1_2017_s_5

Название статьи МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ БАЛОК НЕРЕГУЛЯРНОЙ СЛОИСТО-ВОЛОКНИСТОЙ СТРУКТУРЫ
Авторы

А.П. Янковский, д-р физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории «Физики быстропротекающих процессов», Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, г. Новосибирск, Россия, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике МЕХАНИКА ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА
Год 2017 номер журнала 1 Страницы

45–56
Тип статьи Научная статья Индекс УДК 539.4 Индекс ББК  
Аннотация В приближении Кармана сформулирована начально-краевая задача динамического упругопластического деформирования гибких композитных балок нерегулярной слоисто-волокнистой структуры с учетом их ослабленного сопротивления поперечному сдвигу. Балки состоят из стенок и несущих слоев (полок). Стенки могут быть армированы продольно или перекрестно в своей плоскости, а полки усиливаются в продольном направлении. Механическое поведение материалов компонентов композиции описывается соотношениями теории пластического течения с изотропным упрочнением. Построена явная схема типа «крест» для численного интегрирования поставленной начально-краевой задачи, согласованная с пошаговой схемой, использованной для моделирования упругопластического деформирования композитного материала каждого слоя балки. Проведены расчеты динамического и квазистатического изгибного поведения однородных и армированных балок двутаврового поперечного сечения. Выяснено, что при некоторых типах металлокомпозиций классическая теория изгиба может оказаться неприемлемой для проведения таких расчетов для относительно длинных балок. Для проведения адекватных расчетов упругопластического деформирования композитных балок слоисто-волокнистой нерегулярной структуры необходимо использовать теорию Тимошенко, учитывающую ослабленное сопротивление стенок таких балок поперечным сдвигам. Показано, что при динамическом нагружении композитных балок остаточные прогибы имеют значительно большие по модулю значения, чем в случае их квазистатического нагружения с тем же уровнем нагрузки.
Ключевые слова слоистые балки, армирование, теория пластического течения, теория Тимошенко, динамический изгиб, геометрическая нелинейность, схема типа «крест»
   Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  • Smith, C.S. Design of marine structures in composite materials / C.S. Smith. — London: Elsevier Applied Science, 1990.
  • Burcher, R. Concepts in submarine design / R. Burcher, L. Rydill. — Cambridge: Cambridge University, 1994.
  • Review of advanced composite structures for naval ships and submarines / A.P. Mouritz [et al.] // Composite Struct. — 2001. — Vol. 53, № 1. — Pp. 21–41.
  • Михайлин, Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. 2-е изд. / Ю.А. Михайлин. — СПб: Научные основы и технологии, 2010. — 822 с.
  • Measuring and modeling the thermal conductivities of threedimensionally woven fabric composites / J. Schuster [et al.] // Mechanics of Composite Materials. — 2009. — Vol. 45, № 2. — Pp. 241–254.
  • Gill, S. Prediction of cutting forces in machining of unidirectional glass-fiber-reinforced plastic composites / S. Gill, M. Gupta, P. Satsangi // Frontiers of Mechanical Eng. — 2013. — Vol. 8, № 2. — Pp. 187–200.
  • Houlston, R. Nonlinear structural response of ship panels subjected to air blast loading / R. Houlston, C.G. DesRochers // Computers & Structures. — 1987. — Vol. 26, № 1/2. — Pp. 1–15.
  • Карпов, В.В. Прочность и устойчивость подкрепленных оболочек вращения: в 2 ч. / В.В. Карпов. — М.: Физматлит, 2010. — Ч. 1: Модели и алгоритмы исследования прочности и устойчивости подкрепленных оболочек вращения. — 288 с.
  • Gurdal, Z. In-plane response of laminates with spatially varying fiber orientations: variable stiffness concept / Z. Gurdal, R. Olmedo // AIAA J. — 1993. — Vol. 31, № 4. — Pp. 751–758.
  • Muc, A. Design of plates with curved fiber format / A. Muc, A. Ulatowska // Composite Struct. — 2010. — Vol. 92, № 7. — Pp. 1728–1733.
  • Purkiss, J.A. Determination of the load-carrying capacity of steel fibre reinforced concrete beams / J.A. Purkiss, P.J. Wilson, P. Blagojević // Composite Struct. — 1997. — Vol. 38, № 1–4. — Pp. 111–117.
  • Немировский, Ю.В. Метод расчета деформативности и прочности однотавровых и двутавровых железобетонных стержней / Ю.В. Немировский, А.А. Батурин // Изв. вузов. Строительство. — 2015. — № 10. — С. 82–93.
  • Немировский, Ю.В. Интегрирование задачи динамического упругопластического изгиба армированных стержней переменного поперечного сечения обобщенными методами Рунге–Кутты / Ю.В. Немировский, А.П. Янковский // Вычислительные технологии. — 2004. — Т. 9, № 4. — С. 77–95.
  • Янковский, А.П. Исследование особенностей неупругого деформирования композитных балок слоисто-волокнистой структуры при термосиловом нагружении / А.П. Янковский // Проблемы прочности и пластичности.
    — 2016. — Т. 78, № 2. — С. 131–144.
  • Малинин, Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести / Н.Н. Малинин. — М.: Машиностроение, 1968. — 400 c.
  • Абросимов, Н.А. Обоснование применимости макронеоднородных моделей в задачах динамики многослойных композитных балок / Н.А. Абросимов, А.В. Елесин // Прикладные проблемы прочности и пластичности: Всесоюз. межвуз. сб. / Горьк. ун-т, 1987. — С. 69–74.
  • Абросимов, Н.А. Нелинейные задачи динамики композитных конструкций / Н.А. Абросимов, В.Г. Баженов. — Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2002. — 400 с.
  • Ахметзянов, М.Х. Сопротивление материалов / М.Х. Ахметзянов, П.В. Грес, И.Б. Лазарев. — М.: Высш. шк., 2007. — 333 с.
  • Перельмутер, А.В. Устойчивость равновесия конструкций и родственные проблемы. / А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. — М.: Изд-во СКАД СОФТ, 2007. — Том 1. — 670 с.
  • Янковский, А.П. Неустановившаяся ползучесть слоистых стержней нерегулярной структуры из нелинейно-наследственных материалов / А.П. Янковский // Механика машин, механизмов и материалов. — 2016. — № 3(36). —
    С. 87–96.
  • Численное решение динамических задач упругопластического деформирования твердых тел / Г.В. Иванов [и др.]. — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. — 352 с.
  • Янковский, А.П. Применение явного по времени метода центральных разностей для численного моделирования динамического поведения упругопластических гибких армированных пластин / А.П. Янковский // Вычислительная механика сплошных сред. — 2016. — Т. 9, № 3. — С. 279–297.
  • Самарский, А.А. Теория разностных схем / А.А. Самарский. — М.: Наука, 1989. — 616 с.
  • Рихтмайер, Р. Разностные методы решения краевых задач / Р. Рихтмайер, К. Мортон. — М: Мир, 1972. — 418 с.
  • Композиционные материалы: cправ. / под ред. Д.М. Карпиноса. — Киев: Наук. думка, 1985. — 592 с.
  • Янковский, А.П. Определение термоупругих характеристик пространственно армированных волокнистых сред при общей анизотропии материалов компонент композиции. 2. Сравнение с экспериментом / А.П. Янковский // Механика композитных материалов. — 2010. — Т. 46, № 6. — С. 955–964.
  • Арутюнян, Р.А. Проблема деформационного старения и длительного разрушения в механике материалов / Р.А. Арутюнян. — СПб: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004. — 252 с.