автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.02, диссертация на тему:Прочность и устойчивость шпангоутов из стеклопластика, подкрепляющих цилиндрическую оболочку

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА КОРАБЛЕСТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

ЧЕРЕНКОВА Марина Валентиновна

На правах рукописи

ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ШПАНГОУТОВ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА, ПОДКРЕПЛЯЮЩИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКУЮ ОБОЛОЧКУ

Специальность 05.08.02 — строительная механика корабля

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград 1991

Работа выполнена на кафедре теоретической механики Ленинградского ордена Ленина кораблестроительного института.

Научный руководитель член-корр. Латвийской АН, доктор техн. наук,

профессор Я. Г. ПАНОВКО.

Официальные оппоненты: доктор техн. наук ЕКЕЛЬЧИК В. С., канд. техн. наук ЯРЦЕВ Б. А.

Ведущая организация — научно-производственное объединение «РИТМ».

Защита диссертации состоится 20 января 19э2 г.

в ^ & часов в ауд /¡КТ. ЗОУ1Ёш заседании специализированного совета К053.23.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук в Ленинградском ордена Ленина кораблестроительном институте по адресу: 190008, Ленинград, Лоцманская ул., 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского ордена Ленина кораблестроительного института.

Автореферат разослан д@КС(5рЯ

1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета канд. техн. наук, доцент А. Д. КРАСНИЦКИИ

(1 |; /ы ;:\гшкгистика глю-п;

Актуальность темы. Композитнке материалы широко используется " судостроении для создания корпусов , подвергающихся г-ксокогу внешнему давлению. В ряде случаев они представляют собой цилиндрическую оболочку, подкрепленную изнутри кольце-выуи шпангоутами. 1'з-за особенностей композ.:тннх материалов (анизотропии механических свойств, низкой прочности на меж-с.логпн/ ощпт и па отрыв в направлении, перпендикулярном ар-»™ро ватте, гчзноьодкогти упругих и тепло-изических свойств компонентов) пропорции и ц.орма поперечного сечения шпангоутов заметно отличается от тех, которые характерны для металлических конструкций.

г''ТР1шфи«,ч технологии изготовления конструкций из компо-зи™!шх »чтргиалов, - '^орт/ирование материала совместно с из-дрл'рг - лгчрочу.т к то»"у, что в шпангоуте возникают техноло-гччесг-те напряжения. ('■оотвртстврнно , при оценке несущей способности шпангоутов "з стеклопластика необходимо учитывать чз.лмчр'р остаточных технологических напряжений и возрастающую голь тпчнсьезопльних напряжений, ^бнчно считающихся в традиционных задачах строительно^ механики несущественными. При исслрдоьанчп ^стойчивсти таких шпангоутов необходимо также принимать ьо ьнир-шие низкую сдвиговую "с»откость композитных ••атериалов.

1ти вот/тн до сих по-) были относительно мало изучены, ч то в известкой стелен:!' ограничивает использование композитах »-гтрр'/яго-- и п: гдопредрляет актуальность настоящей расо-

тн.

''р.нь па^от!1 •'пк.лх1ча-"тся:

- н ясслрдо'-пиии объ^-ного напряженного состояния кольцевого шпангоута л':> ■"тек.">оплзе?ика и в выявлении'возможных очагов его разрушена;

- в исследования устойчивости плоской ^ормы шпангоута с • «••то»* «цятсак ае^осагтЯ;

- в определении ,:ропорииР поперечного сечения гспангоу-•:а. г' ес.!1ечипа1тп'х рап-ональнор использоьчнир свойств компо-

Методика исследования. Исследование носит расчетно-тео-ретический характер. Напряженное состояние шпангоута изучено с помощью метода конечных элементов. Дифференциальные уравнения устойчивости получены на основе уточненной теории анизотропных пластин С.А.Амбарцумяна, а для решения зтих уравнений использован метод Еубнова-Галеркина.

Научная новизна состоит в следующем:

- обнаружены не отмечавшиеся ранее качественные особенности напряженно-деформированного состояния шпангоута - и в первую очередь, существование зон растягивающих радиальных напряжений в шпангоуте, подкрепляющем изнутри оболочку, сжимаемую внешним давлением;

- получено уравнение осесимметричной формы потери устойчивости для кольцевой ортотропнсй пластины при докрити-ческом неоднородном напряженном состоянии;

- исследованы возможности упрощенных решений задачи об устойчивости шпангоута: I. основанного ка теореме П.Ф.Папко-вича, 2. использующего кольцевую модель, 3. решения по теории анизотропных пластин, не учитывающей сдвиги;

- оценена важность учета нормальных напряжений 6Я и деформаций сдвига в трансверсальнсм направлении при расчете устойчивости кольцевого шпангоута из стеклопластика.

Практическая ценность определяется:

- выявлением очагов возможного разрушения шпангоута,что позволяет дать конкретные рекомендации для их конструирования и изготовления;

- разработкой экспериментального метода контроля сплошности соединения шпангоута с оболочкой;

- разработкой методики расчета устойчивости плоской формы кольцевого ортотропного шпангоута, включающей программы для ЭВМ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научно- техническом семинаре Института механики АН Арм'-. ССР (Ереван, 1987г.) , а работа в целом - на научных семинарах кафедр теоретической механики и строительной механики корабля ТО' в 1991г. и на научном семинара "Механика и технология полимерных и композиционных материалов и конструкций" секции прочности и конструкции корпуса судов При центральном правлении НТО им. Л.Н.Крылова (Санкт-Петербург, 1991г.).

Публикации. По теме диссертации опубликована статья и есть авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глаз, заключения к списка использованной литературы, включающего 100 наименований. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 5c¡ рисунков и II таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Зо введении обоснованы актуальность темы, необходимость решения рассмотренных в работе задач, коротко освещена структура работы.

В первой главе представлен обзор существующих подходов к расчету устойчивости подкрепленных оболочек. Отмечено, что при исследовании устойчивости кольцевых шпангоутов используют решения, относящиеся к кольцам и кольцевым пластинам. Выбор расчетной модели зависит от относительных размеров поперечного сечения шпангоута. Если они малы по сравнению с расстоянием от центра тяжести поперечного сечения шпангоута до оси вращения оболочки, то изменением формы поперечного сечения можно пренебречь и использовать известные решения для кольца. В противном случае, шпангоут рассматривают кая кольцевую пластину.

Устойчивость кольца исследована достаточно полно. Для потери устойчивости кольца в своей плоскости известны решения М.Леви, 1884; Е.Л.Николаи, 191b; ВЛ.Еидермана, 1959.Потеря устойчивости кольца из плоскости изучена для осесиммет-ричной формы Р.Граммелем (1923, 1927), а для неосесимметрич-ной формы Е.Л.Николаи, (I9Ití). Мекх,(1963) исследовал случай пространственной формы потери устойчивости кольца, у которого ни одна из главных осей инерции поперечного сечения не находится в экваториальной плоскости кольца.

Устойчивость кольцевой пластины изучена в основном при допущениях классической теории изгиба изотропных пластин. В такой постановке получены для однородного допритического напряженного состояния (наиболее полное решение принадлежит Ямаки, IS5b) ti для неоднородного напряженного докритического состояния решения ¿ина, 1Э?4; А.С.Локиина, 1929; Е.Мейсснера

1933; Н.&.Лапковича, 1935; Э.К.Григолкжа, 1^4«'; Л.А.*ельдма-на, 1951; Ьл'.Газизова, 19Ьа; А.А.Хачатряна, 196.3 и 1966; А. Д.Лизарева и Г.ИДареевой, 1965 и 1^66.

Шпангоуты из композитных материалов ооычно значительно толще металлических. Сочетание фактора толщины с анизотропией материала приводит к тому, что для расчета таких шпангоутов классическая теория изгиба пластин во уногих случаях неприемлема. Из уточненных теорий анизотропных пластин широко известны теории С.А.АмОарпумяна, Т967; А.Б.Розе и и.М.Тарно-польского, 19С9; В.У..Королева, ТУС5. Однако, уточненное решение задачи оО устойчивости доведено до кокаа лишь для самого простого случая - трансверсально-изотропной кольцевой пластины при однородном докритическом напряженном состоянии.

В той же главе дана историческая справка по развитию способов уточнения традиционных методов расчета пластин, оо-суждены уточненные теории анизотропных пластин, который могут быть использованы для решения задач устойчивости кольцевой пластины и, наконец, определены вопроси, требующие Солее детального исследования.

Во второй главе исследуется напряжрнно-деформирсванное состояние кольцевого шпангоута из стеклопластика, подкрепляющего изнутри цилиндрическую оболочку, когда шпангоут имеет прямоугольное поперечное сечение, а оболочка нагружена внешним гидростатическим давлением.

При расчете оболочка полагается достаточно протяженной с одинаковыми и равноотстоящими шпангоутами. В качестве области исследования взят характерный участок длины оболочки, ограниченный двумя сечениями: сдно проведено через середину пшации, другое - через экваториальную плоскость шпангоута. Эти сечения при нагружении оболочки остаются плоскими.

В конкретных расчетах размеры шпангоута и оболочки и '/х упругие характеристики приняты типичными для конструктивных соотношений корпуса глубоководного подводного аппарата. Соо-лочка имеет перекрестную структуру армирования, при которой значения модулей упругости в осевом Ех и тангенциальном Ее направлениях близки и больше, чем значение радиального модуля упругости Ег . Шпангоут армирован однонаправленно, причем его радиальный и осевой модули упругости одинаковы, тангенциальный модуль упругости приблизительно в два раза больше.

лпк известно, для конструкций из композитных материалов o^ct.'c опчснн напряжет»--, действующие перпендикулярно направлен:«» армирования. гпангоутив этс и основном ршигальпьп и осоьк" нсргалыше напряжения. I Определение этих lîa.ij'jr-T-ниг в работе получпю о использованием подходов трехмерно;": теории упругости анизотропного тела, а расчет проведен методом конечных элементов.

При анализе напряженного состояния шпангоут;;1 busiü-ления очагов возмоунстс разру,гп"йя г. со с о» внимание деляется радиальным напряжешь» всл/зи поверхности апангоута. '..< нарушено, что недалеко от геста сопряжения шпангоута с оболочке., около боковых поверхностей шпангоута сумеетву«т опасные згчн растягивающих радиальных напря^чкй. i'x появление непосре.ч-г.тепнно связано с. касательикта напряжениями vc-cy шпангоутом к оболочкой, действучмими параллельно «»-и системы и симметричными относительно экьатеркальней плоскости шпангоута. Для относительно толоткх шпангоутов из композитов зти касательные напряжения значительны. Гаг-чет показал, что п,у.i отсутствии названных касательных напряжений растягивал.",!»" напряжения исчезают.

Дополнительно исслеювзчо, влияет на радиальные напряжения еолизп поверхности и'ланго\тэ введение галтел*"-:- ; аз-личных радиусов. Остановлено, что плавность переходя мс.чиу впаигоугок и оболочке/ незкачител'.но снижает пик рлотнгивто-гаи напряжений.

Проведено иео,\<\ясвачи< о и'.ляесиег в расчетнуо cx'-vv возможной трещины, частично раздпля«пе{: ппангоут :: осол^ч-:.1.. Результаты использованы лл1 Ov.-ooiu.Ba'4'я изобретенного метол, <

контроля оплошности Э'.'ОГО СОР.'Л'НОНИЯ. V ног.\'Ч!(ыо v.v: iipc:- у,он

расчет технслогичс-них ячиря^оции, i озчкиаттх в преи/^"»

совмсстного изготовл^ни" гпл.нго.ут.'; и сголсчкя.

доказано, что, пар*ируя :-.гт:;«"нтн линейного расли-НИЯ ПЛОМеНТСГ. KOHCTpVKHK'/, WW. Vl'TbCj:, чтобы остаточ'П.е ':'"хго':стичес'ис напряжения полг»:' : глми» влияли на напряпен-»с ссотоянйе нагруч-'нчого ,, : ам1,г.утч.

.. третье;; главе h".\bcгмотсч }-ег.-о'"ш,«сть :::r:aJU\.VTa из ете-уопластагл как кол к "во.! сртетрегк.чг ''пластит:, чогружен-л лого; iio раопредр.-^ннк»- ic i-nc-.'n «:у !:оцту[у г'имч-п'дам •vi ¡.»утргнни:1 :<оч-.ур¡отин;- Г=0 с но со vit, a рняг«-

•).".: :т"';ур Г= 6 уп;уг:> ту "»vk11.

Анализ устойчивости проведен при использовании допущений уточненной теории анизотропных пластин С.Л.Амбарцумяна. Первое допущение аналогично соответствующему допущению классической теории изгиба пластин - нормальное к срединной поверхности пластины перемещение не зависит от координаты Z . Согласно второму допущении касательные трансверсальные напряжения имеет ввд: Тгг= ftr.tfj (X) , Тю = 4>(r,&) f{%) . Распределение напряжений по толщине пластины к принято в видe:ffr)=(h*/2 , а функции Wrfi) и У(Г,д) определя-

ются в процессе решения.

Общая система дв*4еренциальных уравнений имеет вид:

+ ±£Ls-dZ 7 •

Г дг Г д& h3 * ^

* ? Ш1К} rf-^Z -\§r(rZ)lv

n (J- Ш + Ш- -

Я \r' de5 г дгы>) un эг'д&

* (Юг -Аг (МО)Ш (3)

Пг = (Ъ'ИНЕг/а-^^-Яь *(к3Н2)0гв ;

д& = (Ш) Е»/а - ^ ад; +;

Л, = -(Ег/Ег)(уп * Ъ »„)/({ - »„Цъ); Аг = - (£*/£) (Ц* + - УегЦ-о) •

Здесь "ОХ - прогиб пластины, Уц ; йу коэффициен-

ты Пуассона и модули сдвига в соответствующих направлениях.

Установлено, что для пластин с относительным размером отверстия СХ/В >0,7 для достаточно широкого диапазона изменения параметра Е$/Ег анизотропией материала пластины при определении докритических нормальных напряжений и можно пренебречь и вычислять их по формулам Ламе для изотропной пластины.

В работе использовано представление о фиктивной поперечной нагрузке 2 , получаемой проецированием на ось % докру-тическйх напряжений.

В случае осесимметричной потери устойчивости фиктивную нагрузку можно представить в виде:

Это позволяет проинтегрировать уравнение (I) и найти:

о

Подстановкой выражений (4) и (б) в систему дифференциальных уравнений получено одно разрешающее уравнение для осесимметричной форум потери устойчивости рассматриваемой пластины:

(С)

р14 (9) +С3(9) = 0;

- -72 + р,4р ЕгР2 г '

6? т

^ ^ ¿»у Чр\ 69 / Ег Р Г1 ,

а

1>(в)' т„ [А> Т % <?вФ].

Г'десь ~ У гол поворота нормали к срединно/. поверхнос-

ти пластини,Ь4(6)~ соответствует лево; части дп^еренциаль-ного уравнена упрощенной теории анкзг.-трошг-гх п;:летим, н»-учитывающей сдвиговые деформации,- -¿^ны,, характеризует:"/" поправку к упрощенно« теории, обусловленную учетом др-чоррэдии сдвига ь плоское?:: П ,¿,¿(6)- ч-.^ьн, учитываете влияние нормальных наш лжи»:/ 6 г •

3 виду сложности аг^чргнщ'аяьнсгс. уравнении (С) его точное аналитическое реегште ь за\":н;'?сг ък.ч'-- недоступно, •/, поэтому в работе яепш-ъяовик пркг лй-Г-еинШ: г ото.; ¡.ус-нош- а'ц-леркина. Аплроксиг-иругга»:-.;упк'до! »г-ята ь ьпде:

е = с,/р'>с2р + слр\ с/)

граничив /елсьик :\!,утрп»:<'Г ¡г эдсвдрж контурах, пластикы исстсгшшр С; ы;рс1У.п~и: череч (..".ту.

!&гревчост1. прислоненного -¿гаекин окйнгч-! г.пек сравнения результатов расчета изотропно:: плаеттн: ттсдсм I у(.поиа-Галеркина по хлассч'ческо:: теории (члены ив) пг.-.оже-

ггк равными нулп) к точного решения .'.',с*;сеиера; сказалось, что она не превышает % .

Л алее в треть?:: главе оссуждаются результаты расчета а исследуются возмоунс сти упущения решения задачи о потере устойчивости колыквеи пластины по осесккметричной форме.

^ с.'аноьлено, что:

- ноогаяькые напряжения 6г незначительно увеличивают критическую нагрузку;

- деформация сдвига в плоскости ГЦ растет с увел/.че-нкгу относительной толщины пластины Я/ В , параметра анизотропии Ег/0П и жесткости упругого защемления внешнего контура С .

:1а рис.1 представлены зависимости безразмерного коэффициента критической нагрузки и~крВ/Ог от сезразмерного коэффициента упругого затег.'ления Св= сВ/. оаьясимооть Сезразмерного коэффициента критяческо': наг:узки от относительной толщины пластины показана на рис.И. Снлосние крише соответствуют анизотропией п^а^т/че» сравнения призг.дяны соответствующие значения оС , ::сл;,,чс.ннно .чля '.'зотропно;: кс-

s

^исЛ. Зависимость d. ст С0 при ?» С,65 I - при h / Ъ = С,( i ; 2 - при К/8 - С ,06

2/0

160

! i

0 о, 03

Гие.2. Зависимость d. ст к/В при ?

1 - при С0 = 8С; Я - при С „

Л/Б

* 0 ,ь5 = 4С

дьцевой "пластина (рис.1) с упругими характеристиками:Б= Е», у = где Ед. - модуль упругости анизотропной пластины в тангенциальном направлении, коэффициент Пуассона анизотропной пластины в направлении осей координат Г и % . Ьа рис.1 этим значениям соответствуют штриховые кривые. На рис.! штриховыми кривыми отмечены значения <£ анизотропной пластины, порученные с учетом влияния нормальных напряжений

Для расчета осесимметричной формы потери устойчивости кольцевых пластин при малых значениях С. предложено упрощенное решение, основанное на использовании расчетной модели кольцам Сравнение результатов расчета с точным решением Мей-сснера показало, что при &/В>0,6 погрешность приближенного решения не превышает 3%.

Исследована возможность упрощения решения с помощью те-ореш П.Ф.Папковича о вырожденных формах потери устойчивости Показано, что эта теорема может быть использована при любых условиях на внешнем контуре для пластин, относительная толщина которых не превышает 0,05.

Исследование осесимметричной формы потери устойчивости кольцевого шпангоута завершено расчетом шпангоута таврового поперечного сечения. При определении его докритического напряженного состояния и граничных условий на внутреннем, контуре стенки полка рассматривалась как. кольцо. Отмечено,. что влияние упругих характеристик материала полки и ее геометрических размеров на величину критической нагрузки шпангоута снижается при увеличении жесткости защемления шпангоута на оболочке.

Вторая часть третьей главы посвящена исследований не-осесииметричных форм потери устойчивости шпангоута.

Расчет неосесиыметричных форм потери устойчивости кольцевой ортотропной пластины проведен по частной теории С.А.Ам-барцумяна, построенной в соответствия с предложенной А.Л.Гольденвейзером асимптотической теорией сведения трехмерных задач к двумерным.

Первое допущение частной теории остается тем же, что- и в общей теории. Согласно второму допущению при определении деформаций считают, что касательные трансверсальиые напряжения и нормальное напряжение не отличаются от соответствующих напряжений, найденных на основе гипотез упрощенной теории анизотропных, пластин :Тг=(%/2)(Ьг/4 ~12) , - 2г),

где выражения для функций и % имеют вид:

Здесь Ш,- прогиб упрощенной теории, - прогиб уточненной теории.

Основное уточненное уравнение частной теории С.А.Амбар-цумяна имеет вид:

Г) ¡& 4..ЭТ) 1 ЗУ 4-п / , 9Л у ¿я. -2П I IV _л 1 ¿V . о/Г) 4-П )1

ЦгА-лМ

Функции VI, и Ч^о определяются выраженияш (8) и (9) ; фиктивная поперечная нагрузи» для неосесижетщчной формы потери устойчивости определяется выражением:

6г дг2 +6»[г дг + г2 (п)

Для решения дифференциального '»'растения (1„) использован метод БуСнова-Галеркина. Лппрокскгиг.'тжн'^ ^ункцик Ц/0 и 4JÍ выбраны в виде:

ОХ = (CJP + Cz -НCjfrp + СУ + Csp) coi П.& ; (i2) ■ OJ = CDJP гД ЕпрЩр^В.р')coi n&. (i,)

Здесь Пе и Г2 - числа ролн возмущенной ,;срмы равновесия, полученные соответственно по упрощенной и уточнение;: теориям; C¿ , D¿ - постоянные, которые с точностью до однои определяются из гракичьнх условии пластины.

Дифференциальное уравнение (Ю) решено а '-.ледучщеи« порядке:

- подстановкой выражения (12) в граничные условия упрощенно!1; теории анизотропных аяастин найдены постоянные ;

- неизвестные постоянные!^ находятся соответственно из граничных условий уточненной теории;

- первоначально решена задача оо устойчивости кольцеи:,: ертотропной пластины по упрощенней теории, найдены: , П0, уточнен вид функций % и Ve ;

- полученные выражения подставлены в уравнение (10) .которое решено методом Ьубнова-Галеркина.

Расчеты выполнены для изотропной и ортотропнои пластин, причем, по-прежнему, для изотропной пластины принято Е = Ер, у = а упругие характеристики ортотропнои пластины соответствуют армированному однонаправленно стеклопластику с Е-

Погрешность при 1Штой фор№ потери устойчивости оценена путем сравнения результатов приближенного течения задачи ос устойчивости изотропной пластины пс упрощенной теории с точным решением, полученным по классической теории изгиоа изот ропных пластин; оказалось, что погрешность л; ж сличенного решения не превышает У/,.

Анализ результатов расчета показал, чте ^итичгская га-грузка кольцевой пластины определяется следующими ¡nr-ivevf ъ-ми: относительным размером отверстии, жесткостью aw'WiMr. внешнего контура, упругиш х?рагчегкатюгамн ггатериала ■■ относительной толщинок пластины.

На рис.;.' представлены панк^итооти f ез:-анотр|ю«.с

Рис.У. оаыт1"'о',ть Ы. 07 2 : Т - л л- С0 г: ix ; ° - ПГ7 С„ = 40; 3 - при С с = X ; л - при Со = ТС

Гпс.4. оС ст С0 :

Г - при h/Ъ с ,С.Т; X - при h/B = Г.Г4; :■ - .ip«

k/S =0,т

циента критической нагрузки Ы. от относительного размера отверстия ортотропной пластины при к/В = 0,01. Зависимость сС от жесткости защемления внешнего контура ортотропной пластины при 2 =0,65 показана на рис.4. Штриховыми кривыми отмечены значения об , полученные с учетом анизотропии пластины при определении ее докритического напряженного состояния. На рис.5 для изотропной и ортотропной пластин с 2 = 0,85 построены зависимости безразмерного коэффициента критическои Нагрузки от Н/Ь , причем, для удобства сопоставления результатов расчета изотропной и ортотропной пластин соответствующие значения сС изотропной пластины домножены на параметр анизотропии Е^/ Ег.

Исследование влияния анизотропии пластины на ее устойчивость показало, что:

- при вычислении докритических нормальных напряжений анизотропию шпангоута можно не учитывать;

- снижение радиального модуля упругости вызывает почти пропорциональное уменьшение величины критической нагрузки;

- при уменьшении отношения Е^Е^ снижается также число волн потери устойчивости;

- на величину деформаций сдвига в трансверсальком направлении влияют отношения Вг/Срги Вг/(^, степень их влияния возрастает с увеличением жесткости защемления внешнего контура и относительной толщины пластины.

Заключение.

Исследозано объемное напряженное состояние шпангоута из стеклопластика, подкрепляющего изнутри цилиндрическую оболочку, нагруженную внешним гидростатическим давлением.

При этом:

- показано, что вблизи боковых поверхностей шпангоута возможно существование опасных зон растягивающих радиальных напряжений;

- показано, что введение плавных переходов между шпангоутом и оболочкой не устраняет это явление полностью;

- разработан экспериментальный метод контроля сплошности соединения шпангоута с оболочкой;

- показано, что существующие в шпангоуте остаточные технологические напряжения в ряде случаев оказывают благопри -ятное влияние на эксплуатационные напряжения.

№

Г70

150

130

90

70

ч N \

\ У

— к „ ^ \ ^^ \ - N \

■-- ¿'__ Ч \

_ з1^——

п=6 А1 п= в

УЬ

О 0,02 от 0,06

Рис.5. Зависимость ¿- от к/3 для изотропной (штриховке кривые) и анизотропной (сплошные кривые) пластин:

11, I - при С, =<*>; 2 , 2 - при С„= 80; З1, Я - при С„= 40; 4 , 4 - при 20

Исследована устойчивость плоской форта шпангоута из ::с-мпозитного материала как кольцевой ортотропнок пластины, упруго защемленной на внешнем контуре и нагруженной ь свое;! плоскости внешним гидростатическим давлением.

При этом:

- получено основное дифференциальное уравнение ссога:/-метричной формы потери устойчивости кольцеьсь ортотропной пластинь при неоднородном докритическом напряженном состоянии;

- предложены варианты упрощения исследования устокчиьо-сти кольцевого шпангоута из композитного материала и нгыплены пределы их применения;

- разработаны алгоритмы решения методов Буснова-х'алер-кина уточненных дифференциальных уравнении устойчивости кольцевой ортотропной пластины;

- исследовано влияние анизотропии композитного м-чтегма-ла на устойчивость плоской ^ормы кольцевого шпангоута;

- установлено, что поправки; обусловленные учетом нормальных напряжений 6% при расчете устойчивости шпангоута и учетом анизотропии при определении его цокрит/ческогс- напряженного состояния, неестественны.

Сенсмше результаты ;асоты отрачени ь следу *мкх ауГла-канилх:

I. '¡егенкова М.В. Влияние поперечного сдвига на 7г-,с.:-чиьость упруго защемленной кольцевой пластин:-».//Игч^гткя .'■„.

Т^е, 41, е.35-44.

Г:. Гериберг М.Б., Кемпинг.кий Л.«-"., Гикзш^ Ь. ., •>;<• (кет И..В. авторское свидетельство № И542»; от «У..?Ь.с7.

:Чак.Р-74. Тит).90. Уч.-изд.-.:. 2P.XT.9I. '"гсг-а-т. ППО "Пегас", боцманская, !-.:.