Влияние подкреплений в виде наклонных ребер жесткости на устойчивость судовых пластин

• Автор: Васильева, Лариса Александровна
• Шифр специальности: 05.08.01, 05.08.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 134 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАСТИН С ПОДКРЕПЛЕНИЯМИ И ВЫРЕЗАМИ 1.1 Обзор работ по устойчивости пластин с подкреплениями в

виде ребер жесткости

1.2. Обзор работ, посвященных вопросам устойчивости пластин с

вырезами.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАСТИН, ПОДКРЕПЛЕННЫХ НАКЛОННЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ, ПРИ СДВИГЕ

2.1. Общее решение задачи об устойчивости пластины методом

2.2. Устойчивость удлиненной свободно опертой пластины при сдвиге.

2.3. Устойчивость прямоугольной пластины при сдвиге.

2.4. Анализ результатов.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАСТИН, ПОДКРЕПЛЕННЫХ НАКЛОННЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ ПРИ СЖАТИИ
3.1. Устойчивость прямоугольной свободно опертой пластины, подкрепленной наклонными ребрами жесткости,
при сжатии аппроксимация прогиба одинарным рядом по синусам.
3.2. Устойчивость прямоугольной пластины при сжатии аппроксимация
прогиба двойным рядом по синусам.
3.3. О возможном подходе к решению задачи устойчивости пластины с вырезом.
3.4. Анализ результатов.
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ПЛАСТИН НА УСТОЙЧИВОСТЬ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1. Основные принципы расчета пластин на устойчивость МКЭ
4.2. Выбор типа конечного элемента
4.3. Решение уравнения устойчивости.
4.4. Результаты расчта сплошной прямоугольной пластины, подкрепленной наклонным ребром жесткости, при сжатии,
сдвиге и пластины с вырезом на устойчивость.
4.5. Анализ результатов.
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАСТИН, ПОДКРЕПЛЕННЫХ НАКЛОННЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ ПРИ СДВИГЕ
5.1. Условия подобия при моделировании устойчивости пластин.
5.2. Технология изготовления моделей из стали и установка для экспериментальных исследований устойчивости пластин с подкреплениями в виде ребер жесткости при сдвиге
5.3. Сопоставление численного решения с результатами испытаний моделей из стали .
ГЛАВА 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУКТИВНОМУ ОФОРМЛЕНИЮ ПОДКРЕПЛЕНИЙ ПЛАСТИН НАКЛОННЫМИ РЕБРАМИ ЖЕСТКОСТИ
6.1. Рекомендации по определению критической жесткости ребер.
6.2. Рекомендации по конструктивному оформлению подкреплений .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ОСНОВНОЙ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Г. Налоева [-], Н. В. Барабанова, H. A. Иванова [3-6], А. С.Космодамианского [], И. Н. Преображенского [], Г. П.Шемендюка [], В. П. Суслова и Л. И. Коростылева [], Притыкина И. А. [] и др. Kumai Т [] , Levy S. Mori М. Anderson R. G., Irons В. М. и Zenkiewicz О. С. [] и ДР. В работах В. Н. Бугакова [,] анализируется вид повреждений . При ремонте повреждений рекомендуется установка как горизонтальных, так и наклонных ребер жесткости. Путем проведения испытаний на моделях в 1/4 натурной величины установлено, что коэффициент увеличения предельной нагрузки изменяется от 1,1 до 1,6. Повреждения стенок флоров и стрингеров с вырезами наблюдаются как на морских, так и на речных судах [7, , ]. Причем характерным видом повреждений является потеря устойчивости стенки флора в районе выреза Причиной потери устойчивости являются сжимающие или сдвигающие усилия, при которых происходит выпучивание стенок. Значительные сдвигающие усилия появляются в днище судна при слеминге или посадке судна на мель. Исследованию устойчивости пластин с вырезами посвящено значительное число работ как теоретических, так и экспериментальных [5,6,,,,,,,], поэтому в данной работе ставится задача обобщить имеющиеся результаты. Как показали результаты экспериментов, проведенных Г. С.Чувиковским и М. К. Смирновой [J, почти все конструкции подкреплений пластин с вырезами приводят к значениям эйлеровых касательных напряжений больше эйлеровых напряжений сплошных пластин без подкреплений. Другими словами, эффект подкрепления не только восстанавливает устойчивость пластины с вырезом, но и делает ее более высокой по сравнению с пластиной без выреза Правда, в работе И. Д. Шаньгина [] результаты экспериментов, проведенных на стальных моделях, оказались несколько иными: наличие подкреплений в районе выреза как в виде горизонтальных, так и вертикальных ребер жесткости • или подкрепление выреза пояском не компенсировало потери устойчивости пластины вследствие наличия выреза. Анализ, проведенный в работах [3,4], показал, что для стальных пластин при деформации сдвига потеря устойчивости происходит при напряжениях ниже предела текучести материала, если отношение толщины пластины к ее меньшему размеру в плане t/a не превышает 0,5-0,. Подкрепления вырезов приводят к изменению условий работы пластин в зависимости от характера подкреплений. Исследования в работах [3, ] показали, что если критические напряжения сплошной пластины меньше соответствующего предела текучести, то пластину с вырезами следует подкреплять ребрами, установленными вдоль кромок выреза. Это относится к пластинам с отношением толщины к ширине t/a< 0,. В случае, когда а^ больше напряжений текучести (для пластин с t/a > 0,), более рациональной является установка подкрепляющих колец по контуру выреза. Это позволяет снизить напряжения в ослабленных сечениях пластины и предотвратить появление пластических шарниров. В работе Г. П. Шсмендюка [] даются рекомендации по выбору геометрических размеров колец. К - числовой коэффициент, определяемый для сплошной пластины в зависимости от отношения сторон. Для квадратной пластины с круглым вырезом редукционный коэффициент принимает значения /7=0. Примерно4 к таким же результатам приводит и эффект выреза при сжатии пластины с квадратным отверстием []. Испытания моделей с иеподкрепленными вырезами на сдвиг показали [5,6], что такие вырезы снижают величину предельной нагрузки, при которой происходит образование пластических шарниров, до %. Такие пластические шарниры появляются до потери устойчивости в относительно толстых пластинах с t/a> 0,. В работе Anderson R. G., Irons В. М. и Zcnkiewicz О. С. [] решена задача устойчивости пластины с вырезом при сдвиге методом конечных элементов. Рассмотрена устойчивость квадратной жестко-заделанной пластины с круглым вырезом в зависимости от отношения d/a. К = ,8-d/a, где d-диаметр выреза, а - сторона квадратной пластины. Сопоставление расчета с результатами эксперимента оказалось удовлетворительным в диапазоне выреза 0, I< d/a< 0,2. В работе Шаньгина И.