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:

Григорьев Никита Алексеевич. Разработка динамических моделей для анализа вантово-стержневых систем при воздействии торнадо: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.23.17 / Григорьев Никита Алексеевич;[Место защиты: Московский государственный университет путей сообщения].- Москва, 2011.- 24 с.

смотреть введение
Введение к работе:

з Актуальность темы диссертации

В последнее время все чаще появляются сообщения о замеченных торнадо (смерчах) во многих странах мира. Только за 4,5 месяца 2011 года в США было зафиксировано 1200 случаев торнадо. Не смотря на то, что наибольшим образом подвержены этому природному явлению страны Северной Америки, весьма сильные вихри наблюдаются и в других странах, в том числе и в России. Наиболее мощные вихри, проходившие по территории нашей страны были отмечены в г. Иваново в 1984г, в Москве в 1904г, в Новосибирской области в 1994г., во Владивостоке в 1997г., в Благовещенске в 2011г.. Скорости ветра в большинстве из них достигали 92 м/с, а в некоторых случаях превышали и это значение.

В настоящее время задача воздействия торнадо на стержневые и вантовые системы еще не получила исчерпывающего решения. Для анализа рассматриваемого воздействия весьма эффективным является использование численных методов интегрирования уравнений движения, основанных на явных вычислительных схемах. Разработка соответствующих математических моделей и реализация их в виде программных модулей позволяет анализировать сложные пространственные конструкции с возможностью определения предельных параметров ветрового воздействия. Алгоритмы и результаты анализа сложных пространственных систем представляют существенный практический интерес.

Для целей реального проектирования актуальным является исследование поведения схем реальных сооружений с определением значений предельных характеристик торнадо, установление качественных особенностей динамического деформирования систем различного типа.

Целью настоящего исследования является разработка динамических моделей, позволяющих получать характеристики напряженно-деформированного состояния пространственных нелинейных вантово-стержневых систем при воздействии торнадо.

Основными задачами работы являются следующие:

  1. Разработка алгоритмов и отладка программных модулей, позволяющих вводить в расчет ветровую нагрузку от воздействия торнадо.

  2. Исследование динамического процесса ударного взаимодействия предметов, захваченных вихревой воронкой.

  3. Совершенствование учета сил демпфирования при анализе нелинейного динамического поведения вантово-стержневой системы.

  4. Анализ поведения конструкций различного типа при воздействии торнадо с выявлением предельных характеристик торнадо.

  5. Анализ области возможного использования квазистатических решений для определения параметров динамического деформирования вантово-стержневых систем при воздействии торнадо.

Научная новизна работы:

  1. Получена математическая модель для исследования динамического поведения сложных нелинейных пространственных вантово-стержневых систем при воздействии торнадо.

  2. Определены предельные характеристики торнадо для сложных пространственных нелинейно-деформируемых систем (крупногабаритная тросовая антенна, висячий и вантовый мосты, сквозное пролетное строение моста) с анализом возможности последовательных разрушений.

  3. Развит вычислительный алгоритм для моделирования ударного взаимодействия предмета, захваченного торнадо, с элементом вантовой системы. Дан пример применения алгоритма.

  4. Разработана методика определения невыгодной траектории движения торнадо и дан пример ее использования для пространственной стержневой фермы.

  5. Разработан способ учета внутреннего трения в материале, основанный на обобщенной модели Прандтля. Получена и реализована экспериментальная методика определения характеристик внутреннего трения.

Практическая ценность работы заключается в:

  1. Полученных предельных параметрах торнадо для конкретных систем (мачтовая система, крупногабаритная тросовая антенна, висячий мост)

  2. Расширении возможностей пакета прикладных программ по расчету ван-тово-стержневых систем.

  3. Определении возможности использования квазистатических решений, приближенно заменяющих динамический анализ.

Достоверность результатов.

Достоверность результатов подтверждается использованием численных алгоритмов, основанных на законах механики; сопоставлением результатов численного моделирования с экспериментальными данными; сравнением полученных решений с решениями, полученными другими методами; использованием общепринятой модели ветрового воздействия; исследованием сходимости полученных результатов при уменьшении шага по времени и изменении размеров дискретных элементов расчетной схемы.

Апробация работы была проведена на:

Научно-практической конференции Неделя науки - 2009 «Наука МИИТа - транспорту», 2009 г.

Международной конференции по проблемам теоретического анализа поведения зданий и сооружений при различных видах воздействий «Актуальные проблемы исследований по теории сооружений». ЦНИИСК им. Кучеренко - г. Москва 2009 г.

Научно-практической конференции Неделя науки - 2010 «Наука МИИТа - транспорту», 2010 г.

XI Всероссийской научно-технической конференции и школы молодых ученых, аспирантов и студентов «Научные исследования и разработки в области авиационных, космических и транспортных систем» (АКТ-2010) I тур. г. Москва, 2010 г.

XI Всероссийской научно-технической конференции и школы молодых ученых, аспирантов и студентов «Научные исследования и разработки в области авиационных, космических и транспортных систем» (АКТ-2010) II тур. Таруса, 2010 г.

68-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) (секция надежности и проблем качества в автотранспортном комплексе) г. Москва, 2010 г.

Научно-практической конференции Неделя науки - 2011 «Наука МИИТа - транспорту», 2011 г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах, 4 из которых опубликованы в издании, рекомендованном ВАКом.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов и списка литературы из 142 наименований. Общий объем диссертации составляет 127 страниц, в текст включены 79 рисунков и 12 таблиц.


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