Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Устойчивость прямолинейного упругого стержня при скручивании Сергеев, Александр Диевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сергеев, Александр Диевич. Устойчивость прямолинейного упругого стержня при скручивании : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.02.04 / Санкт-Петербургский гос. техн. ун-т.- Санкт-Петербург, 1995.- 18 с.: ил. РГБ ОД, 9 95-1/844-6

Введение к работе

Актуальность проблемы. 15 работе рассматриваются вопроси, связанные с влиянием скручивания на устойчивость прямолинейного стержня.

Конструктивные особенности бурильных колонії,'турбомашин, корабель-пых силовых установок и многих других устройств позволяют анализировать возникающие в них динамические процессы на основе теории тонких упругих стержней. Наличие предварительной теоретически полученной информации помогает и.выборе инженерных решений при реализации конкрешого проекта. Взаимодействия турбины', бурильного инструмента или гребного винта с внешней средой вызывают сжатие, изгиб и кручение стержневых элементов конструкций. Причем леформации кручения, как tHwusua, оймиз'дкггея бол'.нншн. Опенку работы такой системы в реально-С1 и помогает осуществить изучение повеления безынерционного или инерционного прямолинейного стержня с рагзичными краевыми условиями. Но не все вопросы, связанные с динамическими изгибно-крутильными деірор-мациями прямолинейного стержня, к настоящему времени разработаны. Например, по признаниям В.В.Бологина. Г.Циглера и других специалистов в области устойчивости упругих систем, активно обсуждавшах в 50-60-е г.г. так называемый "парадокс Николаи", полной ясности'в объяснении данного явления достичь не удалось. Впоследствии интерес к нему снизился. Однако отсутствие удовлетворительной трактовки обиаруясеннсго EJi.Hsf-котаи факта порождает определенные трудности при создании проецируемых п последнее время установок для бурения "вверх*. Опыта их эксплуатации пока пег. Поэтому предсказать последствия скручивания упругого основания, изготовленного в виде длинной юнкой цилиндрической оболочки, на котором размешается тяжелый активный иородоразрушаюший элемент, весьма затруднительно. В этих условиях сушесіпенную помощь в решении инженерных вопросов играет продолжение теоретических исследований влияния скручивания на поведение прямолинейного стержня вблизи того или иного равновесного состояния.

ІШаьда&тіііл?л^пизсс^(ел.о.і!аіша;

вынесение. существенности нарушения трансвереапыгой изотропии упругих и инерционных характеристик стержневой системы; учет сил сопротивления среды при доследовании устойчивости равновесной конфигурации скрученного паржия:'

изучение особенностей нзгнбных движений прямолинейного консольного стержня, скручиваемого нехоисерватишшми торцевыми мо-мешнымн воздействиями при наличии вязкого сопротивления срелы.

-1~

-Научная новизна полученных результатов;

используется новая техника интегрирования ур .внений теории тонких упругих стержней;

предложен асимптотический подход к построению уравнений в вариациях для инерционного стержня, находящегося в сопротивляющейся среде, при наличии скручивания стержня торцевыми момситиыми нагрузками;

продемонстрирована возможность иных, по сравнению с традиционной, трактовок парадокса Николаи, основанных На учете наличия сил внешнего сопротивления.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Момснтное воздействие, допускающее построение соотношения, ко-

торое можно интерпретировать как наличие в системе потенциала внешних сил, а следовательно, и отиесеиие данного моментного воздействия к разряду консервативных нагрузок.

  1. Решение полной нелинейной статической задачи о скручивании прямолинейного консольного стержня, введенным в рассмотрение консервативным следящим моментом; доказательство единственности построенного решения.

  2. Установление наличия "парадокса Николаи" в стержневой системе,

которая относится к разряду консервативных.

  1. Результаты экспериментального исследования устойчивости консольного стержня, нагружённого торцевым мекоисервативным следящим моментом. '.-'-

  2. Асимптотический анализ динамических уравнений в вариациях скру-

ченной внешним моментом инерционной балки Тимошенко, нахо-. дяшейся в сопротивляющейся (вязкой) среде.

  1. Построение пяти возможньа описаний поведения скрученного торцевым моментом стержня вблизи прямолинейной равновесной конфигурации, обусловленных различными сочетаниями порядков асимптотической зависимости величин торцевого момента и сил рапределенного вязкого сопротивления от отношения характерного размера сечения стержня ко осей длине стержня.

  2. Результаты исследования всех возможных (в рамках линейного подхода) особенностей влияния внешнего трения, пропорционального линейным скоростям инерционных элементов стержня, на устойчивость равновесия скрученного стержня.

Практическая и теоретическая ценность.

В работе введено в рассмотрение новое консервативное момеитное воздействие, а также решена новая для теории стержней краевая задача. При ее решении интегрирование всех соотношении нелинейной теории тонких сіержнеп выполнено в инвариантной форме. Продемонстрирована возможность интегрирования "в инвариантной форме (без использования записи всех соотношений в компонентах) линейных уравнений изгиба закрученного стержня, обладающего разними изгибными жесткостями в двух направлениях. Показана недостаточность статического исследования устойчивости равновесной конфигурации стержневой системы даже при наличии у еиг-емы потенциала внешних сил. Отвергнуто одно из предлагаемых в литературе направлении нолей cfiuauiejuu "парадокса Николаи". Установлено, что в рамках рассмотрения линейной'задачи в вариациях наиболее перспективным направлением такого поиска является изучение динамических эффектов, возникающих при взаимодействии скрученного инерционного стержня со средой, в которой он находится. Предложено несколько новых описаний динамического поведения скрученного стержня в вязкой среде, которые при определенных условиях более адекватно, по сравнению с традиционными моделями, отражают происходящие в системе физические процессы.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано пять научных работ. Результаты работы докладывались в СпбГТУ на кафедре "Теоретическая механика", в СП6ІУ (руководитель семинара проф. Товсти к f I.E.), на І Іеделс пауки ПГУПСа, на международной конференции по асимптотическим методам в механике, проходившей в Санкт-Петербургском государственном морском университете.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключення, приложения и списка литературных источников. Рабога игтожена на 130 страницах основного текста. Библиография включает 33 источника.