Введение к работе
Актуальность темы. Тонкостенные конструкции, в частности тонкостенные стержни, благодаря своим сравнительно высоким характеристикам жесткости ( при оравнитально низкой их материалоемкости) находят широкое применение в технике.
Тонкостенные стержни открытого профиля, обладая существенной жесткостью при изгибе и растяжении, в то не время слабо сопротивляются закручиванию. Для повышения крутильной касткости стержни открытого профиля можно снабжать дапланациошшми связями различного вида (например, в виде поперечных планок или раскосов), которые частично замыкают контур поперечного овчания . (рио.І.а.б).
Существующие до последнего времени методы расчета усиленных указанным образом стержней обладают рядом недостатков. Поэтому представляетоя актуальным более адекватно оценить влияние депланапяонных связей на весткость тонкостенного стержня частично замкнутого контура при свободном и стаоненном кручении.
Широкое применение тонкостенных стержней обусловило многообразие воздействий, которым они подвеогаются во время эксплуатации. Одними из наиболее опасных являются динамические нагрузки, Для расчета элементов конструкций на упомянутые воздействия необходимо знание частот собс-венных колебаний. В то же время, как показал обзор литературы, совзрпвнно на исследованы вопроси определения собственных частот изгибно-крутилишх колебаний тпкостеиных сторянай частично замкнутого контура (ЧЗК).
В данной диссертации делается попытка устранения указанного пробела.
Диссертационное исследование выполнено в соответствии с тактическим планом госбюдает-нх НИР ЛІСИ по теме 3.22.006 "Разработка методов рзЕония краевых задач для тонкостенных строительных конструкции в линейной и нелинейной постановках" науч-юго направления АН СССР 2.1 проблемы 2.1.3.
і{елью работы является разработка методики определения ча-
stot изгибно-крутилышх колебаний стержней ЧЗК и оценка влия-
іая допланационных связей различного типа на величину упомянутых
гастот. -
Научная новизна. С.уыастдуиаиа в настоящее время методики гасчета стержней частично зашенутого контура реализуются в ;пух вариантах:
а) учет дискретного располажоння дашганационных связен;
б) замена в расчетной модели дискретно расположенных овязей шс непрерывный распределением по длшіе стержня. В последнем варианте расчетная модель превращается в стержень замкнутого профиля, для которого весьма существенна деформация сдвига срединной поверхности.
а
Рио.1 В то же время, к расчету таких стержней до сих пор применялась тоория В.З.Власова, пригодная только для стержней открытого профиля. В этой теории одним из допущении является отсутствие уао-цянутнх сдвигов. Сказанное приводит к существенному завишішю сенвенановоіі жесткости на кручение.
В данной диссертации расчет стархнай ЧЗК основан на мотоди-ке ь.А.Бвйлшга, в котороіі использованы идеи А.А.Умакского для старшей замкнутого., профиля. Применение этой методики к задачам о свободных іізгибно-крутильншс колебаниях позволило обнаружить повне,, но отмеченные в лптэрзтуре, sKjokth. Последние связаны о той, что, в отлична от существующих работ, в данной диссертации учитывается злияниэ даилаяаіщон.чих связав на только на гесткосгь ріісбодііого кручэнея, но и на секуориальвую меткость и полскйнио центра юг^За..
Практическая ценность работы состоит в том, что получен раочетннй аппарат для определения форы и частот свободных изгиб-но-крутильных колебаний тонкостенных стержней частично замкнутого контура. Сказанное позволяет более адекватно, чем правде, оценивать влияние депланационннх связей на динамические параметры отержня.
Реализация результатов работы. Результаты данного исследования переданы для внедрения в практику проектирования тонкостенных неоущих конструкций железнодорожного транспорта специального назначения (Отдельное конструкторское бюро по д/д транспортерам, г.Луганок).
Достоверность результатов расчетного аппарата, построенного на ряде общепринятых допущений технической теории тонкостенных стергшей, определяется тем, что при его получении использованы хорошо апробированные методы механики твердых деформируемых тел. Из полученных решений, как чаотные случаи, вы\екагат результаты классических теорий стержней открытого и замкнутого профилей. Кроме того, в механической лаборатории ЛИСИ проведены эксперименты по определению частот одного из спектров овободннх изгибно-крутильннх колебаний, которые вполне удовлетворительно совпали о результатами предлагаемой методики.
Апробашш работы. Основные полояения п отдельные результаты дпсоертац':а догладывались на:
Всесоюзной научно-тохнической конференции "Состояние, перспективы развития и применения пространственных строительны» конструкций" в г.Свердловске, 1989 т.;
47-ой научной конференции ЛИСИ, 1990 г.;
республиканской, конференции молодых ученых в г.Дупвнбо, 1990 г.;
56-ом заседании семинара по проблемам устойчивости конструкций (руководитель проф. Р.РЛатевосян) в цНИЙСКо пм.Кучерен-ко в 1990 г. .
Публикации. По материалам диссертации опубликовано три статьи.
Структура и объем диссертации. Текст диссертации состоит из вводеній, трех глав, заключения и списка литературы из 146 наименований. Общий объем работы 118 страниц, в том числе 28 рисунков и- 6 таблиц.