Введение к работе
Актуальность работ. Многие авиациошш, судовые и строительные конструкции имеют в стенках несущих балок облегчающие конструктивные или: технологические вырезы, размеры и> конфигурация которых изменяются' в широком диапазоне. Анализ результатов дефектаций корпусов, судов и публикаций в технической литературе свидетельствует о далеко не единичных повреадениях флоров в виде выпучин стенок и трещин в районе вырезов. Указанные повреждения требуют больших материальных затрат при ремонте; флоров. Вполне приятно, что снизить эти затраты можно за счет выбора, более рациональных размеров , формы вырезов и расстояния) между/ ними, выбора соответствующие местных подкреплений.
Объектом: исследования являются* днищевые связи; корпусові судов,, имеющие в і стенках регулярно расположенные вырезы.
Цель работы. Разработка методики; оценки, напряженно^-деформированного'состояния, флоров, рекомендаций по проектированию) рациональной формы: вырезов во флорах,, исходя1 из анализа; напряженно-деформированного состояния последних. Для; достижения, указанной цели: решались следующие задачи:
Определение концентрации напряжений в пластине в районе) шестиугольного выреза.
Разработка программы и численний расчет балок с вырезами', методомі суперэлементов.
Расчет флоров с вырезами- по теории; составных стержней? ш определение границ ее применения.
Проведение экспериментальных' исследований на моделях из і оргстекла.и:стали при.изгибе, устойчивости:приі сдвиге.
Исследование влияния подкреплений на,концентрацию напряжений; В районе выреза..
Разработка, рекомендаций та конструктивному оформлениюj флоров і с подкрепленными! вырезами v-
Расчет приведенной', толщины: балок-стенок; с вырезами;.
Memodw. исслебования.. Напряженно-деформированное состояние) флоров; Q: вырезами изучалось теоретически! и экспериментально;. Теоретический' анализ проводился с использовшшемі аппарата і строительной!механики' корабля*, теории!упругости,, метода конечных; элементов.. Экспериментальные исследования: проводились на моделях
из оргстекла и тонколистовой стали.
Научная новизна. В диссертации впервые получены следуквдм научные результаты:
- получено аналитическое решение для оценки концентрацш
напряжений в бесконечной пластине с шестиугольным вырезом прі
растяжении, чистом изгибе и сдвиге;
получены решения в рядах для изгиба флора с вырезами каї составного стержня при сосредоточенной и распрвделенно) нагрузках;
проведена оценка влияния формы перемычек между вырезами hj величину прогиба флора ;
получена расчетная и экспериментальная оценка влияния формы і размеров вырезов на деформацию флора;
- получена эмпирическая формула для вычисления коэффициент,
жесткости упругого слоя флора с вырезами;
- установлен критерий выбора методов расчета балки с вырезами
зависимости от их размеров;
- предложен способ повышения точности расчета коэффициент
концентрации напряжений ЫКЭ вблизи криволинейных отверстий;
получены коэффициенты концентрации напряжений вблиз шестиугольных вырезов в пластинах ограниченной ширины;
- разработаны рекомендации По конструктивному оформлению флора
шестиугольными вырезами при подкреплении его наклонными ребрам
жесткости для повышения устойчивости.
Практическая ценность работы. Предложен вариант выполнени флора с шестиугольными вырезами, подкрепленного наклонным ребрами жесткости для повышения устойчивости стенки флора.
Создана программа и выполнены расчеты на ЭЕ напряженно-деформированного состояния флора с вырезами методо суперэлементов.
Получено аналитическое решение для оценки концентрації '.апряжений вблизи контура шестиугольного выреза при растяжеш пластины, изгибе и сдвиге.
Предложен критерий выбора метода1 расчета балки с вырезами зависимости от размеров вырезов.
Предложен способ повышения точности расчета концентраіи напряжений МКЭ вблизи криволинейных отверстий.
Получены решения для изгиоа составного стержня при действии сосредоточенных сил и распределенной нагрузки.
Предложена формула для вычисления коэффициента жесткости упругого слоя при расчете Салки с вырезами как составного стержня.
Получены экспериментальные данные по устойчивости прямоугольной пластины с шестиугольным вырезом при чистом сдвиге.
Реализация работы. Результаты работы доведены автором до предложений по методике расчета флоров с вырезами, которые могут быть полезш для проектных организаций.
Расчетные программы и результаты теоретических и эскперименталышх исследований внедрены в учебный процесс Калининградского государственного технического университета.
Апробация работа. Основные положения диссертационной работы докладывались на: студенческой научной конференции,посвященной 50-летию кораблестроительного факультета ГИИВТ (г.Горький,1989 г.); Всесоюзной научно-технической, конференции, посвященной 80-летию проф.А.Г.Архангородского, (г.Калининград, 1989г.); Ш межвузовской студенческой научной конференции (г. Севастополь,1990г.); на конференциях профессорско-преподавательского состава КГТУ (г. Калининград, 1993г.,1994г.); международном сешшаое "Повышение эффективности использования технической базы регионов: Ольштынского и Калининградского" (г.Калининград, 1994г.); на научном семинаре кафедры строительной механики корабля Украинского государственного морского технического университета (г. Николаев,1995г.).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 13 печатных работах.
Объел работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы из 66 наименований. Она содержит 139 страниц машинописного текста, включающего 6 таблиц, 29 рисунков.
