DOI: 10.34759/tpt-2022-14-7-301-308
Авторы
Фирсанов В. В.1*,
Нгуен Л. Х.1**,
Чан Н. Д.2***
1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Государственный технический университет им. Ле Куи Дона, ул. Хоанг Куок Вьет, 236, Ханой, Вьетнам
*e-mail: k906@mai.ru
**e-mail: lehung.mai@mail.ru
***e-mail: ngocdoanmai@gmail.com
Аннотация
В работе приведена уточненная теория многослойных цилиндрических оболочек с целью повышения достоверности результатов, рассчитывающих напряженно-деформированное состояние в краевых зонах при совместном воздействии термоэлектромеханических нагрузок. Перемещения оболочки представляются в виде полиномов по нормальной к срединной поверхности координате на две степени выше, чем в классической теории типа Кирхгофа — Лява. Предлагаемая математическая модель напряженно-деформированного состояния оболочек построена на основе вариационного принципа Лагранжа. Решение сформулированной краевой задачи осуществляется с помощью тригонометрических рядов Фурье и операционного метода Лапласа. Приведен пример расчета напряженного состояния многослойных цилиндрических оболочек жестко защемленных по краям при действии механического нагружения, температурного нагрева и электрического поля. Представлено сравнение полученных результатов расчетов с данными классической теории, показано наличие напряжений типа «погранслой» вблизи жесткого закрепления краев оболочки.
Ключевые слова:
композиционная цилиндрическая оболочка, термоэлектроупругость, напряженно-деформированное состояние, вариационный принцип Лагранжа, погранслой, краевой эффект
Библиографический список
- Alan Baker, Stuart Dutton, Donald Kelly. Composite materials for Aircraft structures. American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. Reston, 2004, 603 p.
- Гринченко В.Т., Улитко А.Ф., Шульга Н.А. Электроупругость. Киев: Наукова думка, 1989. 280 с.
- Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. Москва: Машиностроение, 1984. 262 с.
- Benjeddou A. Advances in piezoelectric finite element modeling of adaptive structural elements: a survey. Computers and Structures, 2000, vol. 76, pp. 347–363.
- Reddy J.N. Mechanics of laminated composite plates and shells: theory and analysis, 2nd ed. CRC Press, 2003, 858 p.
- Timoshenko S., Woinowsky-Krieger S. Theory of plates and shells. New York: McGraw-Hill, 1959. 591 p.
- Friedrlchs K.O. Kirchoffs boundary conditions and the edge effect for elastic Plates. Proceedings of Symposia in Applied Mathematics, 1950, vol. 3, p. 258.
- Фирсанов В.В., Зоан К.Х. Краевое напряженное состояние круглой пластины переменной толщины при термомеханическом нагружении на основе уточненной теории // Тепловые процессы в технике. 2020. Т. 12. № 1. С. 39–48. DOI: 10.34759/tpt-2020-12-1-39-48
- Фирсанов В.В., Нгуен Л.Х. Напряженное состояние цилиндрических оболочек под действием произвольных нагрузок с учетом пьезоэффекта // Проблемы прочности и пластичности. 2020. № 82. № 4. С. 483–492. DOI: 10.32326/1814-9146-2020-82-4-483-492
- Firsanov V.V., Doan T.N. Investigation of the statics and free vibrations of cylindrical shells on the basis of a nonclassical theory. Composites: Mechanics, Computations, Applications: An International Journal. 2015, vol. 6, issue 2. pp. 135–166.
- Партон В.З., Кудрявцев Б.А. Электромагнитоупругость пьезоэлектрических и электропроводных тел. Mосква: Наука, 1998. 470 с.
- Коваленко А.Д. Основы термоупругости. Киев: Наукова думка, 1970. 309 с.
- Alashti R.A., Khorsand M. Three-dimensional thermoelastic analysis of a functionally graded cylindrical shell with piezoelectric layers by differential quadrature method. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2011, vol. 88, pp. 167–180.
- Васильев В.В., Лурье С.А. К проблеме уточнения теории пологих оболочек // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1990. № 6. С. 139–146.
- Амбарцумян С.А. Теория анизотропных пластин. Москва: Наука, 1967. 268 с.