4.3.3 Оптимизация поперечного сечения профилированой обшивки

Оптимальное поперечное сечение профилированной наружной обшивки определялось как решение задачи максимизации разрушающей нагрузки на панель в зависимости от формы сечения обшивки.

Поиск поперечного сечения обшивки производился среди сечений, фрагмент (период) которого показан на рисунке 4.27.

Фрагмент оптимизируемого сечения обшивки

Рисунок 4.27. — Фрагмент оптимизируемого сечения обшивки

Задача максимизации разрушающей нагрузки решалась относительно величин b1b_1 и b2b_2 при заданных величинах площади поперечного сечения наружной обшивки AfA_f, толщины обшивки tft_f, модуля сдвига материала среднего слоя GCG_C, толщины панели D. Материал обшивок во всех случаях – сталь с пределом текучести RyR_y = 270 МПа. Высота поперечного сечения обшивки h принималась такой, чтобы при заданных величинах b1b_1 и b2b_2 площадь поперечного сечения обшивки AfA_f равнялась заданной. Расчет выполнялся по схеме нагружения 1 рисунка 4.8.

Необходимые для расчета величины критических напряжений потери местной устойчивости при сжатии верхней и нижней полок профиля определялись исходя из геометрических параметров профиля и упругих характеристик материала среднего слоя и обшивок по формуле σ=0,88GC2Ef3\sigma=0,88\cdot\sqrt[3]{G_C^2 E_f} , где GCG_C — модуль сдвига среднего слоя, EfE_f — модуль упругости материала обшивок.

Алгоритм определения величины разрушающей нагрузки на панель при ее испытании по схеме 1 рисунка 4.8 показан на рисунке 4.28.

На рисунке 4.29 показана зависимость разрушающей нагрузки FuF_u от размеров b1b_1 и b2b_2, на рисунке 4.30 — зависимости разрушающей нагрузки FuF_u от размера b1b_1 при различных значениях b2b_2, на рисунке 4.31 — зависимость разрушающей нагрузки FuF_u от размера b2b_2 при b1b_1 = 35 мм. Модуль сдвига был принят равным GCG_C = 5 МПа, толщина обшивок tft_f = 0,5 мм, площадь поперечного сечения наружной обшивки Af1A_{f1} = 6 cm2cm^2, толщина панели D = 100 мм.

Как видно из рисунков 4.29…4.31, при b1b_1 ≤ 35 мм и наименьшем значении b2b_2 разрушающая нагрузка достигает своего максимума. Однако, уменьшение величин b1b_1 и b2b_2, при необходимости сохранить неизменной площадь поперечного сечения обшивки AfA_f, приводит к уменьшению высоты профиля обшивки h, что, в свою очередь, приводит к увеличению значений напряжений сдвига в среднем слое панели. Поэтому, для обеспечения максимально возможной несущей способности обшивки без увеличения ее материалоемкости, рекомендуется принимать b1b_1 = 35 мм и b2b_2 ≤ 35 мм.

На рисунке 4.32 показаны используемые и рекомендуемые размеры профилей наружных обшивок панелей.

Алгоритм определения разрушающей нагрузки на панель

Рисунок 4.28. – Алгоритм определения разрушающей нагрузки на панель

Зависимость разрушающей нагрузки Fu от размеров b1 и b2 для панелей с наружной профилированной обшивкой

GCG_C = 5 МПа, AfA_f = 6 cm2cm^2, D = 100 мм

Рисунок 4.29. — Зависимость разрушающей нагрузки FuF_u от размеров b1b_1 и b2b_2 для панелей с наружной профилированной обшивкой

Зависимость разрушающей нагрузки Fu от размера b1 при заданных величинах b2 для панелей с наружной профилированной обшивкой

Рисунок 4.30. — Зависимость разрушающей нагрузки FuF_u от размера b1b_1 при заданных величинах b2b_2 для панелей с наружной профилированной обшивкой

Зависимость разрушающей нагрузки Fu от размера b2 при b1 = 35 мм для панелей с наружной профилированной обшивкой

Рисунок 4.31. — Зависимость разрушающей нагрузки FuF_u от размера b2b_2 при b1b_1 = 35 мм для панелей с наружной профилированной обшивкой

Применяемые и рекомендуемые к применению размеры профиля обшивки панелей

а — размеры применяемого профиля обшивки;

б, в — рекомендуемые к применению размеры профиля обшивки;

Рисунок 4.32. — Применяемые и рекомендуемые к применению размеры профиля обшивки панелей

results matching ""

    No results matching ""