній інерційній основі, а також ідентифікація просторово часового розподілу невідомого навантаження, що діє на круглу плиту. Розглянуто різні види навантаження об'єктів, що досліджуються. Значну увагу приділено питанням розв'язання задач побудови методик з керування нестаціонарними переміщеннями. Вірогідність даних дослідження, підтверджено результатами оцінювання правильності розроблених аналітичних методик на підставі порівняння з даними, одержаними з використанням числових методик. Значну увагу приділено аналізу математичної стійкості розрахункових процедур і числовій збіжності функціональних рядів, що входять до розв'язку прямих і обернених задач.

  Скачати повний текст

Задачі зведено до систем одновимірних сингулярних інтегральних рівнянь типу Фредгольма, а останні - до систем лінійних алгебричних рівнянь. Наведено розв'язок нових практично важливих задач для товстої пластини з порожниною та скінченного циліндра з поперечним перерізом у формі круга, еліпса та квадрата. Проведено числові дослідження концентрації напружень, за результатами яких виявлено нові закономірності впливу форм поверхонь порожнин товстих пластин і скінченних циліндрів, товщини пластин (довжини циліндрів), коефіцієнта Пуассона їх матеріалів та частоти збудження. Зроблено висновок, що для порожнини з еліптичним перерізом концентрація напружень поблизу кінців більшої півосі значно вища, ніж для порожнини з круговим поперечним перерізом, біля кутової точки порожнини з квадратним поперечним перерізом вона не вища. У випадку скінченного циліндра форма його поверхні суттєво впливає на спектр резонансних частот.характеристики зростають.

  Скачати повний текст

Розроблено моделі та методи дослідження активного демпфірування згинних коливань тонких пластин з пасивних металічних композитних і полімерних матеріалів з використанням розподілених п'єзоелектричних сенсорів й актуаторів. На базі лінійної теорії в'язкопружності, гіпотез Кірхгофа - Лява й адекватних їм гіпотез стосовно електричних польових величин і температури розроблено моделі ізотермічних і неізотермічних згинних коливань тонких в'язкопружних пасивних (без п'єзоефекту) пластин з розподіленими п'єзоелектричними сенсорами й актуаторами. Запропоновано постановку задачі про активне демпфірування вимушених згинних коливань тонких пластин за наявності цих включень з урахуванням дисипації та температури дисипативного розігріву. Розроблено числово-аналітичні методи розв'язування відповідних лінійних і нелінійних крайових задач. З використанням даних методів і моделей розв'язано задачі про активне демпфування ізотермічних і неізотермічних гинних коливань прямокутних пластин з жорстким і шарнірним закріпленням торців і суцільної круглої пластини з жорстким закріпленням торця за допомогою п'єзоелектричних сенсорів і актуаторів. Досліджено вплив дисипації й обумовленої нею температури дисипативного розігріву на демпфування стаціонарних коливань круглих і прямокутних пластин з застосуванням розподілених сенсорів і акуаторів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено числово-аналітичний метод дослідження нелінійних коливань ортотропних елементів тонкостінних конструкцій, які моделюються ортотропними пластинами складної форми та на які діють періодичні навантаження. Даний метод базується на теорії R-функцій, варіаційних методах та методі Рунге-Кутта. Запропоновано метод зведення системи рівнянь руху до задачі Коші для дослідження динамічної поведінки геометрично нелінійних ортотропних пластин довільної форми та різних видів крайових умов за одномодової та двомодової апроксимації невідомих функцій. Цей метод застосовано для двох способів постановки задачі: на базі використання рівнянь руху у мішаній формі та на базі рівнянь руху у переміщеннях. Одержано формули, які визначають коефіцієнт звичайних диференціальних рівнянь для задачі Коші. За допомогою запропонованого методу розв'язано нові задачі про нелінійні вільні та вимушені коливання елементів тонкостінних конструкцій різної геометричної форми, зокрема робочої лопатки компресора авіадвигуна. Розроблено метод дослідження стійкості нелінійних форм коливань, який базується на методі R-функцій, методі Бубнова - Гальоркіна, "обмеженому критерії стійкості за Ляпуновим" та методі Рунге - Кутта.

  Скачати повний текст

Вперше введено комплексні потенціали плоскої задачі термоелектромагнітопружності, знайдено вирази основних характеристик термоелектромагнітопружного стану. Одержано граничні умови для визначення комплексних потенціалів, загальний вигляд цих функцій для пластинки та півплощини з отворами та тріщинами. Показано ефективність використання комплексних потенціалів під час розв'язання задач і достовірність одержуваних результатів. Поширено на задачі термоелектромагнітопружності числово-аналітичний метод розв'язання задач теорії пружності анізотропного тіла для пластин з отворами та тріщинами, що базується на використанні конформних відображень, розвиненні функцій у ряди Лорана та за поліномами Фабера, вживанні методу найменших квадратів. Поширено методики розв'язання задач теорії пружності для багатозв'язної півплощини, що використовують методи інтегралів типу Коші та найменших квадратів. Розроблено підходи до розв'язання задач термоелектромагнітопружності для півплощини з отворами та тріщинами з точним задоволенням граничним умовам на прямолінійній границі та наближеним на контурах отворів і тріщин або наближеним задоволенням цим умовам на всіх границях з метою розв'язання задач для випадку, коли концентратори напружень перетинають прямолінійну границю.

  Скачати повний текст

Розвинуто методику зведення задач згину в'язкопружних багатозв'язних однорідних і кусково-однорідних плит до послідовності задач класичної теорії згину тонких плит. Встановлено, що на розв'язання задач згину в'язкопружних плит з отворами та включеннями поширений числово-аналітичний метод розв'язання плоскої задачі в'язкопружності, заснований на використанні конформних відображень, розкладанні функцій в ряди Лорана та за поліномами Фабера, застосуванні дискретного методу найменших квадратів для визначення коефіцієнтів членів рядів, визначенні в'язкопружного стану за комплексними потенціалами наближень. Розв'язано низку нових задач згину в'язкопружних плит з отворами та включеннями різної конфігурації. Проведено числові дослідження з встановленням закономірностей впливу на значення основних характеристик напружено-деформівного стану часу, геометричних характеристик середовищ, фізико-механічних властивостей матеріалів.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику розв'язання задач в'язко- та термов'язкопружності для багатозв'язних кусково-однорідних платівок, який передбачає зведення досліджених задач до послідовності аналогічних задач теорії пружності та термопружності, які розв'язуються з використанням комплексних потенціалів. За допомогою конформних відображень, розкладань функцій в ряди Тейлора та за поліномами Фабера та дискретного методу найменших квадратів задачі зведено до розв'язань рекурентної послідовності систем лінійних алгебричних рівнянь для визначення невідомих коефіцієнтів рядів. Розглянуто випадки жорстких і пружних включень. Розв'язано нові задачі в'язко- та термопружності для платівок з одним, двома та скінченною кількістю включень, з періодичною та двоякоперіодичною системою включень за дії механічних сил і температурних полів. Для платівки з одним жорстким еліптичним або круговим пружним включенням за методами інтегралів типу Коші та рядів одержано точні розв'язки задач. Для кожної з розглянутих задач проведено детальні числові дослідження напружено-деформованого стану (НДС) залежно від часу, геометричних характеристик середовища та пружних властивостей матеріалів. Установлено нові механічні закономірності впливу часу, способу зовнішньої дії, фізико-механічних параметрів матеріалів платівок і включень, їх геометричних характеристик, кількості, взаємного розташування одного відносно другого на значення основних характеристик НДС. Установлено, що крім відомих у класичній теорії пружності закономірностей впливу на НДС відстані між включеннями, їх кількості та геометричних характеристик, мають місце закономірності, зумовлені в'язко-пружними властивостями матеріалу. З часом НДС в'язкопружних тіл суттєво змінюється, тому під час проведення дослідження НДС таких тіл не можна обмежитися рішенням задачі класичної теорії пружності та термопружності з нехтуванням реологічних властивостей матеріалів, а необхідно розв'язувати задачу в'язко- та термов'язкопружності. Встановлено, що на зміни значень напружень у часі суттєво впливають відстань між включеннями, їх кількість, спосіб їх підкріплення. Зближення включень одного з другим і збільшення їх кількості посилює вплив часу на НДС платівки. Збільшення жорсткості певного включення посилює вплив часу на НДС біля сусідніх.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання динаміки шаруватих пластин у лінійній та геометрично нелінійній постановках з урахуванням демпфування. Розроблено модель динамічного напружено-деформованого стану шаруватих пластин, податливих на зсув та стиснення. Обгрунтовано можливості застосування запропонованого варіанта уточненої теорії, що враховує податливість на зсув та стиснення, до дослідження динамічного напружено-деформованого стану композитних пластин. Отримано розв'язки задач про визначення динамічного напружено-деформованого стану прямокутних композитних пластин та проаналізовано вплив фізико-механічних параметрів на поведінку та рівень розрахункових напружень в жорстко-защемленій пластині за дії ударного навантаження. Наведено амплітудно-частотні характеристики для трансверсально-ортотропних пластин у випадку нелінійних коливань.

  Скачати повний текст

Вивчено напружений стан трансверсально-ізотропних і шаруватих пластин з прямолінійними наскрізними тріщинами, які перебувають під дією згинального навантаження. З використанням визначальних співвідношень теорії пластин шостого порядку та методів теорії функцій комплексної змінної задачу згину пластини з системою довільно орієнтованих тріщин зведено до розв'язування системи сингулярних інтегральних рівнянь. Побудовано графічні залежності зведених коефіцієнтів інтенсивності згинальних моментів, крутних моментів і поперечних сил для різних типів навантаження та за різних геометричних і механічних параметрів задачі. Виявлено закономірності впливу товщин і фізико-механічних характеристик шарів на напружений стан тришарової пластини з тріщинами. У задачах згину трансверсально-ізотропної пластини з однією тріщиною, періодичною системою співвісних тріщин і періодичною системою паралельних незміщених тріщин враховано контакт між берегами тріщин, який відбувається за лінією, що лежить на одній з основ пластини. Проведено порівняльний аналіз цих задач з випадком відсутності взаємодії між берегами тріщин, а також досліджено розподіл контактного тиску вздовж тріщини.

  Скачати повний текст

Одержано основні співвідношення задачі теплопровідності для тіл з загальною анізотропією теплових властивостей. Досліджено зв'язки між коефіцієнтами теплопровідності. Установлено інваріантність різних комбінацій цих коефіцієнтів. Одержано співвідношення для коефіцієнтів теплопровідності й термопружності для різних випадків теплової та пружної симетрії. Введено та досліджено комплексні потенціали плоскої задачі стаціонарної теплопровідності та термопружності для анізотропних пластинок з отворами та тріщинами. Досліджено комплексні потенціали плоскої задачі стаціонарної теплопровідності та термопружності для анізотропних пластинок з отворами та тріщинами, досліджено їх логарифмічні особливості, у похідних комплексних потенціалів виділено особливості у кінцях прямолінійних розрізів. Одержано вирази основних характеристик термопружного стану та коефіцієнтів інтенсивності напружень (КІН), а також межові умови для визначення комплексних потенціалів за різних видів теплових навантажень. Розроблено числово-аналітичний метод визначення комплексних потенціалів задач теплопровідності й термопружності для анізотропних пластинок з отворами та тріщинами, що використовує конформні відображення, метод рядів і найменших квадратів. Розв'язано задачі теплопровідності й термопружності для анізотропних пластинок з отворами та тріщинами за дії різних теплових факторів. Установлено нові термомеханічні закономірності впливу теплофізичних сталих матеріалу пластинки, геометричних характеристик отворів і тріщин, їх кількості, сполучення та взаємного розташування на значення температури, напружень, внутрішньої енергії та КІН.

  Скачати повний текст

Удосконалено методику розв'язання задач згину пластин з коловою межею та системою прямолінійних тріщин, береги яких гладко контактують. Впереше розв'язано задачі про згин нескінченної пластини з круговим отвором та абсолютно жорсткою круговою шайбою та системою тріщин, з урахуванням контакту їх берегів. Досліджено взаємодію кругового отвору (жорсткої шайби) з системою прямолінійних тріщин і вплив контакту берегів тріщин на межове навантаження, яке може бути застосоване до пластин. Встановлено навантаження, за якого можливе відставання берегів тріщин.

  Скачати повний текст

Досліджено напружено-деформований стан на контурі криволінійного отвору, частково підсилений несиметричним ребром (системою ребер) змінної жорскості у нескінченній пластинці або складеній пластинчастій конструкції за умов дії на неї силового та моментного розподіленого навантаження на нескінченності, а також зосерджених сил і моментів у торці ребер. З використанням інтегральних залежностей між компонентами тензора напружень і деформацій та уточненого варіанту диференціальних межових умов побудовано системи інтегрально-диференціальних рівнянь з ядрами Гільберта для визначення силових і моментних контактних напружень у зоні підсилення. Методом механічних квадратур та колокації досліджено вплив на напружений стан пластинки несиметричності підсилювальних ребер та їх фізико-геометричних параметрів, анізотропії матеріалу, форми отвору та зовнішнього навантаження, жорсткості диска. Розроблено інженерну методику розв'язання узагальнених контактних задач для складених пластинок (ізотропних пластин з круговими отворами та круглих дисків, несиметрично сполучених між собою тонкими розімкненими пружними елементами або суцільними кільцями), з використанням якої розраховано шліцьові з'єднання у передачах обертального руху та пластинок з видавками.

  Скачати повний текст