РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ ПО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
Научная публикация
| Журнал |
Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика / PNRPU Mechanics Bulletin
ISSN: 2224-9893
, E-ISSN: 2226-1869
|
| Вых. Данные |
Год: 2024,
Номер: 1,
Страницы: 75-95
Страниц
: 21
DOI:
10.15593/perm.mech/2024.1.07
|
| Ключевые слова |
Метод конечных разностей, дифференциальная модель, геометрическая нелинейность, большие продольные деформации, учет сдвига, произвольная форма меридиана, раздутие оболочек, ansys, apdl, конечный элемент shell |
| Авторы |
Нгуен К.М.
1
,
Шелевая Д.Р.
2,1
,
Красноруцкий Д.А.
1,3
|
| Организации |
| 1 |
Новосибирский государственный технический университет
|
| 2 |
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук
|
| 3 |
Федеральное автономное учреждение «Сибирский научно-исследовательский институт авиации имени С. А. Чаплыгина»
|
|
Информация о финансировании (1)
|
1
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
|
FWGG-2022-0001
|
Получены дифференциальные уравнения статического геометрически нелинейного деформирования осесимметричной оболочки вращения. Разрешающие функции являются проекциями векторов в глобальной системе координат. Уравнения позволяют описывать произвольную геометрию меридиана (изломы, скачки кривизн), большие деформации, изменение толщины оболочки при деформировании, а также поперечные сдвиги, характерные для толстых оболочек. Для численного решения применен подход на основе метода конечных разностей, который реализован в собственном программном комплексе по расчету механики пространственных стержневых систем – DARSYS. Приведены расчеты тестовых задач раздутия внутренним давлением оболочек цилиндрической, сферической, эллиптической, конической форм, а также составной коническоцилиндрической оболочки с изломом меридиана. Представлены графики сходимости перемещений в контрольных точках в зависимости от плотности сетки и при изменении нагрузки, построены деформированные конфигурации меридиана. Для эталона для сравнения использовались решения, полученные в ANSYS разными конечными элементами типа Shell. В тексте статьи приведены скрипты APDL, позволяющие проводить параметрические расчеты тестовых задач. Предлагаемый подход к расчету статического деформирования оболочек вращения показал хорошее согласование с конечно-элементным моделированием в ANSYS (в том числе для толстых оболочек) и в будущем будет расширен до моделирования динамического деформирования и возможности решения сопряженных задач взаимодействия с жидкостью или газом. Приведенные уравнения осесимметричной оболочки являются частным случаем общих уравнений, разработка и применение которых вынесено за рамки данной статьи, а полученные результаты решения являются первым этапом тестирования развиваемого комплексного подхода к расчету статического и динамического деформирования оболочек, альтернативного конечно-элементному моделированию.