Пространственный расчет тройниковых соединений цилиндрических оболочек с учетом изменения расчетной модели во времени


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. 9

Владимир 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. 9

Леонид 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. 9

Список литературы

  1. 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
  2. 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
  3. Perelmuter A.V., Slivker V.I. Calculation models of structures and possibilities of their analysis. Moscow: ASV Publ.; 2020. (In Russ.) ISBN 9785930938067
  4. Gallager R. The finite element method. Fundamentals. Moscow: Mir Publ.; 1984. (In Russ.) Available from: https://dwg.ru/dnl/3236 (accessed: 02.03.2025).
  5. Trushin S.I. Finite element method. Theory and problems. Moscow: ACB Publ.; 2008. (In Russ.) ISBN 978-5-93093-539-4
  6. Basov K.A. ANSYS: user reference. Moscow: DMK Press, 2005. (In Russ.) ISBN 978-5-97060-593-6
  7. Theory Reference for the Mechanical APDL and Mechanical Applications. ANSYS, Inc. 2009.
  8. 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).
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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).
  18. 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
  19. 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
  20. 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
  21. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».