1.5. Использование численных методов при расчетах трехслойных панелей

Несмотря на достаточно большое количество работ по расчету трехслойных конструкций, они не могли удовлетворить все запросы практики. Приближенные методы расчета зачастую не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к точности, результаты их применения не всегда достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными. Расчет конструкций сложного очертания со сложными граничными условиями при действии сложных нагрузок при применении как точных методов, так и приближенных теорий Нойта, Рабиновича-Рейснера, как правило, либо невозможно выполнить традиционными аналитическими методами, либо возможно, но процесс вычислений оказывается весьма трудоемким и вследствие этого практически неприемлемым. Только для простейших случаев удается получить результат в виде конечных формул. Поэтому, с начала семидесятых годов в теорию расчета трехслойных конструкций начинают внедряться численные методы, основанные на дискретной математической модели исследуемого объекта. Внедрению этих методов способствовало интенсивное развитие электронно-вычислительной техники.

На сегодняшний день, документом [5] для статического расчета трехслойных панелей в случаях, когда аналитические методы расчета не позволяют получить результат с достаточной точностью, предлагается использовать численные методы. Как правило, для расчета трехслойных панелей применяется метод конечных элементов (МКЭ).

Метод конечных элементов базируется на теории матриц, которая нашла широкое применение в теории расчета сооружений благодаря работам [52—56].

В соответствии с этим методом сплошная среда расчленяется на отдельные элементы простой конфигурации. Наиболее часто используются прямоугольные и треугольные элементы. Сочленение элементов осуществляется в узлах, в которых полностью удовлетворяются условия равновесия и неразрывности перемещений.

Расчету трехслойных плит и балок методом конечных элементов (МКЭ) посвящены работы Ю. В. Осетинского и В. А. Черепахина [57], А. К. Гаврилова [58], Г. Л. Павленко, Ю. В. Краснобаева, В. С. Корченова [59], О. Фацио и К. Ха [60] и др. ученых. В этих работах плита расчленяется на треугольные или прямоугольные трехслойные конечные элементы. Предполагается, что средний слой однороден и воспринимает только сдвигающие усилия.

В настоящее время, численный расчет трехслойных панелей, как правило, выполняется при помощи пакетов конечноэлементного моделирования. При этом обшивки моделируются конечными элементами пластин, а средний слой объемными конечными элементами. Несмотря на то, что ресурсы современной вычислительной техники позволяют выполнять расчет сложных конечноэлементных моделей за сравнительно небольшое время, само создание такой модели требует высокой квалификации и значительных трудозатрат. В связи с чем, проблема создания простой инженерной методики расчета трехслойных панелей методом конечных элементов является актуальной.

results matching ""

    No results matching ""