Вплив геометричної форми на стійкість тонкостінних вісесиметричних оболонок

Анотація

Найбільш економічним перекриттям для великопрогонових споруд є тонкостінне перекриття, що складається з оболонкових елементів. До них належать оболонки циліндричної, сферичної, конічної та інших форм. Аналіз стійкості конструкції є важливим елементом розрахунку під час проєктування будівель і споруд. При цьому великий вплив на критичне навантаження має геометрична форма оболонки, що використовується. Проведено порівняльний аналіз геометрично нелінійного деформування, стійкості та закритичної поведінки панелей однієї і тієї ж маси при статичному термомеханічному навантаженні. Розглянуто сферичну і конічну оболонки, що мають однакову товщину, висоту та масу. Попередньо нагріті оболонки навантажуються рівномірним зовнішнім тиском. Метод розрахунку заснований на геометрично нелінійних співвідношеннях тривимірної теорії термопружності без використання спрощуючих гіпотез теорії оболонок і використанні моментної схеми скінченних елементів. Застосовується універсальний просторовий ізопараметричний скінченний елемент. Елемент дає змогу моделювати оболонки ступінчасто-змінної товщини, зі зламами серединної поверхні та з іншими геометричними особливостями за товщиною. Задача нелінійного деформування, стійкості та закритичної поведінки неоднорідних оболонок розв’язується за допомогою комбінованого алгоритму, що використовує метод продовження розв’язку за параметром, модифікований метод Ньютона – Канторовича та процедуру автоматичного корегування параметрів алгоритму. Метод чисельно обґрунтовано в статтях авторів. Дослідження виявили особливості у поведінці порівнюваних пологих панелей.