Вперше на базі R-функцій створено новий ефективний метод для розв'язання динамічних задач теорії пологих оболонок довільної форми в плані. Розвинуто варіаційно-структурний метод R-функцій (RFM) щодо побудови нової структури розв'язання для пластин та оболонок, які мають розрізи (тріщини) на поверхні. Модифіковано та спеціалізовано RFM щодо геометрично нелінійних задач теорії пологих оболонок, що забезпечило створення ефективних засобів комп'ютерної реалізації даного класу задач. Вперше для реалізації задач обраної предметної області створено базу знань, яка містить варіаційні моделі, структури розв'язання, схеми лінеаризації, методи розв'язання крайових задач. Створено проблемно-орієнтовану комп'ютерну систему, яка за інформацією, поданою на професійній мові інженера-механіка, будує та досліджує відповідну комп'ютерну модель. Можливості запропонованої комп'ютерної системи, а також методику її вивчення та застосування проілюстровано на численних прикладах розв'язання крайових задач теорії пластин та оболонок складної форми в плані.

  Скачати повний текст

Розглянуто ряд розрахункових систем (РС) для складання вібронавантажених конструкцій, які містять шаруваті тонкостінні елементи. Розвинуто методи декомпозиції та синтезу РС на основі нових методів модального синтезу. Розроблено комплексну РС дискретно-континуального типу, що уможливлює в адаптивному режимі вираховування напружень у шаруватих елементах, у місцях найбільшої їх концентрації у з'єднаннях. Наведено також один напівевристичний спосіб визначення динамічних характеристик шаруватих тонкостінних елементів, виготовлених із композиційних матеріалів. Уточнено РС для шаруватих тонкостінних елементів, отриманих на основі кінематичних гіпотез. На підставі простих і складних РС досліджено локальні напруження на краю шаруватої структури за різних умов її закріплення. Розв'язано задачу на визначення напружено-деформівного стану у з'єднаннях з еластичними вставками. Визначено жорсткості з'єднання - жорсткий штамп з пружною подушкою (із змінною областю контакту), пружне затиснення пластини та циліндричної оболонки.

  Скачати повний текст

Розроблено методику визначення вісесиметричного термов'язкопружнопластичного геометрично-нелінійного деформування складених оболонок з урахуванням пошкоджуваності матеріалу. Оболонки складаються з ізотропних та ортопропних шарів та перебувають під дією навантажень, що викликають меридіональний напружений стан і кручення. Як рівняння стану для ізотропних шарів використано співвідношення теорії простих процесів навантаження та теорії процесів деформування за траєкторіями малої кривизни, а для ортопропних шарів - закон Гука. Для дослідження пошкоджуваності матеріалу за термов'язкопружно-пластичного деформування використано рівняння Ю.М.Работнова, записане у припущенні, що за стиску пошкоджуваністю матеріалу в елементі тіла можна знехтувати у порівнянні з пошкоджуваністю за розтягу. Як еквівалентне обрано напруження, яке визначається критерієм тривалої міцності, що враховує вид напруженого стану. Розроблено методику визначення параметрів повзучості й тривалої міцності за неізотермічних процесів навантаження й методику визначення дотичних напружень, засновану на числовому інтегруванні рівнянь рівноваги в напруженнях. Розв'язано нові задачі по визначенню вісесиметричного геометрично нелінійного термов'язкопружнопластичного деформування складних оболонок обертання та встановлено нові ефекти за їх руйнування.

  Скачати повний текст

Розглянуто актуальне питання розрахунку напружено-деформованого стану (НДС) оболонок обертання, підкріплених шпангоутами. Застосування методу суперелементів для розрахунку НДС спряжених оболонок обертання дозволило проаналізувати підкріплення шпангоутами складних нетрадиційних форм. Зроблено порівняльний аналіз впливу різних форм шпангоутів відкритого та замкненого профілів на НДС оболонок. Розроблено обчислювальні схеми, які застосовано для знаходження власних частот складених оболонок обертання. Розрахунок секційно-рівноміцних оболонок обертання із конструкційними особливостями було проведено за дворівневою ітераційною схемою. Наведено тексти усіх розроблених програм.

  Скачати повний текст

Наукова новизна роботи полягає у розробленому новому методі та програмному забезпеченні для розрахунку багатоциклічної повзучості та довготривалої міцності циклічно навантажених осесиметричних оболонкових елементів машинобудівних конструкцій. Надано теоретичне обгрунтування методу. Вірогідність результатів підтверджено задовільною відповідністю знайдених чисельних розв'язків з відомими аналітичними та еспериментальними даними. Створено експериментальне обладнання, отримані нові експериментальні дані щодо циклічної повзучості матеріалів та круглих пластин при згині. Встановлено нові закономірності циклічної повзучості оболонок і показано суттєвий вплив циклічної складової навантаження на формоутворення та час до руйнування оболонок при повзучості. Метод орієнтований та використаний для розрахунків на циклічну повзучість оболонкових елементів конструкцій на етапі проектування.

  Скачати повний текст

Розвинуто науковий напрямок вирішення проблеми оптимального проектування оболонкових конструкцій та їх силових елементів, що грунтується на використанні необхідних умов оптимальності у формі принципу максимуму Л.С.Понтрягіна з фазовими обмеженнями. Розроблено нові математичні моделі, методи та числові алгоритми, що суттєво розширюють прикладні можливості та сферу застосування підходу. Запропоновано оригінальні методи імітаційного прогнозування траєкторії та апроксимації коефіцієнтів Фур'є, які суттєво знижують обчислювальні витрати на пошук оптимальних проектів. Сформульовано та розв'язано ряд досить складних задач (несиметричне навантаження, змінна у двох напрямках жорсткість, складові та підкріплені оболонки) відшукання оптимального розділу матеріалу оболонкових конструкцій та їх силових елементів в різноманітних постановках. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження властивостей конструкцій з оптимальними параметрами. Встановлено, що розроблений підхід є ефективним засобом розв'язання задач оптимального проектування, а одержані результати - науковою основою для формування рекомендацій щодо зниження матеріаломісткості оболонкових конструкцій, експертних оцінок їх вагової досконалості, прогнозування та створення конструкцій з наперед визначеними властивостями.

  Скачати повний текст

Вперше на основі системного підходу з використанням методу ідентифікації крайових умов поставлено та розв'язано задачу стійкості просторової тонкостінної системи, що складається з прямокутних і трапецієподібних пластин. Побудовано аналітично-числові розв'язки двовимірних крайових задач теорії пружності у прямокутнику та трапеції, які описують вигин попередньо напружених у своїй площині тонкостінних елементів за довільно заданих на їх межі переміщеннях і кутах повороту. Одержано функціональну матрицю жорсткості межового контуру виділеного блока просторової тонкостінної пластинчатої системи, елементи якої містять невідомий критичний параметр втрати стійкої системи, що дозволяє редукувати задачу стійкості всієї системи до задачі стійкості виділеного блока.

  Скачати повний текст