Моделювання та розрахунок тришарової складеної оболонки типу “конус-циліндр-конус”
Анотація
У статті наведено результати розрахунку багатошарової конструкції типу “конус-циліндр-конус”, яка знаходиться під дією силового та температурного навантаження. Багатошарові конструкції та системи із них широко застосовуються в різних галузях, де потрібне поєднання кількох властивостей – наприклад, міцності, теплоізоляції, звукоізоляції, стійкості до вологи, вогню тощо. Основними сферами їх використання є будівництво, промисловість, автомобілебудування та авіація, військова та космічна техніка. Розрахунок багатошарових конструкцій має ряд особливостей, що відрізняє його від одношарових систем, оскільки потрібно враховувати взаємодію шарів, їхні фізико-механічні властивості та фундаментальне призначення. Такий розрахунок вимагає урахування анізотропії, міжшарової взаємодії, теплових та механічних навантажень. Для цього створюються складні моделі які дають можливість точніше прогнозувати поведінку та довговічність конструкції. Існує кілька теоретичних підходів до розрахунку багатошарових конструкцій, і вибір теорії залежить від типу конструкції, її товщини, типу навантаження, а також від необхідної точності.
В основу дослідження покладений варіант кінцево-зсувної теорії розрахунку багатошарових пластин та оболонок з урахуванням температури в гіпотезах для поперечних дотичних напружень. На першому етапі дослідження розв’язувалася задача стаціонарної теплопровідності багатошарової оболонки в якій застосована гіпотеза щодо розподілу температури по товщині багатошарового пакету. На основі отриманих характеристик температурного поля, розв’язувалася задача термопружної рівноваги складеної оболонки. Отримані крайові задачі теплопровідності і термопружної рівноваги реалізувалися методом дискретної ортогоналізації.
Як випливає із побудованих графіків, прогини і напруження, які виникають при дії температурного поля, в 4-20 разів перевищують аналогічні величини, які отримані при силовому навантаженні. Це свідчить про те, що визначальним фактором напружено-деформованого стану складеної оболонки є температурний вплив.
