Изгибание и задачи расчета тонких упругих оболочек в форме прямого и развертывающегося геликоидов на распределенную нагрузку и осадку одной из криволинейных опор

• Автор: Рынковская, Марина Игоревна
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 217 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Анализ исследований по статическому и динамическому расчету и применению геликоидальных оболочек в машиностроении и строительстве
1.1. Анализ возможностей применения тонких оболочек в современных условиях
1.2. Применение линейчатых винтовых и винтообразных конструкций и сооружений в строительстве и машиностроении
1.3. Анализ современного состояния теории расчета тонких винтовых и винтообразных оболочек
1.3.1. Аналитические методы
1.3.2. Численные методы
ГЛАВА 2. Геометрия геликоидальных поверхностей
2.1. Геликоидальные поверхности с произвольной образующей кривой
2.2. Линейчатые винтовые геликоиды
2.3. Круговые винтовые поверхности
ГЛАВА 3. Аналитическое и численное решение задачи расчета пологой прямой геликоидальной оболочки
3.1. Уравнения равновесия, физические и геометрические соотношения
для пологой прямой геликоидальной оболочки
3.2. Аналитический расчет прямого геликоида с помощью разложения решения в тригонометрические ряды по модифицированной методике В.Г. Рекача
3.3. Численные эксперименты по модифицированному методу В.Г. Рекача
3.4. Расчет геликоидальной оболочки с применением метода конечных элементов на расчетном комплексе ЛИРА 9.
3.5. Основные выводы по главе
ГЛАВА 4. Исследование асимптотического метода малого параметра для аналитического и полуаналитического расчетов торсов-геликоидов
4.1. Расчетные предпосылки
4.2. Асимптотический метод малого параметра для аналитического
расчета торса-геликоида
4.3. Тестовые примеры расчета торса-геликоида по асимптотическому методу малого параметра
4.4. Полу аналитический метод малого параметра для расчета длинного
пологого торса-геликоида
4.5. Аналитический расчет длинного пологого торса-геликоида на осадку одной из криволинейных опор по аналитическому асимптотическому методу малого параметра
4.6. Основные выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Пример расчета прямого геликоида по модифицированной
методике В.Г. Рекача
Приложение 2. Численные результаты расчета прямого геликоида на
программном комплексе Лира 9.
Приложение 3. Пример аналитического расчета пологого торса-геликоида
по асимптотическому методу малого параметра
Приложение 4. Пример полуаналитического расчета пологого торса-геликоида
по асимптотическому методу малого параметра
Приложение 5. Пример аналитического расчета пологого торса-геликоида по асимптотическому методу малого параметра на осадку одной из криволинейных опор
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последнее время большую актуальность приобрели вопросы развития инфраструктуры, увеличения строительных объемов при уменьшении площади застройки, а также привнесения новых архитектурных форм в типовые строения общественно-хозяйственного назначения. В связи с этим широкое применение получили конструкции винтовых пандусов, транспортных развязок и других сооружений, в основе которых лежат винтовые поверхности. Такие конструкции позволяют не только разнообразить архитектуру автомобильных стоянок, торговых комплексов и транспортных систем, но и сэкономить площадь застройки.
Одной из актуальных проблем современных городов с большой плотностью населения является проблема развития транспортной инфраструктуры. Решением данного вопроса может служить устройство современных транспортных сооружений, таких как сложные многоярусные развязки, путепроводы и эстакады, а также комплексный подход к вопросам размещения временных стоянок и пунктов хранения транспортных средств.
Транспортные развязки, оторванные от земли и возвышающиеся над плотной городской застройкой, пронзая городской воздух, дорожные тоннели, скрывающиеся под землей, а также подземные автостоянки, предназначенные как для временного, так и для постоянного хранения автомобилей, успели зарекомендовать себя как логичное и современное решение транспортных проблем.
В автостоянках большой вместимости и этажности чаще всего применяются спиральные рампы в форме прямого геликоида. В автодорожном строительстве возможно применение развертывающегося геликоида в качестве геометрических моделей откосов насыпи при подъеме и закруглении дороги.
Первым, кто обратил внимание на геометрию линейчатых геликоидов, был Архимед, который создал «винт Архимеда» (торс-геликоид). Расчетами винтовых оболочек начали интересоваться еще в 1960-е годы, а первый

поршневого принципом работы: если в поршневом компрессоре происходит ударное сжатие воздуха, то винтовой компрессор нагнетает воздух последовательно, посредством винтовой пары. Винтовая пара засасывает воздух, вращаясь в резервуаре с маслом, что обеспечивает низкий коэффициент трения, дополнительное масляное уплотнение, гарантирующее герметичность системы, а также эффективный теплоотвод от рабочей зоны. В результате — высокий КПД и незначительное превышение температуры сжатого воздуха по сравнению с температурой на входе.
Современные винтовые компрессоры предназначены для интенсивной продолжительной работы в тяжелых условиях, комплектация компрессора зависит от климатических условий потребителя, а огнестойкая шумоизоляция обеспечивает бесшумную работу компрессора.
В 1995г. А. Тераока (А1зио Тегаока, Испания) в статье [28] описывает конфигурацию профилированной винтовой нарезки на цилиндрической поверхности нагнетательного винта в корпусе машины для литья под давлением. Изложена процедура экспериментального исследования напряжений. Обсуждается влияние температуры в диапазоне от 190° до 220°.
Винтовые оболочки в виде прямых и косых геликоидов встречаются в шнековых прессах [29]. Отжимающие шнековые прессы используются там, где речь идёт об удалении жидкости из волокнистых материалов. Отжим материала необходим для снижения транспортных расходов и за счёт высокой степени отжима достигается возможность доставки материала к месту сжигания или к месту свалки отходов. Этим дополнительно в значительной степени снижаются расходы на утилизацию, так как за отжатые жидкости, как правило, уже не требуется уплачивать никаких дополнительных сборов на утилизацию. Области применения для этой машины очень разнообразны. Главным образом, отжимающие шнековые компакторы используются в производстве бумаги для отжима выбракованной продукции. Процесс отжима базируется на механическом подводе давления. Используемая техника намного эффективнее других систем разделения ма-