Научная статья на тему 'ДЕФОРМИРОВАНИЕ ТРЕХСЛОЙНЫХ КОМПОЗИТНЫХ ОРТОТРОПНЫХ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПЛАСТИН'

ДЕФОРМИРОВАНИЕ ТРЕХСЛОЙНЫХ КОМПОЗИТНЫХ ОРТОТРОПНЫХ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПЛАСТИН Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
21
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Труды МАИ
ВАК
Область наук
Ключевые слова
ТРЕХСЛОЙНАЯ КРУГОВАЯ ПЛАСТИНА / КОЛЕБАНИЯ / ЛОКАЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ / НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ / КОМПОЗИТЫ

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Старовойтов Эдуард Иванович, Локтева Наталья Александровна, Старовойтова Наталья Александровна

Рассмотрен изгиб упругой прямоугольной ортотропной трехслойной пластины с жестким заполнителем и композитными слоями. Для описания кинематики несущих слоев приняты гипотезы Кирхгофа. На контуре пластины предполагается наличие жесткой диафрагмы, препятствующей относительному сдвигу слоев. Дифференциальная система уравнений равновесия получена с помощью вариационного принципа Лагранжа. Аналитическое решение выписано в определителях. Проведен числовой параметрический анализ напряженно-деформированного состояния пластины под действием локальных нагрузок.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Старовойтов Эдуард Иванович, Локтева Наталья Александровна, Старовойтова Наталья Александровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ДЕФОРМИРОВАНИЕ ТРЕХСЛОЙНЫХ КОМПОЗИТНЫХ ОРТОТРОПНЫХ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПЛАСТИН»

Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 77 www.mai.ru/science/trudy/

УДК 539.3

Деформирование трехслойных композитных ортотропных прямоугольных пластин Старовойтов Э.И.,1* Локтева Н.А.,2** Старовойтова Е.Э.1

1 Белорусский государственный университет транспорта, БелГУТ, ул. Кирова, 34,

Гомель, 246653, Республика Беларусь Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), МАИ, Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

*e-mail: dstar@mail.by

**e-mail: nlok@rambler.ru

Аннотация

Рассмотрен изгиб упругой прямоугольной ортотропной трехслойной пластины с жестким заполнителем и композитными слоями. Для описания кинематики несущих слоев приняты гипотезы Кирхгофа. На контуре пластины предполагается наличие жесткой диафрагмы, препятствующей относительному сдвигу слоев. Дифференциальная система уравнений равновесия получена с помощью вариационного принципа Лагранжа. Аналитическое решение выписано в определителях. Проведен числовой параметрический анализ напряженно-деформированного состояния пластины под действием локальных нагрузок.

Ключевые слова: трехслойная круговая пластина, колебания, локальные нагрузки, напряженно-деформированное состояние, композиты.

Введение

Слоистые элементы конструкций широко используются в современном авиа- и ракетостроении, в том числе при изготовлении крыльев, хвостового оперения и топливных баков. Так же актуально использование подобных элементов конструкций в интенсивно развивающихся отраслях строительства и промышленности (транспортное машиностроение, реакторное оборудование и т.д.). Трехслойные пластины в условиях деформации изгиба оказываются наиболее рациональными с точки зрения прочности и жесткости. В публикациях [1-4] рассмотрено деформирование трехслойных пластин, набранных из ортотропных материалов. В монографиях и статьях [5-8] исследован изгиб трехслойных стержней и круговых пластин, связанных и несвязанных с упругим основанием. В работах [9,10] исследован процесс неравномерного нагрева слоистой пластины. В работах [11-13] исследованы колебания трехслойных стержня и оболочки под воздействием различных нагрузок.

Здесь приводится математическая постановка задачи об изгибе прямоугольной трехслойной ортотропной пластины локальными нагрузками, ее аналитическое решение и численный параметрический анализ полученного решения.

1. Постановка и решение задачи

Постановка задачи проводится в прямоугольной системе координат х, у, г, связанной со срединной плоскостью заполнителя (рис. 1). В дальнейшем принято, что пластина шарнирно оперта по контуру.

У

/\у(хУ)

I 1 111,11, 1 1 11

/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

Рис. 1. Расчетная схема прямоугольной трехслойной ортотропной пластины

На пластину действует внешняя распределенная поверхностная нагрузка, проекции которой на координатные оси рх (х, у), ру (х, у), q(х, у). Через ^(х, у)

и их (х, у), иу (х, у) обозначены прогиб и продольные перемещения срединной

плоскости заполнителя вдоль координатных осей; Ик - толщина к -го слоя

(И3 = 2с, к = 1, 2, 3); 1Х, 1у - размеры пластины вдоль соответствующих осей.

Для описания кинематики пакета приняты гипотезы ломаной нормали: в несущих слоях справедливы гипотезы Кирхгофа, в несжимаемом по толщине заполнителе нормаль остается прямолинейной, не изменяет своей длины, но поворачивается на некоторый дополнительный угол, составляющий с координатными осями х, у величины ух(х, у) и уу(х, у) соответственно. На контуре пластины

предполагается наличие жесткой диафрагмы, препятствующей относительному сдвигу слоев. Деформации малые.

Следуя из введенных геометрических гипотез, выражения для продольных перемещений в слоях через пять искомых функции w(x, у), ux у), uy у),

у(x, у) и уу (x, у) принимают вид:

и? = и + cVx- ^x (с <* <с+к);

^ = ux + ^ x- ^ x (-c <г <c);

= ux- cVx- (-с - h2 <z <-с);

u V = Uy + суу - zw,у (c < г < c + h1);

u У3) = иу + ^ у- ^ у (-с < ? <с);

иУ2 = иу - ^ у - zw'y (-С h2 < г <-С) , (1)

где г - расстояние от рассматриваемого волокна до срединной плоскости заполнителя; (иг + су.) - величина смещения внешнего несущего слоя 1 в направлении I -ой оси за счет деформации заполнителя, для несущего слоя 2 это смещение равно (иг - су.) (I = x, у); запятая в нижнем индексе обозначает операцию

дифференцирования по следующей за ней координате.

Компоненты тензора деформаций выражаются через искомые функции с помощью перемещений (1) и соотношений Коши.

Уравнения равновесия и силовые граничные условия следуют из принципа возможных перемещений Лагранжа:

5А + 5Ж = 0. (2)

Здесь вариация работы внешней поверхностной нагрузки:

М = Я (Рх Ъих + Ру Ъиу + ЯМ

Б

вариация работы внутренних напряжений:

^ = 1 Я[< > СУ =

к=1 V

Ш3 ахх}58 к ск + [О^ ск +

хх хх I уу уу

Б к=1 К Нк

+2{О^С + 2+ 2/а^С)СБ. (3)

Ч к3 Н3

Так как материалы слоёв пластины приняты ортотропными, выражения для

напряжениий через деформации имеют вид (8 (к) = 0):

а( к) = 8( к )Г (к) _(к) = 8 (к )Г (к) _(к) = 8( к )Г (к)

^ху —^ху^ху ■> ^ у2 ~ Ъу2^у2 ^ 2х ~ ^ 2х ^ 2х '

а'хк-1 = А3к»8<ук» + А<к>8хх>, оуу> = А<к>8<уу> + А2к^, (4)

Здесь введены обозначения:

(1 - к) У( к)) Е(к) (у( к) + у( к) у( к)) Е(к)

Ак) = ^ х2 2х Ак) = ^ух ^ Ууг У2х у

А ~ А( к) , А2 ~ А( к) ,

А к) = (^у + ^х2 ^у ) Ех А к) = (^у + ^х2 ^ху ) Ех

А = Ак , А4 = А^ ,

где Е(к), ), GíJk) - модули Юнга, коэффициенты Пуассона и модули сдвига материала к -го слоя,

А<к) = (1 V >)(1 -v<<k) у<к)) -

-(у<к) + v<k Ук >)(v( к) + V'к >v( к))

V ух у2 2х /V ху х2 2у '

Если выразить вариации деформаций в (3) через пять искомых функции w(x, у), их у), иу у), у ,с (x, у) и уу (x, у) при помощи соотношений (4),,

провести интегрирование по толщине слоев, с учетом (1), то в итоге из (2) следует система пяти дифференциальных уравнений равновесия в перемещениях:

а1их,уу + ^у ^у + a3Ux ^ +a4У x,уу + a5У у ^ + + абУ x ^ -а7w,xxx -а8w,xyy + Р. = 0 ; а1Му ,xx + О™. ,xy +а10иу,уу + ^У у ,xx +ОпУ x ^ + + а12У у,уу -а13^ууу -а14W,xxy + РХ = 0 ;

а7иx,xxx + О13иу,ууу + О15иx,xyy + О16Му,xxy + + а17У x,xxx + а18У у,ууу + а19У x,xyy + аюУ у,xxy --a21W,xxxx -а22^уууу -а23^уу +4 = 0 ; абих,xx + а5иу,xy + а4их,уу + а24У x,xx + а25У у,xy +

+ а30У x,уу - а26W,xyy - а27^ - ^У x = 0 ;

а12иу,уу + ,xy + а4иу,xx + а28У у,уу +

а29У x,xy + а30У у ,xx a31W,yxx -а32W,ууу ^СУу = 0 . (5)

Здесь коэффициенты аг выражаются через геометрические и упругие характеристики материалов слоев:

а = 0,5^x1 / + cGX3) + 0^2) И2;

а2 = 0,5^x1 /21 + cGX3) + 0,5GXУ2) / + А« / + 2сА<3) + А(2) /;

а3 = А441) / + 2аА^} + А^ /2; а4 = 0,5GX1)ch1 - 0,5GXУ2)ch2;

a5 = 0,5GXy}ch( - 0,5GXy2)ch2 + A3(()ch( - A3(2)ch2 ; a6 = A44()ch( - A42)ch2

a7 = 0,5(h,2 + 2h(c)A44() - 0,5(h22 + 2h2c)A^42) ;

a8 = 0,5( h,2 + 2h(c )(A3() + G«) - 0,5(h2 + 2h2c)(A3(2) + G<*>);

a9 = 0,5G«h, + cO™ + 0,5GX2)h2 + + 2cAf + Afh2 ;

a(0 = A((()h + 2cA((3) + A((2)h2 ; a(( = 0,5GX(ch, - 0,5GXy2)ch2 + A>)ch, - Afch2 ;

a(2 = A((()ch( - A((2)ch2 ; a(3 = 0,5(h(2 + 2h(c)A((() - 0,5(h22 + 2h2c)A((2) ;

a

M - 0,5( h,2 + 2h(c)( A2() + G«) - 0,5(h2 + 2V)(42) + G^) ; a, 5 = 0,5(h(2 + 2h(c)(A2() + 0,5G«) - 0,5(hJ + 2h2c)( A^2) + 0,5G^2)) ; a,6 = 0,5( h,2 + 2h(c)( A3() + 0,5G£) - 0,5(h? + 2h2c)(A32) + 0,5GXJ)) ;

a(7 = 0,5c( h2 + 2h(c) А4^() + 0,5c(h22 + 2h2c) A4^2) + 2 c3 A43) ;

a(8 = 0,5c( h2 + 2h(c) A((() + 0,5c(h22 + 2h2c) A((2) + 2 c3 A((3) :

a(9 = 0,5c(h(2 + 2hc)( Af + 0,5G£) +

+0,5c(h2 + 2h2c )(A22) + 0,5GXy2)) + 2 c3 Af + ( G™c3 ;

a20 = 0,5c(h2 + 2hc)( A3(() + 0,5G^}) +

+0,5c(h2 + 2h2c )(A32) + 0,5GXy2)) + 2 c3 A(3) + ( G™c3 ;

a2( = ^ + v2+^ a4() - (h2c + h2c2+^ a42) + 3c3 A4¡3);

а22 = (И?с + Н1с2 + 1И3)А1(1) - (И22с + И2с2 + -3^)А1(2) +1с3А1(3); «23 = (к2с + ис + 1 И13)(А21) + А3(1) + 0,5а^}) + +(И2с + V2 + 1 И23)(А22) + А3(2) + 0,5ах2)) + ( с3( А2(3) + А(3) + ^х^^); «24 = А4(1)с2И1 + А(2)с2Н2;

«25 = А3(1)сИ1 + А32)с2к2 + |с3А33) + 0,5^х1 V2 + 0^)V2 + ^О™;

а26 = 0,5с(И2 + 2Иис)( А3(1) + О™) +

+0,5с(И2 + 2И2с )(А3(2) + Оху2)) + 3 с 3Оху;) + ( с3 А(3);

а27 = 0,5с(И12 + 2И1с) А441) + 0,5с( И22 + 2И2с) А,42); а28 = А2(1)с 2И1 + А2(2)с 2И2;

«29 = А21) с % + А22) с 2к2 + § с3 А23) + 0,5Оху) V2 + 0,50^ к2с2 + ^О^;

а(0 = 0,50ху}с 2И1 + 0,50хху}с 2к2 + ( с30х();

а31 = 0,5с(И2 + 2И1с) А1(1) + 0,5с(И22 + 2И2с) А1(2) +1 с3 А1(3);

а32 = 0,5с(И12 + 2И1с) А2(1) + 0,5с(И22 + 2И2с) А2(2). (6)

В качестве условий закрепления принято свободное опирание пластины по контуру х, у = 0, I на неподвижные в пространстве жесткие опоры. Соответствующие граничные условия в сечениях х = 0, ¡х; у = 0, ¡у в перемещениях имеют вид:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

™ = их,х = иу ,у = ^хх = ^уу = 0 . (7)

8

Искомое итерационное решение краевой задачи принимается в двойных тригонометрических рядах:

^^ тш . ппу ■ тш ппу

У x = >>У тп соб —- бш — ; У у = >>У тп б1п —- соб —-;

п=1 т=1 ^ 'у п=1 т=1 ^ 'у

х х

^ ^ • тш . ппу

w = >> wmn Б1П-Б1П——;

тп 1 1 '

п=1 т=1 ^ у

^^ тш . ппу ^^ • тш ппу

Ux = >> Uxmn СОБ-Б1П-—; иу = >> иутп Б1П-соб——. (8)

x ^^ ^^ xmn 1 1 У ^^ ^^ утп 1 1 \ У

п=1 т=1 ^ у п=1 т=1

где иутгп , иутп , У тп , У утп , Wmn - искомые амплитудные значения с°°тветст-

вующих перемещений.

Проекции нагрузки представимы в виде разложения в следующие ряды:

х х

^ тш . ппу

Рх = >> Р^^пСОБ —- вш —-;

п=1 т=1 ^ 'у

^ ^ . тш ппу Ру = XX Рутп вш——гов—;

у Г Утп 1 1

п=1 т=1 ^

У

^^ . тш . ппу Ч = >>Чтп -— БШ — . (9)

п=1 т=1

Здесь коэффициенты разложения имеют вид:

1г1у

4 гг . тш . ппу 7 7 Чтп = ту- ^ Ч ■эт-— ьт—^у;

^'у 0 0 ^ 'у

Оу

4 гг тш . ппу , ,

Ртп = уу J J Р-' СО8_Т~ып—^у;

/1 ^ 'у

4 ^ . mпx ппу , ,

Рутп = ТГ- ^ Ру ■ 8Ш-— СОБ — ^у . (10)

^'у 0 0 ^ 'у

В этом случае граничные условия (7) выполняются автоматически, а для нахождения амплитуд перемещений ихтп, иутп, утп, уутп, wmn используется система линейных алгебраических уравнений, которая следует из подстановки выражений (8) и (9) в уравнения (5):

Ъ,м + км + Ъ + Ъл у - = р ,

11 хтп 12 утп 13 т хтп 14 т утп 15 тп г хтп^

Ъ~м + Ъ~и + Ъ, у + Ъл У - = р ,

21 хтп 22 утп 23 хтп 24 утп 25 тп утп

Ъ31ихтп + Ъ32иутп + Ъ33У хтп + Ъ34 У утп - Ъ35 ^п = - ^тп - (11)

Ъ41и хтп + Ъ42и утп + Ъ43У хтп + Ъ44 У утп - Ъ45 Wmn = 0

Ъи + Ъ„и + Ъ„ у + Ъ/1У - ЪсМ = 0,

51 хтп 52 утп 53 хтп 54 утп 55 тп

где величины Ъу определяются через параметры т, п и коэффициенты (6). Аналитическое решение системы (11) можно выписать в определителях: Л, А, А, А, А,

1тп . „. 2тп . ... 3тп . ... 4тп . 5тп

■j j __liiul • . . __^iiul • ... __^iiul • ... __"Г iiul • ...

хти д ' ути д ' т хти д ' т ymn д ' mn д ' mn mn mn mn mn

где Amn - определитель системы (11), а определители Aimn следуют из него при замене i -го столбца на столбец свободных членов.

В случае граничных условий отличных от (7) вид решения будет отличаться от (9). Например, если две грани шарнирно оперты, а две другие защемлены, то решение можно строить в одинарных тригонометрических рядах.

2. Действие локальных нагрузок Локальная равномерно распределенная нагрузка. Поверхностная нагрузка равномерно распределена по площадке, заключенной между прямыми х = х^ х = х2 (х2 > х1); у = у^ у = у2 (у2 >

х У) = %о [н (х2 - х)- н (Х1 - х)][н (У2 - У)- н (У1 - У)] (12) где %0 - постоянная величина, н - функция Хевисайда.

Коэффициенты разложения нагрузки в ряд получены вычислением первого из интегралов (11) с учетом (13):

4%0

%тп

I тп 2

тпп

( \ ( \

008 ППУ1 - 008 ППУ2

1 1

_ \ У \ У /]

х

X

с \

ооб

птх

с \ лтх0

ооб

V X у

V X у

(13)

Амплитуды находятся после подстановки полученных значений в систему (11), перемещения следуют из (8), напряжения - из (4).

Сосредоточенная сила Р приложена в точке х = хр, у = ур . Решение получено предельным переходом. Предполагается, что ранее рассмотренная локальная поверхностная нагрузка %(х, у) действует в некой малой окрестности точки (хр; ур) с размерами £ х, £ у. Тогда выражение для нагрузки принимает вид:

%(^ У) = %0 [ Н ( хр + £ х - х ) - Н ( хр - £ х - х )

^н (Ур + £У - У)- н (Ур -£У - У)]. (14)

Равнодействующая этой нагрузки:

Р = 4%о £ х£ у (15)

После подстановки (15) в (14) и устремления £ х, £ У к нулю выражение для коэффициентов (13) разложения нагрузки в ряд примет следующий вид:

х

X

4Р .

Чтп = ^ ^

X у

птх.

с \

Б1П

V х у

ППУр

(16)

V У У

Ход дальнейшего решения задачи аналогичен вышеприведенному для локально распределенной нагрузки.

Сосредоточенный момент Му, вектор которого сонаправлен с осью оу,

действует в точке х = хМ, у = уМ. Считается, что он образован парой противоположно направленных сосредоточенных сил Р, равных по величине и действующих в окрестности точки (хМ; уМ), разнесенных на бесконечно малое расстояние вдоль оси ох.

В результате предельного перехода с использованием (16) и учетом того, что Му = 2ЪР, выражения для коэффициентов дпш принимают вид:

Чп

АМутп

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

VI

х у

ооб

тпх

Б1И

\ х у

ппу

М

V у У

3. Численные результаты

Получены для трёхслойной квадратной ортотропной пластины, пакет которой следующий: несущие слои - высокопрочные углеродные волокна на эпоксидном связующем; заполнитель - политетрафторэтилен. Механические характеристики используемых материалов приведены в табл. 1. Толщины слоёв: к1 = 0,03, И2 = 0,03, с = 0,1 м, линейные размеры 1Х = I = 1 м.

Таблица 1. Механические характеристики используемых материалов

Высокопрочные

Пара- углеродные волокна на Политетрафто-

метры эпоксидном рэтилен

связующем

Ех, МПа 1,265 105 268,29

Е , МПа У' 0,105105 268,29

Е2, МПа 268,29

О , МПа ху' 0,562-104 90

ОУ2, МПа 90

О2Х, МПа 90

0,27 0,49

V ух 0,02 0,49

Численное исследование сходимости рядов (9) показало, что при их суммировании достаточно удерживать 20 первых слагаемых. Добавление еще 80 слагаемых изменяет результат менее чем на 0,1 %. Дальнейшее увеличение количества членов ряда не влияет на величину перемещений.

На рис. 2, показаны перемещения при действии локальных нагрузок с одинаковой равнодействующей: 1 - поверхностная нагрузка с интенсивностью %0 = 0,1 МПа, равномерно распределенная по всей внешней поверхности слоя 1 пластины; 2 -%0 = 0,4 МПа, равномерно распределена по площадке х е[0,25; 0,75], у е[0.25; 0,75]; 3 - сосредоточенная силаР = 100 кН, действующая в середине пластины. Здесь и далее сплошными линиями показаны перемещения м, уу вдоль оси у при х = 0,5, пунктирными - перемещения м, ух

вдоль оси х при у = 0,5 ; а - прогиб; б - относительный сдвиг в заполнителе

о

-0.0025 -0.005 -0.0075 -0.01

V Л.

XV. \ 1 А /у /'/ У/' л' /// у / '/ /

\\ к \ \ ^ \\ \\ ^^2„ У// // / / / / / /

\\ \\ N / / / / /

0 0.2 0.4 0.6 0.8 х(у) 1.0

0.04 Ф

0.02

-0.02

(б)

/ У / / / >1^

____ у»" / / ► /

----

-0.04

0 0.2 0.4 0.6 0.8 х(у) 1.0

Рис. 2. Перемещения в пластине при действии нагрузок с одинаковой равнодействующей

Т Г о о о

Как видно из рис. 2, при одинаковой равнодействующей перемещения больше от нагрузок стянутых к центру пластины. Различия в величине перемещений вдоль разных осей объясняется ортотропностью материалов несущих слоев. На рис. 3 показаны напряжения а^ - а, о^ - б при действии различных

нагрузок с одинаковой равнодействующей. Обозначения, как и на рис. 2. Масштаб для кривых 1 и 2 на рис. 3 б увеличен в 10 раз. Переход от равномерно распределенной нагрузки к сосредоточенной силе вызывает увеличение напряжений в несущих слоях примерно в 9 раз, в заполнителе - в 33 раза.

а 3 • ю-7

1 1

7 у

/ 3

X гт<3> •10"6

/

3 гт(2) • ю-7

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

Рис. 3. Напряжения в пластине при действии нагрузок с одинаковой равнодействующей

На рис. 4 показаны перемещения при действии сосредоточенной силы Р = 100 кН в различных точках поверхности пластины: 1 - хр = ур = 0,125; 2 -

Хр = Ур = 0,25; 3 - Хр = Ур = 0,375.

о

уу

-0.0025

-0.005

-0.0075

-0.01

^ / у / / /

2 / 4 / / / / / / / / /

\ Ч ч \ ч \ ч \ ч 3/ / У У У

0 0.2 0.4 0.6 0.8 х(у) 1.0

0.015

-0.0075

-0.015

(б)

1 Уу

_______

О 0.2 0.4 0.6 0.8 Му) 1.0

Рис. 4. Перемещения в пластине при действии сосредоточенной силы

Здесь также при продвижении нагрузки к центру пластины перемещения возрастают.

На рис. 5 показаны перемещения в пластине при действии сосредоточенного момента Му = 40 кНм в различных точках поверхности пластины: 1 - в центре пластины (хт = ут = 0,5); 2 - в точке хт = ут = 0,25, перемещения вдоль линий, проходящих через центр пластины; 3 - в точке хт = ут = 0,25, перемещения вдоль линий, проходящих через точку приложения нагрузки, точечные кривые м, у у при х = хт, штрихпунктирные - м, у х при у = ут. При действии момента в центре пластины, перемещения возникают только вдоль оси х; эксцентриситет нагрузки вызывает перемещения вдоль обеих осей.

0.003

0.0015

-0.0015

-0.003

0.015

0.0075

-0.0075

-0.015

(а)

2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 х(у) 1.

(б)

-------

| 11 * ..............

................

0.2

0.4

0.6 0.8 4у) 1.0

Рис. 5. Перемещения в пластине при действии сосредоточенного момента

Выводы

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Приведенный метод расчета прямоугольных трехслойных ортотропных пластин позволяет получать достаточно точные для инженерной практики параметры напряженно-деформированного состояния. Ортотропность материалов несущих слоев существенно влияет на перемещения и напряжения в пластине.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-49-00091).

Библиографический список

1. Тамуров Н. Г. Некоторые задачи изгиба прямоугольных трехслойных ор-тотропных пластин. - Днепропетровск, Изд-во ДГУ, 1959. - 18 с.

2. Jeon J. S., Hong C. S. Bending of tapered anisotropic sandwich plates with arbitrary edge conditions, AIAA Journal. 1992. no 7. рр. 1762-1769.

3. Katori H., Nishimura T. Shear deflection of anisotropic plate // Нихон кикай гаккай ромбунсю. Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. A. 1992. no 545. pp. 133-139.

4. Ворович И. И. Математические проблемы нелинейной теории пологих оболочек. - М.: Наука, 1989. - 373 с.

5. Старовойтов Э.И., Яровая А.В., Леоненко Д.В. Деформирование трехслойных элементов конструкций на упругом основании. - М: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 380 с.

6. Starovoitov E.I., Leonenko D.V., Yarovaya A.V. Vibration of circular sandwich plates under resonance loads // International Applied Mechanics. - 2003. - Т. 39. no. 12. pp. 1458-1463.

7. Горшков А.Г., Старовойтов Э.И., Леоненко Д.В. Колебания трехслойных стержней под действием локальных нагрузок различных форм // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2004. № 1. С. 45-52.

8. Горшков А.Г., Старовойтов Э.И., Яровая А.В., Леоненко Д.В. Деформирование круговой трехслойной пластины на упругом основании // Экологический

вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. - 2005. № 1. - С. 16-22.

9. Вестяк В.А., Земсков А.В., Федотенков Г.В. Слабо неравномерный нагрев неограниченной слоистой пластины // Вестник Московского авиационного института. 2010. Т. 17. № 6. С. 152 - 158.

10. Старовойтов Э.И., Леоненко Д.В., Сулейман М. Термоупругий изгиб кольцевой трехслойной пластины на упругом основании // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2006. № 4. С. 55-62.

11. Леоненко Д.В. Колебания трехслойного стержня под действием импульсных нагрузок различных форм // Материалы, технологии, инструменты. 2004. Т. 9. № 2. С. 23-27.

12. Леоненко Д.В. Радиальные собственные колебания упругих трехслойных цилиндрических оболочек // Механика машин, механизмов и материалов. 2010. № 3 (12). С. 53-56.

13. Леоненко Д.В. Вынужденные колебания трехслойного стержня ВЫНУ на упругом безинерционном основании // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2007. № 3. С. 70-74.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.