Характерной особенностью поведения тонких оболочек под действием поперечной нагрузки является их склонность к большим перемещениям и связанная с этим многозначность равновесных форм. В работе определяется зависимость "нагрузка - прогиб", при действии симметричной и несимметричной сосредоточенных нагрузок, являющаяся основным результатом решения такого рода нелинейных краевых задач.
В качестве исходной принята система нелинейных дифференциальных уравнений, описывающая общий случай деформирования пологих оболочек под действием поперечной нагрузки в смешанной форме, дополненная соответствующими граничными условиями.
Решение такой системы уравнений представляет собой сложную задачу даже при наличии быстродействующих ЭВМ, так как при определенных значениях нагрузки наблюдаются "скачки" в поведении оболочки, а в решении задачи наступает расходимость счета. Для решения задачи в работе используется алгоритм, сочетающий метод конечных разностей для решения краевой части задачи и метод Ньютона-Рафсона для решения полученной нелинейной алгебраической системы уравнений.
При приближении значения параметра нагрузки к критическому, при котором наблюдается расходимость счета, для получения непрерывной кривой, в качестве задаваемого (управляющего) параметра используются различные параметры, в частности, прогиб в вершине оболочки.
На основе такого алгоритма были исследованы оболочки при действии сосредоточенных сил приложенных в разных точках. В качестве эталона была решена осесимметричная задача. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами других авторов.
При действии неосесимметричной сосредоточенной нагрузки, оболочка "прощелкивается" при меньшем значении нагрузки, нежели при осесимметричной, критическая нагрузка для неосесимметричной сосредоточенной нагрузки на 20 -30% меньше, чем при осесимметричной и зависит от места приложения нагрузки. При действии несимметричной сосредоточенной нагрузки, оболочка "прощелкивается" при меньшем значении нагрузки, нежели при осесимметричной, критическая нагрузка для неосесимметричной сосредоточенной нагрузки на 20 -30% меньше, чем при осесимметричной и зависит от места приложения нагрузки, а также от характера крепления опорного контура. С увеличением параметра пологости, жесткость оболочки увеличивается и критическая нагрузка возрастает.
Моменту потери устойчивости соответствует нагрузка, при котором происходит "хлопок" оболочки, т.е. скачкообразное изменение прогиба. Прощелкивание оболочек возможно при определенных значениях параметра пологости, а при меньших значениях оболочка деформируется без прощелкивания.
Для тонкостенных оболочек момент потери устойчивости не всегда приводит к полному "прохлопыванию" всей оболочки, т.е. к общей потере устойчивости. Иногда, вначале наблюдается местная потеря устойчивости - "прохлопывание" некоторой части оболочки.
Вначале наблюдается местная потеря устойчивости ("хлопок" некоторой части оболочки, где приложена несимметричная нагрузка), а потом и всей оболочки (явление "хлопка" не наблюдается).
Библиографическая ссылка
Пайзулаев М.М. УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЛОГИХ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ ПРИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКЕ // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 7. – С. 94-94;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=12958 (дата обращения: 17.08.2024).