Delist.ru

Оптимизация пологих геометрически нелинейных оболочек на прямоугольном плане (18.05.2010)

Автор: Колесников Александр Григорьевич

КОЛЕСНИКОВ АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ФОРМ ПОЛОГИХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ОБОЛОЧЕК НА ПРЯМОУГОЛЬНОМ ПЛАНЕ

05.23.17 – Строительная механика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва, 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный технический университет».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Ступишин Леонид

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Трушин Сергей

кандидат технических наук, доцент

Клейн Владимир Георгиевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства»

Защита состоится _________ года в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.12 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 113114 Москва, Шлюзовая набережная, д.8, ауд. .

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан «____» __________________ 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Анохин Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Вопросы снижения стоимости несущих конструкций и повышения их эксплуатационных характеристик выходят в настоящее время на первый план.

Существенный вклад в решение этих задач вносит использование в конструкторских решениях элементов типа пологих оболочек, которые уже нашли широкое применение в строительстве, машиностроении и других областях техники. Развитие методов оптимального проектирования пологих оболочек, помогающих отыскать формы конструкций минимального веса, максимальной несущей способности и т.д., а так же внедрение их в практику позволит получить ощутимый экономический эффект и новые конструктивные решения.

Цель работы:

разработка методики определения критической нагрузки, напряжений и частот свободных колебаний для пологих изотропных и ортотропных геометрически нелинейных оболочек на прямоугольном плане переменной формы срединной поверхности при постоянной и переменной толщине;

- разработка методики определения оптимальных форм изотропных и ортотропных геометрически нелинейных оболочек переменной формы на прямоугольном плане постоянной и переменной толщины по критерию минимума объема (веса) и значений напряжений или максимума критической нагрузки и минимальной частоты свободных колебаний;

- решение новых задач определения оптимальных форм пологих оболочек по критерию минимума объема (веса) и значений напряжений или максимума критической нагрузки и минимальной частоты свободных колебаний.

Научная новизна работы:

- получены выражения для напряжений, критической нагрузки и нижних частот свободных колебаний изотропных оболочек переменной толщины как функций изменения формы срединной поверхности и функций изменения формы толщины оболочки и ортотропных оболочек постоянной толщины на прямоугольном плане как функций изменения формы срединной поверхности;

- исследованы функции напряжений, критической нагрузки и частот свободных колебаний для изотропных оболочек постоянной и переменной толщины, а так же ортотропных оболочек постоянной толщины на прямоугольном плане на всей области допустимых значений переменных параметров формы, что позволило судить о точности получаемых результатов исследования нелинейных задач оптимизации и достижении глобального экстремума исследуемых функций, а так же составить алгоритм и реализовать программный комплекс решения нелинейных задач оптимизации пологих оболочек;

- решены новые задачи оптимизации формы срединной поверхности изотропных оболочек переменной толщины, ортотропных оболочек постоянной толщины и переменной формы срединной поверхности на прямоугольном плане по критериям:

- минимума объема (веса) при ограничениях: на величину критической нагрузки, на значения напряжений, на величину нижней частоты свободных колебаний;

- максимума критической нагрузки при ограничениях: на объем, на значения напряжений, на величину нижней частоты свободных колебаний;

- минимума значений напряжений при ограничениях: на объем, на величину критической нагрузки, на величину нижней частоты свободных колебаний;

- максимума нижней частоты свободных колебаний при ограничениях: на объем, на величину критической нагрузки, на значения напряжений.

Достоверность результатов диссертационной работы основана на:

- корректности математических моделей, взятых в качестве основы разработанных методик и строгости используемого математического

- сопоставлении результатов численных экспериментов с известными аналитическими решениями;

- решении двойственных задач.

Практическая ценность работы.

Разработанные алгоритмы и программы оптимизации формы оболочек могут быть использованы:

- при проектировании облегченных конструкций типа пологих оболочек в строительстве, машиностроении, авиастроении и т.п. В качестве оптимальных проектов тонкостенных конструкций при проектировании систем минимального веса, воспринимающих максимальную критическую нагрузку или имеющих требования к собственным частотам колебаний;

Страницы: 1  2  3  4  5