Разработка методики расчета жесткой дорожной одежды с решетчатой плитой в основании

• Автор: Лаптев, Олег Павлович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 183 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ ЖСТКОГО ТИПА

1.1 КРАТКИЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД .ЖСТКОГО ТИПА И МЕТОДОВ ИХ РАСЧТА.

1.2 КОНСТРУКЦИЯ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ СО СКРЕПЛННЫМИ СЛОЯМИ.

1.3 ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ.

1.4 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИИ.

Глава 2. РАСЧТНЫЕ СХЕМЫ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ С РЕШЕТЧАТОЙ

ПЛИТОЙ В ОСНОВАНИИ И АНАЛИЗ РАБОТЫ СОСТАВЛЯЮЩИХ ИХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1 ВАРИАНТЫ РАСЧТНЫХ СХЕМ.

2.2 АНАЛИЗ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТА ПЕРВОЙ РАСЧТНОЙ СХЕМЫ

2.2.1 Геометрия элемента с переменной по длине формой сечения, изменяющейся по линейному закону
2.2.2 Момент инерции кручения.
2.2.3 Аналитическое решение.
2.2.4 Конечно элементный подход
2.3 ЭЛЕМЕНТ ВТОРОЙ РАСЧТНОЙ СХЕМЫ
2.3.1 Геометрия элемента с переменной по длине
формой сечения, изменяющейся по нелинейному закону.
2.4 АНАЛИЗ СХЕМ И ВЫБОР ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ
РАСЧТНОЙ СХЕМЫ.
лава 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НА БАЛОЧНЫХ МОДЕЛЯХ
3.1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ЭКСПЕРИМЕНТА.
3.2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.
3.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВАМ 2 и 3.
лава 4. КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНАЯ МОДЕЛЬ РЕШТЧАТОЙ ПЛИТЫ, КАК СИСТЕМА ПЕРЕКРСТНЫХ БАЛОК НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ
4.1 ИСХОДНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ И ГИПОТЕЗЫ
4.2 ФУНКЦИОНАЛ ПОЛНОЙ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ СТЕРЖНЯ, РАБОТАВДЕГО В УСЛОВИЯХ СЛОЖНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ.
4.3 ПОСТРОЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ МАТРИЦЫ ЖСТКОСТИ.
4.4 ЛОКАЛЬНЫЙ ВЕКТОР УЗЛОВЫХ НАГРУЗОК
4.5 БАЛКА НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ
4.5.1 Выбор модели упругого основания
4.5.2 Расчтная модель балки на упругом основании.
4.6 МОДЕЛЬ РЕШТЧАТОЙ ПЛИТЫ В ВИДЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕКРСТНЫХ БАЛОК НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ
4.6.1 Формирование глобальной матрицы жсткости
4.6.2 Глобальный вектор свободных членов.
4.7 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ А
эва 5. ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ С РЕШЕТЧАТОЙ ПЛИТОЙ В ОСНОВАНИИ
5.1 РАСЧТНАЯ МОДЕЛЬ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ С
РЕШТЧАТОЙ ПЛИТОЙ В ОСНОВАНИИ
5.2 ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ РАСЧТНОЙ МОДЕЛИ
5.2.1 Система разрешающих уравнений.
5.2.2 Численное решение.
5.3 СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ
5.3.1 Цели и задачи испытаний.
5.3.2 Материалы и оборудование
5.3.3 Методика исследований
5.3.4 Обработка результатов испытаний
5.3.5 Оценка экспериментального статистического ряда
испытаний и выбора закона его распределения6 5.3.6 Результаты испытаний.
5.4 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.5 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕШТЧАТОЙ ПЛИТЫ НА ЖСТКОСТЬ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ
5.6 ЕЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
Глава 6. НАПРЯЖННОЕ СОСТОЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ С РЕШТЧАТОЙ ПЛИТОЙ В ОСНОВАНИИ
6.1 НАПРЯЖЕНИЯ В РЕШТЧАТОЙ ПЛИТЕ
6.1.1 Напряжения в стержневом конечном элементе
6.1.2 Напряжения в рештчатой плите при е центральном загруженни
6.1.3 Напряжения в рештчатой плите при е
краевом загружешш.
6.2 НАПРЯЖЕНИЯ В КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЯХ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖШ
6.2.1 Моделирование конструкции дорожной одежды с
целью определения напряжений
6.2.2 Численное решение.
6.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 6
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


При гом отмечается, что во многих случаях замена дискретной схемы юружения соответствувдей континуальной схемой может приводить к 'щественным погрешностям в расчёте. Расчёту регулярных стержневых систем посвящены работы 1,,,]. Применительно к плитам на упругом основании методы счёта регулярных систем получили развитие в работах [,]. Жёсткие дорожные и аэродромные покрытия чаще всего представляют собой однослойные, двух- или трёхслсйные плитные конструкции. По сравнению с размерами плиты в плане А и В, толщина плиты h является величиной малой, а прогибы ю малы по сравнению с толщиной, поэтому плиты могут быть отнесены к категории тонких. Классификация плит и математическое описание их изгиба приведено в работе A. B. Александрова 1. Среди моделей тонких плит, лежащих на упругом основании, следует выделить бесконечную, полубесконечную и четвертьбеско-нечную плиты, а также плиты конечных размеров. Первое решение задачи изгиба плиты на упругом основании получено Г. Герцем С] для бесконечной пластинки. В решении использована модель основания Винклера. Решение задачи Г. Герца для модели упругого полупространства впервые получено С. Еойновским- Кригером []. О.Я. Шехтер [3 и М. И.Горбуновым- Посадовым [] разработаны практические методы расчёта бесконечных и полубесконечных плит на упругом основании. Ортотропные и изотропные плиты с двумя коэффициентами постели рассмотрены В. А.Киселёвым [3. П.М. Варвак и А. Я.Амиро решили задачи расчёта шарнирносоединённых полубесконечных пластин и полос (без учёта упругого основания) методом сеток [. Важными для практики, но более трудными для решения являются плиты конечных размеров. Основная трудность заключается в необходимости удовлетворения граничным условиям, что в некоторых случаях не всегда возможно. М.Б. Ксрсунского [1. Им были получены решения для всех компонентов тензора напряжения, которые в настоящее время широко применяются для расчётов дорожных покрытия нежёсткого типа. Развитие слоистых сред нашло отражение в работах B. C. Машина и Г. С. Шапиро ['3. При выборе модели грунтового основания необходимо помнить, ! Поэтому в расчётах приходится допускать 'Пределёкную степень идеализации, которая в основном определяется арактером работы основания и исследуемой конструкции. При расчёте конструкций на упругом основании вопросам выбора одели упругого основания посвящены работы [,3. В последние года появились работы, направленные на решение адач расчёта многослойных вязко- упругих оснований (3. В начале -х годов основные усилия были направлены на издание эффективных методов расчёта, связанных с ЭВМ. И.А. Медникова [1, В. И. Горецкого [3 и других авторов. Второй- расчёт слоистых :стем, основанный ка применении численных методов. Остановимся подробнее на численных методах. Наиболее спространёнными методами являются метод конечных разностей КР), вариационно- разностный метод (В? М), дифференциально-зностный метод (ДРМ), метод конечных элементов (МКЭ) и др. При этом система дифференциальных уравнений в частных производных заменяется системой алгебраических уравнений. В настоящее время наиболее универсальным и эффективным численным методом является метод конечных элементов, ПОЗВОЛЯЮЩИЙ при наличии современных ЭВМ решать сложные краевые задачи и задачи, построенные на уточненных предпосылках. Число публикаций по МКЭ продолжает расти и список их столь велик, что становится невозможным перечислить всех авторов. Наличие прекрасных обзоров по МКЭ, выполненных О. С. Зенкевичем [1, Л. А. Розиным [], В. А. Постковкм 3], A. C. Городецким [3, П. М. Барваком [], Галла-гером Р. A.SD. Медниковым [3 и многими другими авторами, облегчает работу автора и сводит её к краткому анализу основных исследования по МКЭ при расчёте слоистых конструкций. Реализация технической теории изгиба плит на упругом основании методом конечных элементов осуществлена во многих отечественных работах [3,,,,,,,,3, а также в. Завершая краткий обзор работ по конструкциям дорожных одежд жёсткого типа и методам их расчёта, необходимо отметить, что задачи, связанные с проектированием и расчётом конструкций на упругом основании, актуальны и по сегодняшний день.