Індекс рубрикатора НБУВ: В251.64

Рубрики:

Елементи конструкцій < Оболонки >

Шифр НБУВ: Ж29095 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено динамічний аналіз шаруватих балок. Зовнішні шари змодельовано за допомогою моделі Тимошенка, а внутрішній шар має характеристики в'язкопружної однонаправленої вінклеровської підстави. Вільні коливання описано однорідною системою зв'язаних диференціальних рівнянь в часткових похідних. Після відокремлення змінних у системі диференціальних рівнянь розв'язано граничну задачу і отримано чотири складних послідовності, зокрема, частотну та послідовність мод вільних коливань. Показано властивість ортогональності складних мод вільних коливань. Задачу вільних коливань розв'язано для довільно припустимих початкових умов. Виконано розрахунки для різноманітних шаруватих балок з різними параметрами.

Застосовано метод функції впливу до розв'язання крайової задачі згинних коливань вертикальної консолі стрижня з осьовим навантаженням. Для ілюстрації можливостей запропонованого методу проаналізовано приклад консолі, навантаженої на вільному кінці зосередженими силами (консервативною та слідкуючою), а також навантаженням, розподіленим уздовж осі балки (власною вагою). Отримано загальний вигляд характеристичного рівняння, який не залежить від форми консолі й виду навантаження. Форму консолі та вид осьового навантаження враховано відповідним виглядом функції впливу Коші. Для прикладу розглянуто детально консоль у формі конуса, навантажену вказаними зосередженими силами, а також пружно закріплений консольний стрижень під дією власної ваги. Отримане характеристичне рівняння дозволяє обчислити власні частоти, а також критичні значення Ейлера. Показано значний збіг результатів обчислень власних частот і критичних сил з точними значеннями, враховуючи декілька перших членів характеристичного ряду. Підтверджено високу точність запропонованих методів.

Розглядаються результати досліджень, які проведені за останні шість років і відносяться до механіки композитів та елементів конструкцій з них у випадку матеріалів з викривленими структурами. Дослідження виконані в рамках моделі кусково-однорідного середовища та континуальної теорії, запропонованої раніше С.А.Акбаровим та О.М.Гузем, із застосуванням тривимірної постановки.

Отримано узагальнені рівняння Ейлера для системи прискорення. Знайдені рівняння вміщують всі інерційні сили і їх моменти в загальному вигляді. Показано, що для випадку сепарабельних загальних ейлеровських рівнянь вони можуть розглядатися з використанням торсорної теорії.

На основі трьох систем координат (одна інерціальна і дві неінерціальні) виведено загальні рівняння руху голономної механічної системи зі ступенями вільності з використанням апарату рівнянь Лагранжа II роду. Запропонований метод дозволяє визначити коріолісові і гіроскопічні сили, а також встановити відмінність між ними.

При вивченні напружень, що виникають в матриці внаслідок мікровипучування волокон при стиску однонаправлених композитів, показано, що критерій руйнування волокон, який базується на локальних напруженнях розтягу, що діють на їх випуклому боці, не відповідає дійсності - цей критерій дає деформації зсуву в оточуючій волокно матриці, що значно перевищують експериментальні значення. Продемонстровано, що насправді волокна схильні руйнуватися на їх увігнутому боці при локальному стиску. Наведений критерій добре узгоджується з експериментальними даними. Крім того, дослідження підтверджує, що півхвиля моди мікровипучування дорівнює ширині кінк-моди для даного композиту з вуглецевими волокнами в епоксидній матриці.

Викладено нове узагальнення матрично-значних допоміжних функцій. Матрично-значна функція є структурою, з елементів якої будуються як скалярна, так і векторна функції Ляпунова, що застосовуються при аналізі стійкості нелінійних систем. Концентрація матрично-значних функцій, що викладена у статті додає гнучкості прямому методу Ляпунова в нелінійній динаміці систем.

Запропоновано застосування методів функції впливу і часткової дискретизації до розв'язання крайової задачі про згинні коливання неоднорідної консолі, що несе зосереджену масу. Для ілюстрації переваг вказаних методів детально розглянуто випадки повного і зрізаного кругових конусів, лінійного клину і піраміди, виготовлених із двох різних конструкційних матеріалів. Побудовано загальне характеристичне рівняння, яке дозволяє враховувати неоднорідні властивості матеріалів і геометрію поперечного перетину консолі. Отримано аналітичні вирази для трьох перших членів характеристичного ряду в замкнутому вигляді із застосуванням функції впливу Коші. Подано результати розрахунку двох перших частот власних коливань консолі, виготовленої із двох матеріалів в декількох геометричних варіантах. Показано добру збіжність чисельних і аналітичних розрахунків, що отримано відповідно методом часткової дискретизації і методом функції впливу. Дані результати добре узгоджуються з відомими із літератури теоретичними розрахунками, а також із результатами експерименту, що проведено авторами для випадку однорідної консолі.

Досліджується розподіл напружень в товстій пластині, що виготовлена із багатошарового композитного матеріалу в припущенні, що протилежні сторони вільно оперті або закріплені нерухомо. Для розв'язку задачі використовується напіваналітичний метод скінченних елементів. Накопичення локально-структурних пошкоджень в армуючих шарах пов'язується з їх викривленням.

Розглянуто задачу визначення нелінійних дисипативних і жорсткісних характеристик деяких коливальних систем, що зустрічаються під час розгляду задач сейсмодинаміки конструкцій. На базі наближених аналітичних розв'язків задач про вимушені коливання квазілінійних коливальних систем отримано системи інтегральних рівнянь Вольтерра та роду (рівняння типу Абеля). Такі рівняння пов'язують нелінійні характеристики жорсткості й дисипації з характеристиками руху, які можна отримати експериментально. Розв'язки отриманих інтегральних рівнянь подано у вигляді квадратурних формул типу інтегралів Стілт'єса.

Сформульовано задачу про взаємодію сферичного тіла, що коливається за заданим законом із жорсткою циліндричною поверхнею, яку заповнено ідеальною стисливою рідиною. Геометричний центр сфери знаходиться на осі циліндра. Розв'язання грунтується на можливості зображення частинного розв'язку рівняння Гельмгольца, яке записане у циліндричних координатах за допомогою частинних розв'язків у сферичних координатах, та навпаки. У результаті задовільнення граничних умов на поверхнях сфери та циліндра отримано нескінченну систему лінійних алгебричних рівнянь для знаходження коефіцієнтів розкладу потенціалу швидкостей рідини в ряд Фур'є за поліномами Лежандра. Обгрунтовано застосування методу редукції до розв'язання отриманої нескінченної системи. Визначено гідродинамічні характеристики рідини, що заповнює циліндричний об'єм та приведено порівняння з випадком коливань сфери в безмежній рідині.

В рамках лінійної теорії досліджуються задачі статики для тонких ізотропних гладких і дискретно підкріплених циліндричних оболонок з локальними навантаженнями і складними граничними умовами. Напружено-деформований стан обшивки визначається по технічній теорії оболонок, а ребер - по теорії стержнів Кірхгофа-Клебша. Підкріплюючі елементи розташовані ексцентрично, мають однакову або різну жорсткість, в тому числі і змінну по довжині. Розміщення їх регулярне і нерегулярне. Розглядаються також оболонки мінімальної ваги. Задачі розв'язуються методом скінченних різниць. Достовірність розрахунків - згущення сітки і експериментальні дані. Дослідження проводяться з метою виявлення якісних і кількісних характеристик розподілу напружень і деформацій, а також в спробі знаходження закономірностей в цьому розподілі, які дозволяють без розрахунку по заданим параметрам прогнозувати рішення для інших оболонок.

Запропоновано модель і розрахункову схему для аналізу згасання крайових ефектів Сен-Венана у матеріалах шаруватої структури. Розглянуто питання про згасання крайового ефекту в композитному матеріалі нерегулярної структури, якому відповідає матриця з шаруватим покриттям, для випадку симетричного деформування матеріалу. Джерело крайового ефекту моделюється нормальним до шарів кусково-постійним періодичним поверхневим навантаженням. Для розрахункової області це навантаження є локальним і змінюється у межах ділянки границі, яка сумісна з характерним розміром неоднорідності структури матеріалу. Застосовано рівняння лінійної теорії пружності, модель кусково-однорідного середовища та кількісні критерії визначення крайового ефекту. У рамках концепції базових схем побудовано дискретну модель задачі та отримано її розв'язок. Виконано аналіз результатів щодо зони крайового ефекту та характеру його згасання для представленого елемента матеріалу.

На основі розв'язання крайових задач статики некругових циліндричних оболонок змінної товщини за допомогою методів сплайн-колокації і дискретної ортогоналізації проведено аналіз напружено-деформованого стану оболонок при зберіганні їх ваги в залежності від ступеня змінювання товщини і величини ексцентриситету. Розглянуто три класи задач, в яких товщина змінюється вздовж твірної, напрямної і в двох координатних напрямках, та наведено дані про прогин і тангенціальне зусилля в поперечному перерізі при різних значеннях параметрів.

Досліджуються процеси нелінійної взаємодії згинних форм кругових циліндричних оболонок при дії радіального осцилюючого тиску, що нерівномірно розподілений по бічній поверхні.

Дослідження задач про власні коливання прямокутних пластин змінної товщини за складних граничних умов запропоновано провести на основі чисельно-аналітичного методу сплайн-колокації в поєднанні з методом дискретної ортогоналізації, а також експериментального методу голографічної інтерферометрії. В якості математичної моделі розв'язано задачу про власні коливання квадратної пластини постійної товщини з жорстко закріпленими торцями. Зроблено оцінку одержаних наближених рішень шляхом співставлень їх з експериментальними даними.

Розглянуто постановку задачі, формулу варіації параметрів та метод порівняння; розвинення прямого методу Ляпунова для дискретних систем; достатні умови практичної стійкості дискретної системи; умови стійкості дискретної системи на скінченному інтервалі; застосування векторних функцій Ляпунова; підсумкові зауваження.

Досліджується антиплоска задача про розповсюдження тріщини скінченної довжини з довільними законами руху її кінців в ідеальному магнітопружному середовищі. Роль магнітного поля зводиться до анізотропії пружних властивостей. Визначено напруження зовні тріщини і переміщення на ній.

На основі теорії Біо, без врахування дисипації, отримано дисперсійний спектр при антисиметричних коливаннях пористо-пружного, насиченого рідиною, шару з вільними поверхнями. Розглянуто два типи граничних умов - з відкритими та закритими порами. У пористо-пружному шарі для конкретної частоти існує скінченне число хвиль, що розповсюджуються, і нескінченне число хвиль з комплексними і уявними хвильовими числами. Дисперсійний спектр в значній мірі залежить від параметрів пористо-пружного середовища і типу симетрії коливань.