Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние десятилетия в инженерной
практике строительства и машиностроения все чаще стали использоваться
тонкостенные конструкции, в том числе оболочечного типа, при
проектировании которых, наряду с обеспечением прочности, надежности и
долговечности, особое внимание должно уделяться вопросам устойчивости.
Эффективное использование ресурса материалов заставляет про-
ектировщиков, особенно в конструкциях однократного применения, допускать
возникновение пластических деформаций. При этом учет упругопластической
стадии деформирования значительно повышает надежность инженерного
расчета тонкостенных конструкций, даже при их работе в пределах упругости,
за счет более точной оценки предельных нагрузок и коэффициентов запаса
устойчивости. Решение этой проблемы во многом определяется развитием
теории пластичности.
Определяющие соотношения используемых вариантов теории
пластичности должны удовлетворять, наряду с максимальной физической
достоверностью, соображениям удобства алгоритмизации соответствующих
методов расчета. При этом большие сложности возникают при описании
процессов сложного нагружения материалов.
Для конструкций, которые подвергаются воздействию комбинации
внешних нагрузок, актуальным является также изучение влияния истории
нагружения на критические параметры устойчивости. Накопление
теоретических и экспериментальных данных в этой области имеет важное
значение для разработки эффективных методов инженерного расчета
сооружений.
Таким образом, изучение процессов потери устойчивости тонкостенных
упругопластических систем в условиях сложного напряженного состояния и
нагружения является одной из актуальных проблем современной механики
деформируемого твердого тела.
Целью диссертационной работы является исследование влияния
сложного характера нагружения в материале в момент бифуркации на
критические параметры устойчивости тонкостенных круговых цилиндрических
оболочек при реализации простых и сложных комбинированных процессов
докритического деформирования.
Научная новизна. На основе теории устойчивости упругопластических
систем В.Г.Зубчанинова, при использовании определяющих соотношений
гипотезы компланарности А.А.Ильюшина и аппроксимаций определяющих
функций пластичности В.Г.Зубчанинова, разработаны алгоритмы и программы
и получено решение задач бифуркации тонкостенной круговой цилиндрической
оболочки при реализации различных процессов комбинированного
докритического деформирования с учетом сложного характера нагружения в
момент потери устойчивости..
Произведена оценка влияния величин материальных параметров,
входящих в структуру аппроксимаций определяющих функций пластичности
на результаты расчетов критических значений напряжений и деформаций.
Уточнены границы применимости некоторых вариантов определяющих
соотношений теории пластичности, упрощенно учитывающих сложное
нагружение материала в момент бифуркации.
На автоматизированном расчетно-экспериментальном комплексе СН-
ЭВМ получены новые экспериментальные данные о закономерностях процесса
потери устойчивости стальных круговых цилиндрических оболочек малой
гибкости при реализации процессов пропорционального докритического
нагружения в девиаторном пространстве деформаций А.А.Ильюшина Э(3).
Достоверность результатов обеспечивается использованием строгих
математических моделей и методов исследования, сопоставлением результатов
расчетов с расчетами других авторов и опытными данными, полученными на
расчетно-экспериментальном комплексе СН-ЭВМ, апробированной методикой
проведения и обработки экспериментов.
Практическая ценность работы заключается в разработке алгоритмов и
программ решения задач упругопластической бифуркации цилиндрической
оболочки с учетом сложного нагружения в момент потери устойчивости для
процессов простого и сложного комбинированного докритического
нагружения. Определены границы применения упрощенных вариантов
определяющих соотношений и аппроксимаций определяющих функций
пластичности в решении задач упругопластической устойчивости
цилиндрических оболочек при комбинированном нагружении.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации
докладывались и обсуждались на постоянно действующем межвузовском
научном семинаре кафедры сопротивления материалов, теории упругости и
пластичности Тверского государственного технического университета (Тверь,
2005-2010 гг.) и ежегодном региональном межвузовском семинаре «Тверские
научные чтения в области механики деформируемого твердого тела»,
руководимом д.т.н., профессором В.Г.Зубчаниновым, (Тверь, 2005-2010 гг.); на
VII и X Международной научной конференции «Современные проблемы
математики, механики, информатики» (Тула, 2006г., 2009г.); на IX
Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы
строительства и строительной индустрии» (Тула, 2008г.); на VII
международном научном симпозиуме «Проблемы прочности пластичности и
устойчивости в механике деформируемого твердого тела» (Тверь 2010г.).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации
опубликованы в 7 работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав,
заключения, содержащего основные результаты и выводы и списка литературы
из 141 источников и приложений. Общий объем работы - 173 страниц текста,
включая 6 таблиц, 117 рисунков и 9 приложений.
