Введение к работе
Актуальность темы. Особенностью создания конструкций из мм-гхьшшокных материалов является то, что их эффективность определяется ьаличием конструктивных схем и схем армирования, в котерцх эдчонаправленнии композит работает только в направлении волокен. Именно при работе в этой направлении реализуются наибольшие удельные характеристики.материала.
До настояшвго времени многио конструктивные схеми развивались по принципу замены металлических элементов в известных изделиях на их кокпозйтниз аналоги. В гладких слоистых оболочках ire удается получить сколькемшбудь занятного преимущества по сравнение с металлически?/». Это свяэвко с низкой изгибяоЯ жесткостью слоистш структур, слабым сопротивлением их сдвигу, очень небольшим диапазоном варьирования параметров армирования. Аналоги трехслойных оболочек и конструкции с продсльнс-поперечным набором также не, позволяют избежать работа одіїонаправленчих структур в направлениях ортогональных армированию.
В работе лесладуется один из вариантов пространственного армирования, позволяющего повисить изгиОную хесткость материала при сохранении высоких жесткостних и прочностных свойств в плоскости укльдки волокон. Этим вариантом является сетчатая
-г-
оболочка, состгяаая из семейств ребер, образованных методом ~ намотки, и уложенных под некоторыми углами к образующей. Анализ работы элементов такой системы позволяет предложить схему. армирования, обладавшую высокой эффективностью, и наиболее простую в технологическом отношении. Она образуется системоП спиральных ребер, уложенных под углами f О? к образующей цилиндрической оболочки, и системой кольцевых ребер или обзивок, армированных в кольцевом направлении (рис. 1).
Настоядая работа посвящена разработке методов расчета одного класса конструкции - сетчатых цилиндрических оболочек, работающих в условиях интенсивных сжимающих нагрузок, вызванных осевым сжатием к внешни» давлением.
Основным в работе является построение неклассических континуальных моделей сетчатых структур, необходимость которых определяется структурной неоднородностью исследуемых конструкция.
Целью работы является;
построение вариантов континуальных моделей структурно микронеоднородных сред в декаріовых и криволинейных координатах с различной степенью приближения; а'
приложение полученных теоретических результатов к построению методов расчета сетчатых оболочек и пластин;
исследование локальных состояния типа погранслоя при различных вариантах нагружения конструкция;
разработка на основе полученных результатов конечного элемента я реализация его на ЭВМ в виде пакета прикладных программ.
—Научная новизна диссертации определяется новыми теоретически-* ми результатами, основанными на использовании соотношении микропо-лярноа теорий упругости и других обобщенных контивуальных для получения основных соотношении, сетчатых цилиндрических оболочех.
На основе полученных результатов разработан конечный алеиея для расчета сетчатых конструкций. Причем данный конечный элеиек учитывает все особенности деформирования ребра: его работу н
Рис. і
~ч~
растяжение-сжатие, изгиб а двух плоскостях и кручение. Проведено экспериментальное исследование и дано сопоставление результатов расчета и эксперимента.
Практическая ценность:
выработаны обобщенны*» варианты методик расчета сетчатых конструкций:
предложен иознй тип конечного элемента с помощью которого проведен анализ напряженного состояния и даны рекомендации по рациональному подкреплению отверстий, и рассмотрены варианты конструкции космического телескопа.
Аппробация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены на:
-
Федоров Л.В., Бунаков В.А. Кромочный эффект в сетчатых оболочках. Тр. Гагаринских чтений. Москва. МАТИ. 1987, C.27-BZ.
-
Белоусов П.С, Бунаков В.А., Федоров Л.В. Анализ континуальных моделей сетчатых оболочек из композитных материалов. Материалы. 7 Всесоюзного съезда по теоретической и прикладной механике. Москва, 1991.
-
Бунаков В.А., Федоров Л.В. Применение микрополярной теории к описанию сетчатых структур. Известия РАН, Механика твердого тела. Москва, 1994, ti і.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений и содержит Щ2 страниц машинописного текста, 5о страниц иллюстраций.
Библиографический список включает 33 наименования. >
