РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ ПО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МОДЕЛИ

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»

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.

Нгуен К.М. , Шелевая Д.Р. , Красноруцкий Д.А.
РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ ПО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика / PNRPU Mechanics Bulletin. 2024. №1. С.75-95. DOI: 10.15593/perm.mech/2024.1.07 РИНЦ OpenAlex

Поступила в редакцию:	16 окт. 2023 г.
Принята к публикации:	12 мар. 2024 г.

РИНЦ:	65617946
OpenAlex:	W4403083014

БД	Цитирований
РИНЦ	1