Расчет и рациональное проектирование криволинейных труб из армированных пластиков при статическом нагружении

• Автор: Светличная, Виктория Борисовна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи
1.1. Задача Кармана для тонкостенной криволинейной трубы
1.2. Расчет и проектирование трубопроводов из армированных пластиков при кратковременном статическом нагружении
1.3. Постановка задачи исследований
Глава 2. Уравнения общей теории расчета тонкостенных криволиней-ных труб из ортотропного слоистого материала
2.1. Разрешающие уравнения
2.2. Решение разрешающей системы уравнений в общем виде
2.3. Напряженно-деформированное состояние криволинейной трубы
2.4. Особенности пространственного изгиба криволинейной трубы Краткие выводы
Глава 3. Особенности расчета труб с различными параметрами длины и кривизны
ф 3.1. Расчет длинных криволинейных труб без учета граничных
условий на концах
3.2. Решение задачи для трубы с фланцами на концах
3.3. Напряженно-деформированное состояние для криволинейной трубы с фланцами на концах
3.4. Решение для трубы с начальными малыми отклонениями сечения от правильной круговой формы
Краткие выводы

Глава 4. Экспериментальное и численное определение жесткости и прочности криволинейных труб из армированных пластиков
Ф 4.1. Определение механических характеристик армированных
пластиков
4.2. Экспериментальное и численное определение напряженно-деформированного состояния, прочности и жесткости криволинейных
труб из армированных пластиков
4.3. Выбор критерия прочности для материала труб
Краткие выводы
Глава 5. Прочность и рациональное проектирование криволинейных труб из армированных пластиков
® 5.1 Определение предельных нагрузок криволинейных труб из армированных пластиков при кратковременном статическом нагружении
5.2. Проектировочный и проверочный расчеты на прочность криволинейных труб из армированных пластиков
5.3. Оптимальное армирование криволинейных труб из армированных пластиков
Краткие выводы
Заключение
Библиографический список
а Приложение

Широкое применение полимерных композиционных материалов (ПКМ) для изготовления элементов конструкций различного назначения обусловлено необходимостью повышения ресурса, надежности, улучшения весовых, экономических и других тактико-технических показателей проектируемых конструкций. Неотъемлемой частью конструкций современной техники являются трубопроводы. С одной стороны, это элементы транспортировки продукта и питания машин, технологических установок, с другой - элементы гидроавтоматики и управления. Их надежность и безотказность в решающей степени определяют ф работоспособность конструкции в целом.
В настоящее время в мире производится более двухсот тысяч тонн труб из ПКМ в год [98]. Трубопроводы из ПКМ нашли широкое применение в нефтяной и газовой промышленности, в химическом машиностроении, коммунальном хозяйстве. Особое место они занимают в конструкциях авиационной и ракетно-космической техники. Это связано с тем, что эксплуатацию трубопроводов летательных аппаратов (ЛА) отличает высокий уровень напряженности. Одновременно к ним предъявляют повышенные требования по прочностной надежности при жестких ограничениях по массе и габаритам. Например, масса металлических трубопроводов, замененных на стеклопластиковые в конструк-

ции аэробуса "Ил-86", составила около трех тонн [37, 123]. Применение композитных трубопроводов облегчает аналитическую и плазовую увязку сложных трубопроводных трасс при конструктивной компоновке оборудования в отсеках. При этом снижается трудоемкость установки трубопроводов в местах крепления к каркасу и стыковки друг с другом. Изготовление фланцевых и клеевых соединений композитных трубопроводов, обеспечивающих высокую точность сопряжения труб между собой, с агрегатами и готовыми изделиями при ® большой насыщенности приборных отсеков также упрощается.

Из (2.32-2.34) видно, что система (2.32) нелинейная относительно параметров нагрузки, хотя относительно неизвестных функций эти уравнения линейны.
Правая часть уравнений системы (2.32) зависит от нагрузки и значений функций /т . и производных, найденных в предыдущих приближениях
зависимость выражается в виде: Ртп = Р'пп +Р„", , где слагаемые Рлгп определяются только линейными членами, а Р"т - нелинейными. Значение Ртп для первых трех приближений метода малого параметра п = 1,2,3 определяются следующими выражениям:
при т? — 1: Р2Л! =-12цМ* , Р^х = 218/иМ* , Р^ =... = 0 ,
т+2
при п = 2,3:
Ртп ^ 1,п ^1,п ) Р>п

(2.35)
где под знаком суммы стоят следующие линейные комбинации функций ft
т,п—J
и их производных:
т±,п
1±1
г IV
Vт±1,п-
ьп,„ - 0 , ь = ±

4(т ± 2)
_ {1У 2 э т±2, /?

М т — 8.

4 (т + 1)(т±1)

Сшп=-Р~

т2 + 3 М

т2 ±т — 4 М
{т±)(т±2)2 р
т Лй.в-1 ’
?и:>(»2±2)[ /«2(3?и±4)
й?„,„ =тт2 -1)
4/я(яз ± 1)(?и ±2) '4

М*р + т2 + р*
Ут±.п-
(т2 + 1)ш2 + — М’ р.
2 т

(2.36)