Пространственный расчет тройниковых соединений цилиндрических оболочек с учетом изменения расчетной модели во времени
- Авторы: Косицын С.Б.1, Акулич В.Ю.1, Осетинский Л.Н.1
-
Учреждения:
- Российский университет транспорта
- Выпуск: Том 21, № 3 (2025)
- Страницы: 181-190
- Раздел: Аналитические и численные методы расчета конструкций
- URL: https://bakhtiniada.ru/1815-5235/article/view/325906
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2025-21-3-181-190
- EDN: https://elibrary.ru/SSMRFB
- ID: 325906
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Выполнен численный анализ напряженно-деформированного состояния пересекающихся цилиндрических оболочек с учетом различного вида нелинейностей (физической, контактной и конструктивной). Пересекающиеся цилиндрические оболочки рассмотрены в составе пространственной большеразмерной системы «оболочка - основание». Выявлены наиболее напряженные участки пересекающихся оболочек, которые требуют особого внимания в процессе моделирования подобных конструкций. Следует отметить, что особая сложность данных моделей состоит в их большой вычислительной размерности, так как они включают в себя как рассматриваемую конструкцию, так и окружающее их грунтовое основание, что накладывает дополнительные требования на используемые для решения данных задач программные комплексы. Использование современных методов численного анализа позволяет значительно улучшить качество моделирования и повысить точность получаемых результатов. В частности, учитывая нелинейные свойства материалов, можно более детально оценить реальное поведение оболочек в условиях различных внешних воздействий. Кроме того, выполненный анализ свидетельствует о том, что учет стадийности строительства оказывает значительное влияние на распределение напряжений в пересекающихся оболочках. Это подчеркивает необходимость учета последовательности строительных работ, что в свою очередь может способствовать повышению надежности конструкции в целом. Дальнейшие перспективы связаны с апробаций и подтверждением работоспособности разработанных методик численного анализа на реальных системах «оболочка - основание», а также использовании полученных результатов для расчета несущих конструкций реальных проектируемых и возводимых объектов подземного строительства.
Об авторах
Сергей Борисович Косицын
Российский университет транспорта
Email: kositsyn-s@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3241-0683
SPIN-код: 9390-7610
советник РААСН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической механики
Российская Федерация, 127994, ГСП-4, Москва, ул. Образцова, д. 9Владимир Юрьевич Акулич
Российский университет транспорта
Автор, ответственный за переписку.
Email: vladimir.akulich@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9467-5791
SPIN-код: 8428-4636
кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической механики
Российская Федерация, 127994, ГСП-4, Москва, ул. Образцова, д. 9Леонид Николаевич Осетинский
Российский университет транспорта
Email: leonid.osetinsckij@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-8268-7482
SPIN-код: 8229-2270
студент, техник научно-исследовательского центра «Тепло- и массообмен в строительстве»
Российская Федерация, 127994, ГСП-4, Москва, ул. Образцова, д. 9Список литературы
- Zolotov A.B., Akimov P.A., Sidorov V.N., Mozgaleva M.L. Numerical and analytical methods for calculating building structures. Moscow: ASB Publ.; 2009. (In Russ.) ISBN 978-5-93093-675-9
- Akimov P.A., Mozgaleva M.L. B-spline wavelet discrete-continual finite element method for the local solution to the two-dimensional problem of the theory of elasticity. Monthly Journal on Construction and Architecture. 2022;17(1):32–41. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/1997-0935.2022.1.32-41 EDN IYPOKW
- Perelmuter A.V., Slivker V.I. Calculation models of structures and possibilities of their analysis. Moscow: ASV Publ.; 2020. (In Russ.) ISBN 9785930938067
- Gallager R. The finite element method. Fundamentals. Moscow: Mir Publ.; 1984. (In Russ.) Available from: https://dwg.ru/dnl/3236 (accessed: 02.03.2025).
- Trushin S.I. Finite element method. Theory and problems. Moscow: ACB Publ.; 2008. (In Russ.) ISBN 978-5-93093-539-4
- Basov K.A. ANSYS: user reference. Moscow: DMK Press, 2005. (In Russ.) ISBN 978-5-97060-593-6
- Theory Reference for the Mechanical APDL and Mechanical Applications. ANSYS, Inc. 2009.
- Bate K., Vilson E. Numerical methods of analysis and the finite element method. Moscow: Strojizdat Publ.; 1982. (In Russ.) Available from: https://dwg.ru/dnl/4071 (accessed: 02.03.2024).
- Mangushev R.A., Dyakonov I.P., Polunin V.M., Bashmakov I.B., Paskacheva D.A. Mathematical modeling of the operation of plate elements when working together with a soil base in conditions of flat deformation. Housing Construction. 2024;(11):37–46. (In Russ.) https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-11-37-46 EDN BYRBSC
- Kosytsyn S.B., Akulich V.Yu. Numerical stress analysis of orthogonally intersecting cylindrical shells interacting with soil considering stages of construction. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2024; 20(4):303–310. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2024-20-4-303-310 EDN TVXXYV
- Klochkov Yu.V., Dzhabrailov A.Sh., Ishchanov T.R., Marchenko S.S., Andreev A.S., Klochkov M.Yu. Finite element analysis of an elliptical cylinder in geometrically nonlinear formulation using vector form of interpolation procedure. PNRPU Mechanics Bulletin. 2022;(1):58–71. (In Russ.) https://doi.org/10.15593/perm.mech/2022.1.06 EDN MYVJBF
- Dzhabrailov A.Sh., Nikolaev A.P., Klochkov Yu.V., Gureeva N.A., Ishchanov T.R. Nonlinear deformation of axisymmetrically loaded rotation shell based on fem with different variants of definitional equations. Izvestiya of Saratov University. Mathematics. Mechanics. Informatics. 2022;22(1):48–61. (In Russ.) https://doi.org/10.18500/1816-9791-2022-22-1-48-61 EDN JHCOIF
- Treshchev A.A. Thin-walled cylindrical shells as an object of experimental determination of mechanical properties of structural materials (are classical representations always acceptable when testing tubular specimens). Structural Mechanics and Structures. 2020;(1):7–18. (In Russ.) EDN CTAVJZ
- Lalin V.V., Le T.K.Ch. Calculation of building structures for several dynamic actions with static consideration of higher vibration modes. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020;16(3):171–178. (In Russ.) https://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-3-171-178 EDN VSEGWP
- Mozgaleva M.L., Akimov P.A. Localization of solution of the problem for Poisson’s equation with the use of B-spline discrete-continual finite element method. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2021;17(3):157–172. (In Russ.) https://doi.org/10.22337/2587-9618-2021-17-3-157-172 EDN MFCJOI
- Yankovsky A.P. Refined model of viscoelastoplastic deformation of reinforced cylindrical shells. PNRPU Mechanics Bulletin. 2020;(1):138–149. (In Russ.) https://doi.org/10.15593/perm.mech/2020.1.11 EDN GEUKCU
- Zenkevich O.K. The finite element method in engineering. Moscow: Mir Publ.; 1975. (In Russ.) Available from: https://djvu.online/file/DtUw9BqXrtZCc (accessed: 02.03.2024).
- Zveryaev E.M., Pyhtyn A.V., Hoa V.D. Spatial problem for rectangular elastic plate. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2021;(4):2–11. (In Russ.) https://doi.org/10.37538/0039-2383.2021.4.2.11 EDN SUBZUM
- Bakulin V.N. Model for analysis of stress-strain state of three-layer cylindrical shells with rectangular cutouts. Mechanics of Solids. 2022;(1):122–132. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0572329922010032 EDN UFTFXV
- Li J., Shi Z., Liu L. A scaled boundary finite element method for static and dynamic analyses of cylindrical shells. Engineering Analysis with Boundary Elements. 2019;98:217–231. https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2018.10.024
- Zang Q., Liu J., Ye W., Yang F., Pang R., Lin G. High-performance bending and buckling analyses of cylindrical shells resting on elastic foundation using isogeometric scaled boundary finite element method. European Journal of Mechanics — A/Solids. 2023;100:105013. https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2023.105013
Дополнительные файлы

