Снижение чувствительности к начальным несовершенствам при помощи изменения бифуркационных диаграмм

Обложка

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 Федерация

Сергей 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 Федерация

Ирина 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 Федерация

Список литературы

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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.
  15. 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
  16. Bloom F., Coffin D.W. Handbook of thin plate buckling and postbuckling. Chapman & Hall, Boca Raton; 2001. https://doi.org/10.1201/9780367801649
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. Koiter’s W.T. Elastic stability of solids and structures. Cambridge University Press; 2009. https://doi.org/10.1017/ CBO9780511546174
  21. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».