Каменев И.В., Семенов А.А. Устойчивость пологих ортотропных оболочек двоякой кривизны при шарнирно-подвижном закреплении контура // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2018Механика. - . -№ 2. -С. 32-43. DOI: 10.15593/perm.mech/2018 Оболочечные конструкции часто применяются в разных областях техники, и их иссле-дование важно для многих прикладных задач. Для исключения концентрации напряжений вблизи контура, особенно в угловых точках оболочки, используется шарнирно-подвижное закрепление контура конструкции.В данной работе рассматриваются пологие оболочки двоякой кривизны, квадратные в плане, выполненные из ортотропных материалов и закрепленные по контуру шарнирно-подвижно. Математическая модель основывается на гипотезах теории оболочек Тимошен-ко -Рейснера, учитывающей поперечные сдвиги, и представлена в виде системы уравне-ний в смешанной форме. Также учитывается геометрическая нелинейность.Для решения системы дифференциальных уравнений применяется метод Бубнова-Галеркина, что позволяет свести задачу к решению системы нелинейных алгебраических уравнений. Показана сходимость метода при увеличении количества слагаемых аппрокси-мации. Полученная система является нелинейной и решается методом Ньютона. Разрабо-танный алгоритм реализован в среде аналитических вычислений Maple 2017.Проводится верификация предложенного алгоритма посредством сравнения резуль-татов расчета тестовой задачи с результатом, полученным другими авторами. Совмеще-ние графика зависимости «нагрузка-прогиб» показало хорошую согласованность данных.Проводится анализ устойчивости трех вариантов пологих оболочечных конструкций двоякой кривизны. По каждой из них получены результаты расчета для четырех вариантов ортотропных материалов. На оболочки действует внешняя равномерно-распределенная поперечная нагрузка, закрепление контура -шарнирно-подвижное. Для всех исследован-ных конструкций приводятся значения критических нагрузок потери устойчивости, значе-ния наибольшего прогиба, соответствующего данным нагрузкам, а также графики зависи-мости «нагрузка-прогиб». Сделаны выводы о напряженно-деформированном состоянии рассматриваемых оболочек.
© ПНИПУ
Ключевые слова:оболочки, математическая модель, компьютерное моделирование, уравнения в смешанной форме, шарнирно-подвижное закрепление, модель Тимошенко-Рейснера, устойчивость, напряженно-деформированное состояние, метод Бубнова-Галеркина, метод Ньютона.
Каменев Иван