Введение к работе
Актуальность темы. Создание новых конструкций, которые отвечали бы возрастающим требованиям надежности, прочности и экономичности проектируемых зданий и сооружений является одной из важнейших народно-хозяйственных задач. Стремление ю-лучить возможно большую экономию в массе при обеспечении надлежащей прочности, жесткости, и устойчивости, а также необходимых тепло- и звуко-изоляционных свойств обусловило широкое распространение неоднородных по толщине конструктивных элементов. К ним относятся многослойные пластины и оболочки, потоке в настоящее время интенсивно внедряются в практику строительства зданий и сооружений.
Наличие ряда специфических особенностей многослойных оболочек: пониженная сдвиговая жесткость, неоднородность механических свойств по толщине, делает неприемлемым описание 'напряженно-деформированного состояния таких конструкций с позиций классической теории оболочек и требует привлечения уточненных расчетных моделей. Широкое внедрение в практику высокопрочных конструкционных материалов и строительство большепролетных сооружений приводит к необходимости учета больших перемощений при расчете тонкостенных конструкций.
В большинстве работ,. лсевяирнннх исследованию напряженно -деформированного состояния многослойных оболочек постулиру-' ются условия идеального механического контакта между слоями. Однако, такие условия не охватывают разнообразия способов соединения слоев, используемых в технике. Они могут быть различными: клеевое соединение как по всей поверхности контакта, так и по некоторым областям, сварочное соединение произвольного исполнения, заклепочное и др. Кроме того в многослойных конструкциях, ввиду особенностей технологического характера, па границах раздела слоев могут возникать различные несовершенства - расслоения, зоны проскальзыванияі
В'связи с этим возникает потребность в разработке новых аффективных методов .решения указанного класса задач. Поэтому тема диссертации, поспященпая развитию методов расчета многослойных пологих оболочек с учетом деформаций поперечного сдвига, Факторов гоометричесной нелинейности и условии несогоспен-
ного контакта слоев представляется достаточно актуальной.
Целью диссертации является разработка методики расчета многослойных пологих оболочек, позволякцей учитывать пониженную сдвиговую жесткость в поперечном направлении, геометрически нелинейный характер деформации, различные условия на поверхностях раздела слоев: наличие локальных расслоений, дискретно заданных условий -соединения слоев.
Научная новизна. 3 диссертации разработана чи'сленно-ана-литическая, методика р,<щ-Ш многослойных пологих оболочек, ос-
' нованная на прихенонии аппарата элементарных обощеышх функций к решению'дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Предложенная методика позволяет на единой методологической основе исследовать напряженно-деформированное состояние .указанных.конструкций;-как в рамках "непрерывно-структурной", так и "дискретно-структурной" расчетных моделей, учитывать деформации поперечного сдвига, факторы геометрической нелинейности и'.'условия неполного контакта между слоями.
. Достоверность результатов обусловлена тем, что,в работе используются известные и многократно пробированные'методы ме-. ханшей .твердого тела, вариационного'исчисления, теории решете дифференциальных уравнений. Из полученных в диссертации решений как частные случаи следуют,соотношения классической теориї тонких'пологих оболочек. Достоверность полученных результатов подтверждается исследованием сходимости к известным точным ре: щениям, сопоставлением с теоретическими и экспериментальными данными, полученными другими авторами.
Практическая: ценность" работы состоит, в возможности приме нения разработанной методики для расчета многослойных пологих оболочек При проектировании строительных и машиностроительных конструкций. Предлагаемые методики позволяют получать более
. достоверную информацию о напряженно-деформированном состоянии мноі^слойнцх оболочек и на основе этого решать вопросы экономии материалов и рационального проектирования. Использование численн -аналитически^о, метода позволило разработать компактные , эффективные алгоритмы. Пакет прикладных программ, реализующий оти алгоритмы, выгодно отличается от истщх программы комплексов, ориентированных на численные методы (МКЭ.ВГМ и ді
" экономичностью, гибкостью, доступностью для пользователя, чт<
допускает возможность их быстрой переориентации. Разработанные программы могут быть использованы в проектных организация пк, занимающихся разработкой указанных конструкций. Носко научные результаты, полученные автором:
разработана методика расчета многослойных пологих оболочек с учетом поперечных сдвигов и геометрической нелинейности,основанная на аппроксимации искомых функций системой специальных функций;
на основе расчетной модели, учитывающей дискретность строения оболочки по толцине, построена система разретаг»чих уравнений, содержащих контактные напряжения, возникающие на поверхностях раздела слоев;
разработана методика расчета многослойных оболочек, основанная на представлении неизвестных контактных напряяений, столбчатыми функциями с некоторыми искомыми коэффициентами;.
разработана методика учета локальных расслоений при определении напряяенно-дз^оршрованного состояния многослойных пологих оболочек; ..-,'
на основе представления контактных напряжений" с' помощью дельта-функций разработана методика расчета мноГЬвлЪШЙх оболочек с дискрзтно-задашшш условиями соединений? бйоёв'.-
. Апробация работы.- Основные' положения й; бтДйг8»нйё! результаты диссертации докладывались на:
47,40 научно-технических конференциях профёссй|5бв> преподавателей, научных работников и аспирантов ЛИСИ (ЛёйкШ^&ДУ 1990, І99І.Г.); -" . '
заседании секции строительной механики и сопротивлёгаШ' материалов им.Н.К.Снитко -Ленинградского Дока Ученых (февраль,-Ї99І г.) '. : ,. : .
конференции "Актуальные проблемы прикладной матегмеїнійі1'' (Саратов 1991 г.)
Публикации. По теме дййс"ертации опубликование научных
статей. ''".':'.''
Объем работы. Диссертация- состоит из введения', гіяти: глав, заключения и списка: литература' (151 наийенйз'Йний)',' прЧДОзжения. Содержание изложено на 135 страницах машинописногб'тонст'а и включает 2о рисунков и 7 таблиц. Приложения, занимают 20 сгра- . ниц. . .
- б -
Диссертация выполнена в'соответствии с научным направлением 2.7 АН СССР "Разработка общей теории и методов расчета оболочек, пластин и стержневых систем", координационный планом научно-исследовательских работ вузов в области механики На 1985 - 1990 гг. и тематическим планом НИР кафедры теоретической механики ЛИСИ.