Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0424U000283, Кандидатська дисертація На здобуття Кандидат технічних наук Дата захисту 18-10-2024 Статус Захищена Назва роботи Cтійкість та власні коливання пружних неоднорідних оболонок при термомеханічних навантаженнях Здобувач Калашніков Олександр Борисович, Керівник Лізунов Петро Петрович Опонент Козуб Юрій Гордійович Опонент Шлюнь Наталія Володимирівна Опис Дисертаційна робота присвячена розробці методу комплексного дослідження нелінійного деформування, стійкості та власних коливань тонких пружних багатошарових оболонок, які мають складну форму та геометричні особливості за товщиною і знаходяться під дією статичного термомеханічного навантаження, та розробці методології моделювання термопружних характеристик односпрямованого композитного волокнистого матеріалу в скінченноелементній моделі оболонки. Методи дослідження стійкості та власних коливань оболонок неоднорідної структури ґрунтуються на ефективному підході, за яким тонкі оболонки розглядаються як тривимірні тіла, а їхня поведінка описується співвідношеннями геометрично нелінійної тривимірної теорії термопружності. Уточнена розрахункова модель оболонок побудована на базі використання універсального тривимірного скінченного елемента та залученні моментної схеми скінченних елементів. Прийнятий уніфікований підхід надає можливість досліджувати деформування та власні коливання пружних оболонок різних класів (сталої, гладко- та ступінчасто-змінної товщини, з отворами, з багатошаровою структурою матеріалу тощо) у рамках єдиної методології. Даний підхід дозволяє аналізувати поведінку пружних оболонок, що знаходяться під дією складного (комбінованого) термомеханічного навантаження. У рамках скінченноелементної моделі багатошарової оболонки розроблено методику моделювання властивостей односпрямованого волокнистого композитного матеріалу та розроблено нову модифікацію універсального тривимірного багатошарового СЕ, матеріалом шарів якого є КМ, армований паралельними безперервними волокнами. Новий СЕ побудовано на основі просторового ізопараметричного 8-ми вузлового багатошарового СЕ з полілінійними функціями форми, матеріалами шарів якого є традиційні матеріали. Визначення ефективних характеристик КМ здійснюється за структурними мікромеханічними параметрами його компонентів на основі відомих методик прогнозування термопружних сталих для даної моделі композиту. Це дало змогу поширити метод аналізу поведінки пружних оболонок, виготовлених з традиційних матеріалів, на задачі дослідження стійкості та власних коливань багатошарових волокнистих композитних оболонок. Дослідження процесів геометрично нелінійного деформування оболонки базується на загальній лагранжевій постановці варіаційної задачі у приростах, коли процес деформування подається як послідовність рівноважних станів при достатньо малих кроках термомеханічного навантаження. Використано модель лінійно-пружного суцільного середовища, властивості якого відповідають узагальненому закону Дюамеля-Неймана, при великих переміщеннях і малих деформаціях. Метод комплексного аналізу стійкості та власних коливань оболонок побудовано як двохетапний алгоритм, що реалізується на кожному кроці приросту навантаження і дає змогу виконувати модальний аналіз конструкції з урахуванням переднапруженого стану. За таким підходом момент втрати стійкості конструкції може бути визначений одночасно за статичним і динамічним критеріями. Обґрунтовано ефективність і достовірність розробленого методу шляхом проведення чисельних досліджень збіжності та точності розв’язків, а також порівняльного аналізу результатів з даними інших авторів і з результатами розрахунку із залученням програмних комплексів ЛІРА-САПР, SCAD, NASTRAN. Досліджено вплив геометричних параметрів конструктивних елементів оболонок і параметрів термомеханічного навантаження на нелінійне деформування, стійкість та власні коливання пружних оболонок. Можливості методу продемонстровано на прикладі розв’язання задачі щодо власних коливань складеної композитної оболонки – обтічника літального апарату. Ключові слова: тонка пружна оболонка, ступінчасто-змінна товщина, геометрично нелінійне деформування, стійкість, власні коливання, термомеханічне навантаження, універсальний тривимірний скінченний елемент, моментна схема скінченних елементів, волокнистий односпрямований композитний матеріал. Дата реєстрації 2024-11-04 Додано в НРАТ 2024-11-04 Закрити