Учет эффектов стесненного сдвига при изгибе балок судового набора

• Автор: Васильченко, Наталья Петровна
• Шифр специальности: 05.08.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Методы приведении трехмерных уравнений теории упругости к уравнениям технической теории изгиба
1.1 Метод гипотез в теории расчета стержней и стержневых систем
1.2 Варианты дифференциальных уравнений равновесия технической теории стержней с учетом деформаций поперечного сдвига
1.3 Интегралы уравнений технической теории изгиба стержней с учетом поперечного сдвига
1.4 Кинематический анализ
1.5 Анализ напряженного состояния при изгибе балок прямоугольнлго поперечного сечения
Глава 2 Анализ локальных эффекгоф при изгибе балки-полоски с учетом деформаций поперечного сдвига
2.1 Результаты точного решения задачи от изгиба консоли и экспериментальное их подтверждение
2.2 Общие замечание о конечноэлементом алгоритме решения плоских задач теории упругости
2.3 Условия сходимости численного решения к точному
2.4 Треугольные плоско- напряженные элементы
2.5 Прямоугольные элементы
2.6 Принцип независимой аппроксимации при построении матрицы жесткости прямоугольного элемента с повышенным порядком непрерывности
2.7 Автоматизированный алгоритм построения матрицы жесткости элементов при решении плоской задачи теории упругости
2.8 Решение плоской задачи теории упругости методом конечных элементов
Глава 3 Расчет стержней с учетом деформаций поперечного сдвига
3.1 Общие замечания
3.2 О традиционном подходе в выборе функций (у)
3.3 Формулы сопротивления материалов для касательных напряжений при прямом поперечном изгибе
3.4 Определение касательных напряжений в точках сечений сварных и катаных балок. Новое решение
3.5 Распределение поперечных касательных напряжений в полках тонкостенных балок
3.6 О корректности гипотезы единой кривой
3.7 Основные формулы для определения компонентов напряженного состояния двутавровых балок
3.8 Основные выводы
Глава 4 Решение задач изгиба стержней с учетом сдвига методом конечных элементов
4.1 Метод С.П. Тимошенко. Основные зависимости
4.2 Особенности решения задач МКЭ на основе функционала (4.13)
4.3 Решение задач изгиба на основе функционала 2-го порядка
4.4 Учет локальных эффектов напряженного состояния. Вариационноразностная версия метода конечных элементов
4.5 Определение компонентов напряжений
4.6. Результаты численного решения задач изгиба балок сучетом эффектов стесненного сдвига
4.7. Анализ напряженно-деформированного состояния судовых конструкций с учетом эффектов стесненного сдвига
Заключение
Приложение
С писок литературы

ВВЕДЕНИЕ
В течение многих лет после начала стального судостроения наблюдалось копирование конструкций деревянных судов с учетом своеобразных свойств нового материала, которые существенно отличаются от дерева. Однако отсутствие опыта эксплуатации и недостаточные возможности научного анализа приводили к существенным ошибкам при назначении размеров связей корпуса. Эго в свою очередь приводило к авариям. По мере накопления опыта эксплуатации построенных из стали судов размеры связей корпуса и наружной обшивки начали выбирать по прототипу. Этот метод заключался в использовании данных по корпусным конструкциям судов, хорошо себя зарекомендовавших в эксплуатации. Определение размеров конструкций корпуса по таблицам правил классификационных обществ, которые были составлены по осредненному опыту эксплуатации судов в течение многих лет, было единственным методом проектирования конструкций судна. Многолетний опыт использования этого метода показал, что практикой эксплуатации выработан удовлетворительный тип тихоходных (до 12 узлов) транспортных судов длиной до 150 м, имевших клепаную конструкцию. При этом размеры связей, обеспечивающих общую продольную прочность, назначались по закономерностям, регламентируемым критерием общей прочности, принятым Международной конвенцией 1930 г. Расчеты же использовались только для контроля после назначения размеров связей по специальным правилам.
По мере развития теории кораблестроения при составлении Правил стали использовать эмпирические формулы и упрощенные представления о работе конструкций (условные представления).
Переход к расчетному проектированию корпусных конструкций наметился значительно позже, чем, например, в строительстве мостов и других береговых сооружений. Это объясняется большой сложностью конструкций корпуса судна, более интенсивными нагрузками, а также их неопределенностью.
В 50-х годах XX века наблюдается развитие новой науки-проектирование корпусных конструкций судов. Серьезным изменениям подверглись Правила классификационных обществ. Это потребовалось в связи с экономической целесообразностью постройки судов больших размеров, особенно танкеров для доставки нефти от места ее добычи к местам потребления, находящимся на больших расстояниях друг от друга. Проектирование таких судов предполагаю использование высокопрочных сталей и было совершенно невозможно без изменения старых Правил, составленных на основе прототипов.
С расширением номенклатуры специализированных судов все в большей степени внедрялись результаты научных исследований, так как условные методы расчета перестали удовлетворять составителей новых Правил.

Нормирующий множитель Зтах= 1875
Нормирующий множитель Лт)ах= .1860119
Относительные максимальные напряжения:
Нормальные Касательные
Метод С.П. Тимошенко 1 о
Метод С.А. Амбарцумяна 1 01386? О
Вариационный метод 1 013667
Относительные стрелки прогиба:
, Метод С.П. Тимошенко ; ; , 1.0832
Метод С.А. Амбарцумяна 1.11648
Вариационный метод 1.099741
Печать 1:. формы I.
Результат ] Возврат [

: МетОД Тимошенко С.П
Метод Амбарцумяна СА
Сравнение результатов расчета
'Вариационный А ; метод
.Обобщенные
эпюры
Абсцисса сечения 2Л_
Эпюры напряжений

Информация
і ВЫХОД ИЗ
( Печать.Формы і программы
Рис. 1.10. Относительные параметры и нормальные напряжения в сечении (X = 0) свободно опертой балки