Устойчивость оболочек

09.09.2020

При проектировании тонкостенных конструкций — оболочек, особенно большепролетных, следует учитывать опасность потери устойчивости их деформированного состояния. Условимся называть в дальнейшем равновесное положение оболочки устойчивым, если получив малое отклонение от этого положения, оболочка будет возвращаться к нему.

Поведение оболочек при потере устойчивости существенно отличается от поведения стержней и пластинок. Выпучивание оболочек, как правило, сопровождается появлением не только напряжений изгиба, но и дополнительных напряжений в срединной поверхности.

Нагрузка, при которой начальная форма равновесия перестает быть устойчивой, называется критической.

При расчете оболочек на устойчивость следует различать верхнее и нижнее значения критического напряжения (критической нагрузки). Под верхним критическим напряжением подразумевается напряжение, до которого исходное равновесное состояние является устойчивым «в малом», т. е. по отношению к весьма малым возмущениям. Нижним критическим напряжением называют напряжение, до которого исходное равновесное состояние является устойчивым «в большом», так что исключен перескок от начального состояния к другому состоянию, характеризуемому большими прогибами.

При испытании конструкции оболочки на устойчивость обычно наблюдается значительный разброс значений критических нагрузок. Это вызвано, как правило, неоднородностью напряженного состояния, начальными несовершенствами формы и граничных условий.

При расчете критических нагрузок или критических напряжений для упругих оболочек следует исходить из их устойчивости «в большом», а не только «в малом», т. е. рассматривать возможность перехода от исходной формы равновесия к более устойчивой форме не только путем бесконечно малых, но также путем конечных деформаций, являющихся объектом исследования нелинейной теории устойчивости. Найденные таким образом верхние и нижние критические напряжения позволят более правильно оценить величину критического напряжения от расчетной нагрузки, которая должна составлять часть от верхнего критического напряжения.

Как правило, значение верхней критической нагрузки, найденное с учетом начальных несовершенств, более точно оценивает действительную величину нагрузки, при которой происходит потеря устойчивости оболочки, чем расчет по формулам, основанным на понятии нижней критической нагрузки. Однако для определения величины несущей способности несовершенных оболочек необходимо знать статистические характеристики начальных несовершенств, вводимых в расчет.

Максимальные значения начального прогиба определяются опытным путем или задаются по аналогии с конструкциями подобного типа, для которых установлены возможные величины начальных несовершенств.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна