Вплив жорсткості основи на деформування шаруватих будівельних конструкцій
| Jazyk: | angličtina |
|---|---|
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Strength of Materials and Theory of Structures; No. 108 (2022); 145-155 Опір матеріалів і теорія споруд; № 108 (2022); 145-155 |
| ISSN: | 2410-2547 |
| DOI: | 10.32347/2410-2547.2022.108 |
| Popis: | Widespread introduction into the industry of layered structures, in particular three-layer plates, shells and is impossible without effective methods of their strength and reliability. High strength and rigidity at relatively low weight damping and thermal insulation properties of these structures have led to their use in modern construction and mechanical engineering. Three-layer plates and shells, as a rule, are a combination of materials heterogeneous in their physical and mechanical properties. The calculation of such structures is a very complex task, the solution of which should be based on mathematical models with a high degree of reliability and reflect the real mechanical properties. During operation, three-layer structures are under the influence of significant static loads. Therefore, the development of effective and cost-effective methods for solving the problems of statics of three-layer systems is an urgent problem. In transport construction, the calculation scheme in the form of a plate on an elastic basis is used to calculate pavement, slabs. The paper considers the bending of a three-layer plate with a rigid filler, which is on an elastic basis. Hypotheses of a broken line are accepted for the description of kinematics of deformation. The contour of the plate has a rigid diaphragm, which prevents the relative displacement of the layers. Analytical and numerical calculations of the three-layer finite element method were performed. As a result of the calculation, the dependences of the deflection on the stiffness coefficient of the base were determined. Recommendations on the choice of stiffness factor are given. Taking into account the stiffness of the elastic base leads to a significant clarification of the stress state that occurs in the three-layer plate under external force. The influence of the stiffness of the base on the deflection of the structure is analyzed, it gives the opportunity to determine the optimal parameters of this mechanical system, and give the necessary recommendations for its use. Широке впровадження в промисловість шаруватих конструкцій, зокрема тришарових пластин, оболонок і неможливо без ефективних методів оцінки їх міцності та надійності. Висока міцність і жорсткість при відносно малій вазі, демпфуючі і теплоізоляційні властивості зазначених конструкцій зумовили їх використання в сучасному будівництві та машинобудуванні. Тришарові пластини і оболонки, як правило, є поєднанням різнорідних за своїми фізико-механічними властивостями матеріалів. Розрахунок подібних конструкцій представляє дуже складне завдання, в основу вирішення якого повинні бути покладені математичні моделі, що володіють високим ступенем достовірності і відображають реальні механічні властивості. У процесі експлуатації тришарові конструкції знаходяться під впливом значних статичних навантажень. Тому розробка ефективних та економічних методів вирішення задач статики тришарових систем є актуальною проблемою. У транспортному будівництві розрахункова схема у вигляді плити (пластинки) на пружній основі використовується для розрахунку дорожніх одягів, плит. В роботі розглянуто згинання тришарової пластини з жорстким заповнювачем, яка знаходиться на пружній основі. Для опису кінематики деформування прийняті гіпотези ламаної лінії. На контурі пластини передбачається наявність жорсткої діафрагми, що перешкоджає відносному зсуву шарів. Були проведені аналітичний та чисельний розрахунки тришарової пластини методом скінченних елементів. В результаті розрахунку була визначені залежності прогину від коефіцієнта жорсткості основи. Наведені рекомендації про вибір коефіцієнта жорсткості. Урахування жорсткості пружної основи призводить до істотного уточнення напруженого стану, що виникає в тришаровій пластині при зовнішньої силовій дії. Проаналізовано вплив жорсткості основи на прогин конструкції, це дає можливість визначити оптимальні параметри даної механічної системи і дати необхідні рекомендації щодо її використання. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|