Экспериментально-теоретическое исследование упругопластического деформирования, потери устойчивости и закритического поведения цилиндрических оболочек с сыпучим заполнителем при изгибе

• Автор: Федорова, Татьяна Георгиевна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание
1. Состояние вопроса
1.1 Методы и результаты экспериментальных исследований устойчивости
цилиндрических оболочек при изгибе
1.2. Методы и результаты теоретического исследования устойчивости
цилиндрических оболочек при изгибе
1.2.1. Аналитические методы оценки устойчивости оболочек при изгибе
1.2.2. Численный анализ устойчивости цилиндрических оболочек при изгибе.
1.3. Выводы из обзора литературы. Цели, практическая значимость и
структура диссертационной работы
2. Экспериментальное исследование устойчивости замкнутых
оболочек вращения с заполнителем при изгибе
2.1. Экспериментальные установки и методика анализа устойчивости
заполненной сыпучим материалом замкнутой оболочки вращения при изгибе
2.2. Квазистатический изгиб консольно-закрепленных тонкостенных
цилиндрических оболочек с заполнителем
2.3. Изгиб цилиндрических оболочек с заполнителем, свободно опертых по
концам на две опоры при нагружении собственным весом и перерезывающими силами
3. Теоретическое исследование устойчивости упругопластических
цилиндрических оболочек с заполнителем при изгибе
3.1. Математическая модель и метод расчета процессов деформирования,
потери устойчивости и закритического поведения оболочечных конструкций с заполнителем в трехмерной геометрически и физически нелинейной постановке
3:2. Атгализ~устойчивости -консолыю-зашемленпых_оболочек вращения с
заполнителем при изгибе
3.3. Анализ устойчивости свободно опертых цилиндрических оболочек с
заполнителем при изгибе под действием собственного веса и перерезывающих сил

4. Численное исследование упругопластического деформирования, потери устойчивости и закритического поведения большегабаритных цистерн для транспортировки сыпучих материалов
4.1. Определение критической весовой нагрузки, приводящей к потере устойчивости цилиндрической обечайки цистерны
4.2. Анализ влияния заполнителя и внутреннего давления на величину критической нагрузки
4.3. Исследование выпучивания торцевой полусферического днища и его влияния на устойчивость цистерны
4.4. 'Анализ влияния длины цистерны для транспортировки сыпучих
материалов на критическую нагрузку при изгибе
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Развитие автомобильных перевозок сыпучих материалов, обладающих малой плотностью (цемент, мука, зерно и т.д.), требует совершенствования конструкций полуприцепов-цистерн, которые должны стать надежным средствам для транспортировки бестарных грузов по дорогам 1-3 категорий условий эксплуатации. Для повышения эффективности перевозки сыпучих материалов автомобильная промышленность стремится освоить производство опрокидываемых при разгрузке тонкостенных большегабаритных цистерн (рис.4.1.1), представляющих собой комбинацию цилиндрической и полусферических оболочек в стальном или алюминиевом исполнении. Конструкция цистерны должна быть безопасной в эксплуатации, экономичной и по возможности обладать минимальной трудоемкостью в изготовлении.
Планируемый рост объемов транспортировки сыпучих материалов требует увеличения габаритов автоцистерн с соблюдением условия максимальной грузоподъемности при минимальной металлоемкости. При рациональном выборе геометрических параметров цистерны одной из главных задач является расчет конструкции на устойчивость. В настоящее время данная проблема до конца не изучена. Большое влияние на величину критической нагрузки играют возмущающие факторы, такие как начальные несовершенства формы оболочки, условий нагружения и т.д., которые трудно поддаются учету. Этим обусловлена актуальность темы диссертации
Для исследования устойчивости замкнутой тонкостенной цилиндрической оболочки, заполненной сыпучим материалом, при изгибе необходимы разработка и верификация на экспериментальных данных математической модели, алгоритма решения и программного обеспечения, которые будут соответствовать .современному уровню компьютерного моделирования.

квазистатический изгиб консольно-закрепленных тонкостенных цилиндрических оболочек с заполнителем;
изгиб цилиндрических оболочек с заполнителем, свободно опертых по концам на две опоры при нагружении собственным весом и перерезывающими силами.
2.1 Экспериментальные установки и методика анализа устойчивости заполненной сыпучим материалом замкнутой оболочки вращения при изгибе
Решение задач устойчивости и закритического поведения тонкостенных цилиндрических оболочек при изгибе предполагает проведение обширных экспериментальных исследований. Для их осуществления необходимы специально разработанные установки и методика испытаний. Для оценки правильности выбранной методики целесообразно сопоставление результатов экспериментов с известными теоретическими результатами, достоверность которых не вызывает сомнений.
Экспериментальный комплекс
Экспериментальный комплекс для исследования устойчивости цилиндрических оболочек при изгибе состоит из специально спроектированного испытательного стенда, нагружающей установки, измерительных приборов, цифровой фотокамеры, осветительного оборудования, персонального компьютера для обработки полученных данных.
Для определения механических характеристик исследуемых образцов применялась испытательная машина ZWlCK-Z030 НИИМ Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Основные технические характеристики испытательной машины г'ШСК-гОЗО:
- диапазон нагрузок: 30 кН
- диапазон скоростей деформаций: 0,0005.. .1000 мм/мин
- форма образцов: плоские 1-3 мм, цилиндрические
- средства измерений: измерители деформаций, измерители силы.
Перемещения нагружаемых образцов замерялись индикаторами часового типа ИЧ-10 по ГОСТ 577-68. Основные технические характеристики:
- диапазон измерений: 0-10 мм