ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ СФЕРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Авторы
Файлы

Ярополов В.А. Ярополов Ю.В. Статья в формате PDF 795 KB

Сферические оболочки применяются во многих областях техники. Примерами могут быть переборки подводных лодок, днища резервуаров танков, конструкции космических аппаратов.

К числу преимуществ этих конструкций относится то, что они дают максимальный полезный объем, являясь одновременно несущими и ограждающими конструкциями.

Проверка оболочек на устойчивость является задачей первоочередной важности, т.к. известно, что оболочки, даже при незначительной толщине, обладают большой прочностью и поэтому их недостаточная устойчивость может оказаться критерием, определяющим несущую способность.

В реальных конструкциях чаще применяются сферические сегменты, закрепленные по краю. Такие сферические сегменты нагружены равномерно распределённым внешним давлением.

Выпучивание оболочек сопровождается появлением, кроме цепных напряжений в срединной поверхности, напряжений от изгиба [1].

Различают общую и локальную формы потери устойчивости. Общая потеря устойчивости оболочки хаpaктеризуется вовлечением в процесс выпучивания большей части ее поверхности. Форма выпучивания зависит от отношения высоты сферического сегмента к диаметру опopного контура, действующей нагрузки и наличия начальных отклонений формы. Местная потеря устойчивости оболочки хаpaктеризуется появлением одиночной вмятины или отдельных локальных вмятин.

В настоящей работе исследовалось влияния отклонений формы на устойчивость тонкой составной сферической оболочки на основе применения имитационной модели, хаpaктеризующей изменение формы оболочки по поверхности.

Для исследований разработана геометрическая модель тонкостенной крупногабаритной сферической оболочки с начальными отклонениями формы (рис. 1).

Рис. 1. Модель сферической оболочки с начальными отклонениями формы

Отклонения формы поверхности оболочки от сферичности задавались в виде функции:

где - полином, описывающий коэффициент формы меридионального сечения; λ = 2(n - 1); n - количество лепестков в опopном поясе сферической конструкции; k - коэффициент, зависящий от количества лепестков в опopном поясе сферической конструкции.

Полином имел вид:

при n = 10.

Присутствие первой гармоники во всех параллелях рассматриваемой модели хаpaктеризует общие изменения формы оболочки. Влияние неправильности формы лепестков и их количества в составе оболочки на форму конструкции, хаpaктеризуют гармоники высших порядков, описываемые коэффициентом формы меридионального сечения. Порядок гармоник увеличивается в направлении от полюса сферы к её свободной кромке. Последнее слагаемое описываемой функцииучитывает влияние угловых перемещений лепестков при сварке на изменение формы оболочки.

Для исследуемой модели задавались радиус сферы и максимальные отклонения формы от сферичности ω_max.

Поверхность оболочки была представлена конечными элементами. Каждый узел конечного элемента имел шесть степеней свободы. Узловые перемещения по опopному контуру были запрещены. Задавались толщина оболочки и механические свойства стали.

Исследовалось влияние начальных отклонений формы оболочки на потерю устойчивости. Во всех случаях наблюдается снижение величины критической нагрузки по сравнению с гладкой сферой.

Рис. 2. Третья форма потери устойчивости оболочки

Местная форма потери устойчивости хаpaктеризовалась появлением отдельных локальных вмятин в районе опopного контура (рис. 2). На их появление в этом районе сказывалось влияние изгибающего момента опopного контура. С ростом нагрузки в процесс выпучивания вовлекалась всё большая часть поверхности сферы. Форма выпучивания имела многоволновой вид. Наблюдалось неосесимметричное выпучивание оболочки. На процесс выпучивания при общей потери устойчивости оболочки, сказывалось наличие начальной эллиптичности формы её экваториальных контуров (рис. 3).

Рис. 3. Общая потеря устойчивости тонкостенной оболочки при начальных отклонениях формы равных толщине оболочки

Список литературы

СОСТОЯНИЕ РАДИКАЛОБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЛЕЙКОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ СЕПСИСОМ

Статья в формате PDF 94 KB...

15 07 2026 9:48:53

ИЗМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У ШКОЛЬНИКОВ С РАЗНЫМИ БИОРИТМАМИ В ПЕРИОД ИХ РАБОТЫ ЗА КОМПЬЮТЕРОМ

Исследованы изменения биохимических показателей школьников в условиях их работы за компьютером. Дан сравнительный анализ изменений биохимических показателей у школьников с разными биоритмами в разные сезоны года. Получены результаты, свидетельствующие о значительном изменении биохимических показателей школьников в условиях их работы за компьютером в весенний период. ...

14 07 2026 22:46:15

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СЕВЕРНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ НЕГАТИВНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

В данной работе приводятся результаты экологических исследований по состояния северных экосистем, с целью разработки возможных мероприятий по снижению негативных воздействий на окружающую среду при горно-добычных работах открытых карьерным способом. Выявлены закономерности приуроченности накопления тяжелых металлов на определенных типах почв. ...

13 07 2026 2:22:32

О ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА НА КАФЕДРЕ «БИОМЕДИЦИНСКАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА» ПУТЕМ ВВЕДЕНИЯ НОВОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ПО НАПРАВЛЕНИЮ – МЕНЕДЖМЕНТ И МАРКЕТИНГ В ЗДРАВООХРАНЕНИИ

Статья в формате PDF 121 KB...

12 07 2026 20:16:40

ПОДГОТОВКА БУДУЩИХ ВРАЧЕЙ К РАБОТЕ В ЕДИНОМ ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Статья в формате PDF 121 KB...

11 07 2026 10:22:29

КОМБИНИРОВАННЫЕ ФАРШИ ИЗ ПРУДОВОЙ И МОРСКОЙ РЫБЫ КАК ОСНОВА ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПИТАНИЯ ШКОЛЬНИКОВ

Статья в формате PDF 500 KB...

10 07 2026 12:15:32

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ КРОВЕТВОРЕНИЯ У БОЛЬНЫХ МИОМОЙ МАТКИ ПРИ ГИСТЕРЭКТОМИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ АМБЕНА

Статья в формате PDF 112 KB...

09 07 2026 22:34:52

Г.А. НАСЕР О ПРИЧИНАХ И ПРЕДПОСЫЛКАХ РЕВОЛЮЦИИ

Статья в формате PDF 112 KB...

08 07 2026 0:10:38

СПЕЦИАЛЬНАЯ КООРДИНАЦИОННАЯ ПОДГОТОВКА ЮНЫХ ХОККЕИСТОВ

Статья в формате PDF 300 KB...

07 07 2026 10:52:29

Ультраструктурная перестройка нейронов головного мозга крыс при экспериментальном неврозе

Статья в формате PDF 133 KB...

06 07 2026 22:44:23

ВЗАИМОСВЯЗЬ ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА С РАЗВИТИЕМ РАКА ЖЕЛУДКА

Статья в формате PDF 124 KB...

05 07 2026 13:55:13

ИЗМЕНЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРОВИ И АГРЕГАЦИИ РОМБОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ НЕАКТИВНЫМИ ФОРМАМИ ХРОНИЧЕСКОГО БРУЦЕЛЛЕЗА

Статья в формате PDF 241 KB...

04 07 2026 15:42:50

К ВОПРОСУ СКРИНИНГА СПЕРМИЦИДОВ СРЕДИ ОФИЦИНАЛЬНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ С ПРОТИВОМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Перечень веществ, обладающих cпepмицидной активностью, используемых в гинекологической пpaктике в качестве местных пpoтивoзaчaточных средств, весьма ограничен. Бензалконий хлорид, мирамистин и этоний, являющиеся бисчетвертичными аммониевыми основаниями и относящиеся к катионным поверхностно-активным веществам, то есть детергентам, обладают способностью, проявляя cпepмицидную активность, оказывать выраженное антимикробное действие. Известен в качестве cпepмицида с сочетанной антимикробной активностью ноноксинол-9. Антисептическое средство метиленовый синий – метилметионин-сульфоний хлорид – также имеет в своей структуре атом четвертичного азота и согласно литературным данным обладает cпepмицидным действием. Проведённые эксперименты по определению cпepмицидной активности антимикробных соединений позволяют предположить, что установление факта принадлежности вещества к четвертичным аммониевым основаниям априори предполагает их cпepмицидную активность и возможность применения в качестве местных пpoтивoзaчaточных средств с сочетанной антимикробной активностью. ...