Визначення міцності трьохшарової циліндричної оболонки

Анотація

DOI: https://doi.org/10.32820/2079-1747-2019-24-17-23

В статті розглянутий напружений стан трьохшарової циліндричної конструкції з урахуванням енергії зсуву заповнювача. В трьохшаровій конструкцій два зовнішні шари з’єднані за допомогою заповнювача, який має меншу міцність у порівнянні до зовнішніх шарів. Заповнювач забезпечує пружні властивості оболонці і працює на передачу зовнішнього тиску на зовнішні шари і поперечних зусиль зсуву.

Жорсткість у трьохшарових конструкцій значно вища, ніж у суцільних металевих конструкціях. Крім того, вони витримують і більші навантаження, які виникають при прикладенні зовнішніх навантажень.

В залежності від модулю пружності заповнювача у поперечному напрямку в трьохшарових конструкціях можуть виникати і поперечні деформації.

В статті було розглянуто рівняння змінення кривизни окремого кільця у випадку, коли навантаження на оболонку розподілено впродовж однієї твірної і визначені нормальні напруження в площі симетрії при х = 0.

При проведенні розрахунків були використані гіпотези про відсутність розтягнення кілець  відносних деформацій в окружному напрямку  та відсутності зсуву серединної поверхні.

Був складений вираз для потенціальної енергії і за допомогою рівняння Ейлера варіаційної задачі отримано лінійне неоднорідне диференційне рівняння четвертого ступеню. Після вирішення цього рівняння аналітичним методом було отримана залежність для радіальний переміщень, що дає змогу визначати окружні і нормальні напруження в циліндричній оболонці.

Отримане в науковому дослідження рішення задачі міцності трьохшарової циліндричної конструкції дозволяє визначити напруження в оболонці в залежності не тільки від геометричних її параметрів, але і  модулю зсуву заповнювача, що покращує достовірність проектування і експлуатацію таких конструкцій, що дає певні рекомендації по її використанню.