Статьи»Перемещения эластичных пневмооболочек»Актуальность проблемы.

Актуальность проблемы.

Добавлено 04.07.2016

В теории мягких оболочек сложилась следующая ситуация - математическая теория доказывала некорректность и даже несостоятельность элементарной теории, но не давала при этом решения практических задач; неточность формул элементарной теории покрывалась достаточно высокими коэффициентами запаса прочности из-за неопределенности нагрузок, непостоянства физико-механических свойств материала, не совсем  достоверной расчетной схемы [5.6].

Попытка получить аналитические решения оказывалась успешной лишь при самой простой геометрической форме оболочки (цилиндр, сфера), при использовании очень упрощенной системы уравнений и при простейших видах нагружения. В инженерных задачах для этого был отработан ряд элементарных расчетных форм мягких оболочек. Следовательно, область применимости аналитических методов расчета являлась крайне ограниченной. Единственно приемлемыми оказались численные методы. Нелинейные зависимости между действующими усилиями и возникающими деформациями, перемещения поверхности оболочки - привели к сложной системе дифференциальных уравнений, решение которых не давало выхода к практическим задачам. [5.6].

Аналитически было установлено, что формообразование оболочечных конструкций отражает неравномерное распределенное давление сжатого рабочего газа по поверхности замкнутой мягкой оболочки. Для участков с переходом кривизны на поверхности мягкой оболочки наблюдались морщины, складки, гофры и заломы. Практически, в работах авторов [5.1,5.3,5.5] причину образования складок и заломов предлагалось рассматривать, как следствие неточности расчетов раскроя и погрешностей технологии сборки изделий. В некоторых работах [5.123] приводились поправочные коэффициенты, полученные экспериментально, для различных материалов с учетом возможных перемещений оболочки под нагрузкой и деформаций материала.

Изучение  случаев  разрушения воздухоопорных сооружений в свое вре­мя показал, что их причиной является не разрыв оболочки, а ее раздир. При этом место начала разрушения не совпадает, как правило, ни с одним из мест наибольших растягивающих усилий, найденных в результате расчета. Сле­довательно, традиционная модель разрушения оболочки, основанная на кон­центрации натяжений в области максимальных радиусов кривизны, не соот­ветствует статистике, не учитывается методами расчетов. Визуально следует отметить, что форма поверхности оболочек стремится к выпуклости и непре­рывности кривизны. Образование складок на поверхности с нулевой кривиз­ной отмечается определенной закономерностью, характеризуется зонами не­равного натяжения материала, не зависящего от раскроя [5.14].

Поняв безнадежность приспособиться к старой теории, авторами пред­принята попытка предложить новые подходы к теории и найти иную мето­дику проектного расчета.

Соответствие теории с практикой можно добиться если спрогнозировать характер, причину и место ожидаемого разрушения, а также механизм нагружения оболочки сжатым газом и предельную нагрузку потери ее несу­щей способности.

Для этого целесообразно смоделировать отдельно каждый из компонен­тов мягкой оболочки как системы: сжатый газ - мягкая оболочка.

То, что характерно в классической теории для сплошной среды, не описы­вается механизмом взаимодействия микрочастиц рабочего газа, с абсолютно гибкой мягкой оболочкой. Отсюда, следует искать новые подходы для объяс­нения взаимодействия оболочек с напрягающей рабочей средой и их механизм. Для этого при условии сверхнизкого давления и ограниченного количества микрочастиц в замкнутом объеме предлагается признать структурирование рабочего газа, электростатическую природу взаимодействия частиц.

Прежде всего, потребовалось разобраться с механизмом нагружения обо­лочки сжатым газом. Далее, возникла потребность исследовать ее формо­образование и формоизменения. Затем, систематизировать опыт эксплуата­ции мягких оболочек под воздействием внешних факторов (механических, физических, химических).

В частности, для решения инженерных задач проектирования мягких дом­кратов, было установлено, например, что их грузоподъемность не зависит от формы оболочки. Более того, опытным путем подтверждено, что максималь­ным напряжением обладает оболочка, нагруженная только рабочим давлени­ем без внешнего силового воздействия. А при максимальной силовой загрузке рабочее давление в оболочке может превышать величину допустимого напря­жения для данного материала во много раз. Не решались задачи повышения надежности изделия за счет увеличения коэффициента запаса прочности. На основании изложенного потребовалось найти такую расчетную модель, кото­рая позволила бы согласовать опытные результаты эксплуатации с теорией.

 

"ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЭЛАСТИЧНЫХ ПНЕВМООБОЛОЧЕК" ©

О. В. Шальнев, Н. А. Осоловская, Ш. К. Ионова

 

 

Фотогалерея

Новости

Изменение наименования

Учитывайте при оформлении документов...далее

С Новым 2018 годом и Рождеством!

Уважаемые коллеги и партнеры поздравляем Вас!...далее

Примите во внимание!!!

1 декабря отгрузка продукции производится не будет...далее

Все новости >>


Мы в СМИ



Прямая связь с руководством

Вы можете отправить сообщение руководству компании.

Форма обратной связи

Вы можете отправить нам сообщение

ОАО НИИРП