Cтраница 3
Реальные оболочки, используемые в качестве конструктивных элементов, как правило, обладают несовершенствами типа начальной погиби. Как известно [4 ], несовершенства указанного типа существенно влияют на запас устойчивости оболочек при некоторых видах нагружения и могут приводить к недопустимому понижению несущей способности конструкций, как это имеет место, например, в случае сжимаемых в осевом направлении цилиндрических оболочек и всесторонне обжимаемых сферических оболочек В научной литературе вопрос о влиянии начальных геометрических несовершенств на устойчивость оболочек освещен достаточно подробно для изотропных оболочек. В связи с широким использованием в инженерной практике композитных материалов освещение указанного вопроса представляет интерес и для композитных оболочек с различными схемами армирования. [31]
Постоянные AI и 2 предлагается выбирать из условия того, чтобы получать точный результат в соответствующим образом подобранных частных случаях. Величина hi для модельной оболочки связана с половиной толщины реальной оболочки соотношением, которое устанавливает эквивалентность поведения реальной и модельной оболочек в каком-либо частном случае, например при чистом изгибе. [32]
Следует отметить, что в данном обсуждении будет - предполагаться, что краевые условия, таковы, что позволяют в докритиче-ском состоянии краям таких оболочек, как цилиндрические и конические, свободно расширяться или сжиматься точно так же, как и срединным частям этих оболочек, поэтому образующие остаются прямолинейными, в противном случае будут возникать локальные деформации на концах оболочек, которые в процессе выпучивания будут играть роль начальных несовершенств или отклонений от идеальной геометрической формы. По существу, понятие устойчивости является чисто академическим, так как реальные оболочки всегда имеют несовершенства, но. S тех случаях, когда, как будет показано ниже, оно не приводит к хорошему соответствию с реальными значениями критических нагрузок. [33]
Вводимая в расчет новая величина - условное переходное сопротивление - отличается от действительного сопротивления. Таким образом, создается некоторый запас в проектируемой изолирующей оболочке: реальная оболочка должна обладать несколько лучшими диэлектрическими качествами, чем расчетная. Это обстоятельство является весьма важным, так как при недостаточно качественном изготовлении изоляции, в практических условиях, могут возникнуть значительные расхождения между ожидавшимися по расчету высокими качествами изоляции и ее действительным низким сопротивлением. С другой стороны, условный коэффициент затухания позволяет определить величину максимально-допустимого защитного потенциала. В действительности, контактные сопротивления труба - изоляция и изоляция - грунт могут повышать сопротивление изоляции и в пределах 10 - 30 %, а иногда и более. Между тем некоторые авторы в предлагаемых ими расчетах катодной защиты при определении коэффициента затухания вообще пренебрегают влиянием контактных сопротивлений, что конечно нельзя признать правильным. Таким образом, вводимая нами 10-процентная поправка при расчете коэффициента затухания повышает точность получаемых результатов. [34]
Отмечаются также нарушения технологических режимов процесса сварки, которые приводят к существенному отличию свойств сварного соединения от свойств основного металла. Этот далеко не полный перечень несовершенства конструкций подтверждает тезис о том, что реальная оболочка по своим интегральным свойствам отличается от своего проектного прототипа. [35]
Деформирование реальной оболочки с неизбежно существующими начальными геометрическими несовершенствами формы описывается кривой ОС, с самого начала отклоняющейся от прямой ОВ. После достижения нагрузкой значения д д, соответствующего предельной точке С, состояние равновесия реальной оболочки перестает быть устойчивым и оболочка хлопком переходит в новое состояние, существенно удаленное от начального. [36]
Наружный край пластины полагается жестко защемленным на расстоянии двух радиусов патрубка от его центра. При этом задаваемые в соответствии с нормами перемещения приводят к сжимающим радиальным напряжениям в пластине вместо растягивающих, имеющих место в реальной оболочке. [37]
Возникает естественный вопрос, насколько полно и точно результаты исследования устойчивости идеализированных моделей отражают поведение тех реальных оболочек, с которыми инженеру приходится иметь дело при расчете и испытаниях реальных конструкций. Ответ на этот вопрос можно получить двумя путями: теоретическим, анализируя более сложные решения, свободные от тех или иных допущений, и экспериментальным, исследуя поведение реальных оболочек при нагружении. [38]
В теории устойчивости упругих пластин характерным является одно критическое значение нагрузки / к, при превышении которого начальное состояние идеально правильной пластины перестает быть устойчивым. В теории устойчивости тонких упругих оболочек выделяют два характерных значения нагрузки: Рк - критическая нагрузка, после достижения которой перестает быть устойчивым начальное напряженно-деформированное состояние идеально правильной оболочки; Р ц - нагрузка, при достижении которой происходит хлопок реальной оболочки с геометрическими несовершенствами формы. [39]
Для изучения этого явления можно, очевидно, воспользоваться осесимметричной теорией оболочек, положив, что ось симм. Можно использовать, также и теорию пологих оболочек, так как проведенные на основе такого допущения расчеты показывают, что диаметр вмятины достаточно мал по сравнению с радиусом оболочки, чтобы соответствовать этому допущению. Поскольку все реальные оболочки имеют несовершенства того же порядка величины, что и толщина, то в дальнейшем будет использоваться теория больших прогибов. [40]
Изгибание реальных оболочек вращения, имеющих толщину ft, строго говоря, не описывается приведенными выше соотношениями. Длина линейного элемента на наружной и внутренней поверхностях реальной оболочки при изгибании не остается постоянной, оболочка деформируется, и для ее изгибания необходимо приложить внешнюю нагрузку. [41]
Таким образом, возникает необходимость учета всей сложности поведения реальных оболочек в процессе возрастания нагрузок. Преодоление всех этих трудностей требует дальнейшего уточнения нелинейной теории упругих оболочек, разработки эффективных численных методов решения конкретных задач, не основанных на слишком жестких предположениях о характере деформации оболочек, а также совершенствования экспериментальных методов и накопления экспериментальных данных. К сказанному следует добавить, что большая часть факторов, учет которых необходим для приближения теоретических расчетных схем к реальным оболочкам, носит случайный характер. Вообще, развитие вероятностных и статистических методов является одним из наиболее перспективных направлений в теории упругой и неупругой устойчивости. В наибольшей мере это относится к теории устойчивости тонких оболочек, поскольку поведение последних весьма чувствительно к малым изменениям формы срединной поверхности, способа осуществления граничных условий и способа нагружения. [42]
Для реальной оболочки Рхл обычно лежит между верхним и нижним критическими значениями идеально правильной оболочки, и чем точнее изготовлена оболочка, тем оно ближе к верхнему критическому значению. Значение Рхл чрезвычайно чувствительно к величинам и формам начальных неправильностей. С одной стороны, это приводит к большому разбросу экспериментальных значений Рхл, полученных в различных условиях, с другой стороны, возникают принципиальные трудности и при теоретическом определении Рхл, так как для определения Рхл данной реальной оболочки необходимо с большой точностью знать ее начальные неправильности, что практически неосуществимо. [43]
Для реальной оболочки Рхл обычно лежит между верхним и нижним критическими значениями идеально правильной оболочки, и чем точнее изготовлена оболочка, тем оно ближе к верхнему критическому значению. Значение Ркл чрезвычайно чувствительно к величинам и формам начальных неправильностей. С одной стороны, это приводит к большому разбросу экспериментальных значений Рхл, полученных в различных условиях, с другой стороны, возникают принципиальные трудности и при теоретическом определении Рхл, так как для определения Рхл данной реальной оболочки необходимо с большой точностью знать ее начальные неправильности, что практически неосуществимо. [44]
Обечайка подкреплена продольными ребрами ( перемычки между ячейками), а иногда и кольцевыми ребрами; для упрощения расчета влияние ребер обычно не учитывают. Методы расчета на прочность) использована полумоментная ( техническая) теория оболочек В. В этом случае реальную оболочку представляют совокупностью отдельных нерастяжимых колец, которые связаны между собой шарнирами, исключающими взаимное перемещение колец в окружном и осевом направлениях, но не передающими радиально направленных перерезывающих сил и меридиональных изгибающих моментов. Корпус барабана представляют как оболочку, защемленную по концам и нагруженную указанными силами. [45]