Снижение чувствительности к начальным несовершенствам при помощи изменения бифуркационных диаграмм
- Авторы: Мануйлов Г.А.1, Косицын С.Б.1, Грудцына И.Е.1
-
Учреждения:
- Российский университет транспорта
- Выпуск: Том 19, № 5 (2023)
- Страницы: 459-468
- Раздел: Расчет и проектирование строительных конструкций
- URL: https://journal-vniispk.ru/1815-5235/article/view/325812
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2023-19-5-459-468
- EDN: https://elibrary.ru/DTMAGZ
- ID: 325812
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Представлен подход к построению диаграмм равновесных состояний с целью снижения чувствительности к начальным несовершенствам для задачи устойчивости подкрепленных пластин (перенос точки бифуркации, соответствующей волнообразованию ребер и обшивки). Получены новые соотношения геометрических параметров для двух вариантов подкрепленных пластин, при которых первой по величине является критическая нагрузка общей формы потери устойчивости, а следующая критическая нагрузка соответствует местной форме волнообразования (ребер или обшивки). Для решения поставленных задач использовался конечноэлементный комплекс MSC PATRAN - NASTRAN. Для моделирования использованы плоские четырехузловые конечные элементы. Проведены расчеты с учетом геометрической нелинейности. Материал считался абсолютно упругим. Построены кривые чувствительности критических нагрузок к амплитудам начальных несовершенств. Результаты показали, что перенос точек бифуркации волнообразования пластины или ребер позволил получить кривые с менее выраженным падением критической нагрузки по сравнению с исходными, и, следовательно, представленный алгоритм изменения геометрических параметров подкрепленных пластин, полученных в соответствии с новыми диаграммами равновесных состояний, реализует возможность рационального проектирования упомянутых тонкостенных систем.
Об авторах
Гайк Александрович Мануйлов
Российский университет транспорта
Email: gajk.manuilov@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-4170-586X
кандидат технических наук, доцент кафедры строительной механики
Москва, Российская ФедерацияСергей Борисович Косицын
Российский университет транспорта
Email: kositsyn-s@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3241-0683
доктор технических наук, советник РААСН, заведующий кафедрой теоретической механики
Москва, Российская ФедерацияИрина Евгеньевна Грудцына
Российский университет транспорта
Автор, ответственный за переписку.
Email: grudtsyna_ira90@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6319-3909
ассистент кафедры теоретической механики
Москва, Российская ФедерацияСписок литературы
- Aalberg A., Langseth M., Larsen P.K. Stiffened Aluminium Panels Subjected to Axial Compression. Thin — Walled Structures. 2001;39(10):861–885. https://doi.org/10.1016/S0263-8231(01)00021-0
- Byklum E.A., Steen E., Amdahl J. Semi-analytical model for global buckling and post buckling analysis of stiffened panels. Thin-Walled Structures. 2004;42(5):701–717. https://doi.org/10.1016/j.tws.2003.12.006
- Cox H.L., Riddell J.R. Buckling of a Longitudinally Stiffened Flat Panel. Aeronaut. 1949;1(3):225–244. https://doi.org/10.1017/S0001925900000172
- Tvergaard V. Imperfection sensitivity of a wide integrally stiffened panel under compression. International Journal of Solids and Structures. 1973;9(1):177–192. https://doi.org/10.1016/0020-7683(73)90040-1
- Dudarkov Y.I., Levchenko E.A., Limonin M.V. Some features of CFRP stringer panels load bearing capacity estimation. Mekhanika kompozitsionnykh materialov i konstruktsii [Journal on composite mechanics and design]. 2019;25(2):192–206. (In Russ.) EDN: XBAWCT
- Dudarkov Yu.I., Levchenko E.A., Limonin M.V., Shevchenko A.V. Computational studies of some types of operational and technological damages impact on bearing capacity of stringer panels made of composite fiber reinforced plastic. Trudy MAI [Works of MAI]. 2019;106:2. EDN: NLSATO
- Sridharan S., Zeggane M. Stiffened Plates and Cylindrical Shells under Interactive Buckling. Finite Elements in Analysis and Design. 2001;38(2):155–178. https://doi.org/10.1016/s0168-874x(01)00056-7
- Manuylov G.A., Kositsyn S.B., Grudtsyna I.E. Numerical analysis critical equilibrium of flexible supported plate with allowance for influence initial geometrical imperfections. Structural mechanics and analysis of constructions. 2020; 1:30–36. (In Russ.) EDN: FFRKDX
- Manuylov G.A., Kositsyn S.B., Grudtsyna I.E. Geometrically nonlinear analysis of the stability of the stiffened plate taking into account the interaction of eigenforms of buckling. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2021;17(1):3–18. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2021-17-1-3-18
- Manuylov G.A., Kosytsyn S.B., Grudtsyna I.E. Numerical and analytical investigation of the stability of the reinforced plate. Communications — Scientific Letters of the University of Zilina. 2021;23(4):B278–B287. https://doi.org/10.26552/com.C.2021.4.B278-B287
- Manuylov G.A., Kositsyn S.B., Grudtsyna I.E. Geometrically nonlinear analysis of the stability of the stiffened plate taking into account the interaction of eigenforms of buckling. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2021;17(1):3–18. (In Russ.) http://doi.org/10.22363/1815-5235-2021-17-1-3-18
- Manuylov G.A., Kosytsyn S.B., Grudtsyna I.E. Geometric representations of equilibrium curves of a compressed stiffened plate. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2021;17(3):83–93. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2021-17-3-83-93
- Maquoi R., Massonnet C. lnteraction between local plate buckling and overall buckling in thin-walled compression members — Theories and Experiments. Part of the International Union of Theoretical and Applied Mechanics. Berlin, Heidelberg: Springer; 1976:365–382. https://doi.org/10.1007/978-3-642-50992-6_28
- Pignatoro M., Gioncu V. Phenomenological and Mathematical modelling of structural instability. Part of the book series: CISM International Centre for Mechanical Sciences. New York: Springer Publ.; 2005.
- Kubiak T. Static and Dynamic Buckling of Thin-Walled Plate Structures. Springer International Publishing Switzerland. 2013. https://doi.org/10.1007/978-3-319-00654-3
- Bloom F., Coffin D.W. Handbook of thin plate buckling and postbuckling. Chapman & Hall, Boca Raton; 2001. https://doi.org/10.1201/9780367801649
- Beg D., Kuhlmann U., Davaine L., Braun B. Design of Plated Structures: Eurocode 3: Design of Steel Structures, Part 1- 5: Design of Plated Structures, First Edition. 2011. https://doi.org/10.1002/9783433601143.fmatter
- Sheikh I.A., Elwi A.E., Grondin G.Y. Stiffened steel plates under combined compression and bending. Journal of Constructional Steel Research. 2002;58(7):1061–1080. https://doi.org/10.1016/s0143-974x(02)00079-2
- Wittrick W.H. A Unified Approach to the Initial Buckling of Stiffened Panels in Compression. Aeronautical Quarterly. 1968;19(3):265–283. https://doi.org/10.1017/S0001925900004662
- Koiter’s W.T. Elastic stability of solids and structures. Cambridge University Press; 2009. https://doi.org/10.1017/ CBO9780511546174
- Manevich A.I. Nonlinear theory of stability of the reinforced plates and shells taking into account the interaction of convexity forms: Cand. Sci. 01.02.04. Dnepropetrovsk; 1986. (In Russ.)
Дополнительные файлы


