Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Строительная механика

Диссертационная работа:

Джабраилов Арсен Шахнавазович. Напряженно-деформированное состояние оболочек вращения с ветвящимся меридианом с учетом физической нелинейности материала : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.17 / Джабраилов Арсен Шахнавазович; [Место защиты: Волгогр. гос. архитектур.-строит. акад.].- Волгоград, 2007.- 198 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/4977

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

  1. КРАТКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В РАСЧЕТАХ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ 10

  2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ТЕОРИИ ТОНКИХ

ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ 23

2.1. Геометрия произвольной оболочки вращения в

исходном состоянии 23

  1. Геометрия произвольной оболочки вращения в деформированном состоянии 28

  2. Основные соотношения осесимметрично нагруженных оболочек вращения 33

  3. Физические соотношения оболочки вращения

в линейной постановке 36

3. РАСЧЕТ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ

С ВЕТВЯЩИМСЯ МЕРИДИАНОМ 38

3.1. Последовательность основных операций метода

конечных элементов 38

3.2. Варианты интерполяции перемещений и геометрических
величин в методе конечных элементов 40

  1. Традиционный способ интерполяции перемещений 40

  2. Интерполяция векторов перемещений 41

3.3. Вывод матрицы жесткости одномерного конечного
элемента при аппроксимации компонент вектора перемещения

как независимых величин 42

3.4. Матрица жесткости одномерного конечного элемента

с использованием векторной интерполяции перемещений 48

3.5. Особенности вычисления геометрических величин

в методе конечных элементов 58

3.6. Напряженно-деформированное состояние осесимметричной
оболочки вращения в зоне ветвления меридиана 67

  1. Условия сопряжения нескольких оболочек вращения при использовании одномерного конечного элемента с матрицей жесткости 8x8 69

  2. Соотношения на границе соединения п оболочек вращения при использовании одномерного конечного

элемента с матрицей жесткости 12x12 76

3.7. Примеры расчета 80

4. РАСЧЕТ ПРОИЗВОЛЬНО НАГРУЖЕННЫХ ОБОЛОЧЕК
ВРАЩЕНИЯ С ВЕТВЯЩИМСЯ МЕРИДИАНОМ ПРИ
ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТРЕУГОЛЬНОГО КОНЕЧНОГО ЭЛЕМЕНТА 93

  1. Треугольный конечный элемент с размером матрицы жесткости 27x27 при использовании независимой аппроксимации перемещений 93

  2. Матрица жесткости треугольного конечного элемента размером 27x27 на основе векторной

интерполяции перемещений 102

  1. Треугольный конечный элемент с размером матрицы жесткости 54x54 с использованием независимой аппроксимации перемещений ПО

  2. Формирование матрицы жесткости треугольного конечного элемента размером 54x54 на основе

векторного способа аппроксимации перемещений 118

4.5. Интерполяция геометрических величин и перемещений

в треугольном конечном элементе 121

4.6. Пример расчета 123

4.7. Определение напряженно-деформированного состояния
произвольно нагруженных оболочек вращения в зоне

ветвления меридиана 128

4.8. Условия сопряжения нескольких оболочек
вращения при использовании конечного элемента

с матрицей жесткости 27x27 137

4.9. Соотношения на границе соединения п оболочек
вращения при использовании конечного элемента

с матрицей жесткости 54x54 141

4.10. Пример расчета 147

5. РАСЧЕТ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ С

ВЕТВЯЩИМСЯ МЕРИДИАНОМ С УЧЕТОМ

ФИЗИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ МАТЕРИАЛА 153

  1. Основные соотношения теории малых упруго-пластических деформаций 153

  2. Зависимости между приращениями и деформациями

на шаге нагружения 157

5.3. Формирование матрицы жесткости треугольного

конечного элемента на шаге нагружения 160

5.4. Пример расчета 164

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 174

ЛИТЕРАТУРА 176

ПРИЛОЖЕНИЕ 196

Введение к работе:

Актуальность проблемы. На сегодняшний день оболочечные конструкции различной конфигурации находят широкое применение в различных отраслях промышленности Современный уровень развивающихся довольно быстрыми темпами отраслей нефтехимического и газового комплекса требует применения достаточно сложных обояочечных конструкций, в частности оболочек вращения с ветвящимся меридианом Это всевозможные емкости, резервуары, трубопроводы, сосуды, работающие под давлением и другие В процессе эксплуатации данные конструкции и их элементы испытывают воздействия как внутренних, так и внешних силовых факторов Наиболее актуальной является проблема оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) в зонах концентраций напряжений, то есть в зонах, непосредственно примыкающих к узлам ветвления меридиана

Целью работы является разработка корректных кинематических и статических условий сопряжения нескольких оболочек вращения, разработка алгоритмов расчета ветвящихся оболочек вращения при использовании конечных элементов (КЭ), матрицы жесткости которых формировались на основе векторного способа аппроксимации перемещений, учет физической нелинейности применяемого материала

Научная новизна работы заключается в следующем

- разработаны корректные кинематические и статические условия
сопряжения для осесимметрично и произвольно нагруженных оболочек вращения с
ветвящимся меридианом,

- разработаны алгоритмы расчета ветвящихся оболочек вращения при использовании КЭ одной мерности и дискретных элементов треугольной формы с различным числом узловых варьируемых параметров, матрицы жесткости которых формировались на основе векторного способа интерполяции перемещений,

- для ветвящихся оболочек вращения со значительными градиентами
кривизны меридиана или допускающими в процессе эксплуатации жесткие
смещения выполнен сравнительный анализ конечно-элементных решений,
полученных, при повариантном использовании векторной аппроксимации

перемещений и интерполяции компонент вектора перемещения как скалярных величин, доказана высокая эффективность векторного способа аппроксимации перемещений при расчете оболочек вращения с ветвящимся меридианом,

- на основе деформационной теории пластичности разработан алгоритм
расчета ветвящихся оболочек вращения с учетом физической нелинейности
применяемого материала,

- для оболочек вращения со значительной 'Кривизной меридиана и оболочек,
допускающих смещения как жесткого целого выполнен сравнительный анализ
конечно-элементных решений, полученных при использовании изопараметрических
конечных элементов и конечных элементов, геометрические параметры которых
вычислялись по точным формулам, описывающим срединную поверхность

Достоверность результатов диссертационной работы основывается на сопоставлении результатов тестовых примеров, полученных с помощью разработанного алгоритма, с результатами исследований, достигнутыми аналитическим путем по общеизвестным формулам, с результатами, полученными другими авторами, а также на основании анализа сходимости вычислительного процесса при различном количестве дискретных элементов рассчитываемых конструкций и различном числе шагов нагружения при решении физически нелинейной задачи

Практическая ценность диссертационной работы заключается в разработке корректных кинематических и статических условий сопряжения нескольких оболочек вращения, разработке алгоритмов расчета оболочечных конструкций с ветвящимся меридианом при использовании элементов дискретизации, матрицы жесткости которых формировались на основе векторной аппроксимации перемещений Математические алгоритмы, реализующие теоретические результаты диссертации, включены в программный комплекс для компьютеров класса Pentium по расчету на прочность нефтехимических аппаратов с учетом физической нелинейности материала, внедренный в Волгоградском представительстве ин кенерно-технологического предприятия ОАО «ОРГЭНЕРГОНЕФТЬ»

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на международной научно-практической конференции, посвященной 40-летию

эколого-мелиоративного факультета «Современные оросительные мелиорации-состояние и перспективы» (Волгоград, 2004), V Российской конференции с международным участием «Смешанные задачи механики деформируемого твердого тела» (г. Саратов, август 2005), на Международной молодежной научной конференции «XXXIII Гагаринские чтения» (г Москва, апрель 2007), на объединенном научном семинаре кафедры «Мелиоративное и водохозяйственное строительство» (ВГСХА г Волгоград,2007)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них три - в
рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК k

Структура и объем работы Работа состоит из введения, пяти і лав, заключения, списка литературы из 193 наименований, содержит 15 рисунков, 15 таблиц Вся работа изложена на 195 страницах

Подобные работы
Проскурнова Ольга Алексеевна
Совершенствование расчетов сочлененных оболочек при упруго-пластическом состоянии материала на основе метода конечных элементов
Кудрявцев Василий Константинович
Напряженно-деформированное состояние и устойчивость ребристых пологих оболочек с учетом ползучести материала
Пуляевский Денис Владимирович
Исследование напряженно-деформированного состояния наращиваемых систем с учетом нелинейной ползучести материала
Ризван Мухаммад
Геометрия, конструирование и исследование напряженно-деформированного состояния оболочек в форме резных поверхностей Монжа общего вида
Иванов Вячеслав Николаевич
Геометрические исследования, формообразование, разработка методов расчета и численный анализ напряженно-деформированного состояния тонкостенных оболочек сложной формы с системой плоских координатных линий
Юшкин Владислав Николаевич
Напряженно-деформированное состояние сочлененных цилиндрических оболочек в трехмерной постановке на основе МКЭ
Бок Хьенг Кристиан Ален
Конструирование и исследование напряженно-деформированного состояния пластин и оболочек с отверстиями вариационно-разностным методом
Соколовская Ирина Юрьевна
Напряженно-деформированное состояние армированных пневмоопорных оболочек и наземных емкостей
Говинд Прасад Ламичхане
Исследование напряженно-деформированного состояния пересекающихся отсеков тонких оболочек методом глобальных элементов
Видюшенков Сергей Александрович
Напряженно-деформированное состояние круглых пластин и сферических оболочек, расположенных на точечных опорах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net