Осесимметричных оболочечных

Общей тенденцией развития конструкций соединений вал—ступица, связанной с повышением скоростей машин, является расширение применения осесимметричных конструкций, обеспечивающих лучшую уравновешенность вращающихся деталей.

6. Напряженно-деформированное состояние упругих осесимметричных конструкций........................... 114

6. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ УПРУГИХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

НДС упругих осесимметричных конструкций Ц7

НДС упругих осесимметричных конструкций Цд

Кратко перечислим процедуры, реализующие вывод на печать исходной и результирующей информации в программе расчета осесимметричных конструкций (некоторые из них можно использовать и в других программах).

Управляющая программа исследования НДС осесимметричных конструкций, регламентирующая взаимодействие совокупности составляющих процедур, описанных ранее, имеет имя ROOA21. Ее текст приведен в приложении. Она обеспечивает: ввод исходной информации во внутреннем или внешнем представлении; формирование разрешающей системы линейных алгебраических уравнений метода перемещений; решение этой системы методом LDU-факторизации и определение компонент узловых перемещений для заданных вариантов нагружения конструкции; вычитание при необходимости (при заданных единичных значениях соответствующих параметров) характеристик напряженного состояния в центрах тяжести конечных элементов и реакций в жестких и упругих опорах; вывод на печать исходной информации; вывод на печать узловых перемещений и (или) параметров напряженного состояния в центрах тяжести элементов, и (или) реакций в опорах.

Принципы, положенные в основу создания проблемно-ориентированных программ, составляющих комплекс, изложены в гл. 6 на примере решения задачи об определении НДС осесимметричных конструкций. Программы, входящие в комплекс, объединены в несколько групп по виду конечных элементов.

где п — число окружных волн для осесимметричных конструкций или число полуволн вдоль направляющей для призматических конструкций.

Подсистема синтеза конструкций реализует проектную операцию формирования базовой геометрической модели изделия. Основные компоненты, используемые подсистемой в пакетном режиме: пакет геометрического моделирования осесимметричных конструкций, табличный интерпретатор и программы работы с архивом конструкционных материалов. Графический РЕДАКТОР — 2D и система ввода чертежей с планшета автоматизированного рабочего места (АРМ) являются специальными интерактивными компонентами. В качестве общесистемных программных средств применяется пакет прикладных программ (ППП) ГРАФИТ геометрического моделирования на плоскости.

Подсистема синтеза конструкций предназначена для формирования базовой геометрической модели изделия. Структура подсистемы приведена на рис. 19.1. В качестве базовых средств геометрического моделирования плоских объектов в пакетном режиме работы подсистемы используется ППП ГРАФИТ. Этот пакет является частью системы СМОГ-85, разработанной в ВЦ СО АН СССР и НГУ и применяемой в КИПР-ЕС в качестве общесистемных средств машинной графики. В настоящее время отдельные компоненты СМОГ-85 переданы в НПО Центрпрограмм-систем (г. Калинин). Пакет геометрического моделирования осесимметричных конструкций и табличный интерпретатор относятся к прикладным компонентам подсистемы и являются надстройками над ППП ГРАФИТ, специально предназначенными для формирования геометрических моделей осесимметричных конструкций.

Практически предельная прочность (ав = 270 кГ/мм*) этих марок может быть реализована преимущественно при использовании стали в виде ленты и проволоки, при несколько меньших значениях прочности (ав = 240 -=--f- 260 кГ/мм2) возможно их применение в виде тонких листов, плит и прессованных профилей для деталей с минимальным объемом механической обработки, а при прочности ав = 220 — 240 кГ/мм* возможно использование-в осесимметричных оболочечных конструкциях, получаемых или ротационным выдавливанием с последующим старением или методом экспандирова-ния. В последнем случае упрочнение достигается деформированием емкости внутренним давлением при криогенных (низких) температурах и строго регулируемой деформации (внешним ограничении стенкой экспандера).

Расчетную схему осесимметричных оболочечных конструкций можно представить в виде произвольной композиции расчетных фрагментов трех типов.

Таким образом, все соотношения и уравнения для призматических оболочечных конструкций можно формально получить из соотношений и уравнений для осесимметричных оболочечных конструкций, приняв 4а — 1 и ^2 — 0. При этом следует считать, что в осесимметричных и призматических конструкциях координата а.г изменяется от а10 до сс1г, координата а2 — от сс20 = О до а2; = 2л для осесимметричных и от аао = 0 до агг = L для призматических конструкций. В связи с этим далее основное внимание уделим выводу соотношений для осесимметричных оболочечных конструкций.

Проблемно-ориентированные модули инвариантны по отношению к объекту расчета. Каждый модуль предназначен для решения конкретной проблемы, например определения компонентов НДС осесимметричных оболочечных конструкций при действии нагрузок, произвольно изменяющихся во времени. Для работы с этим модулем необходимо разработать несложную управляющую программу расчета, обеспечивающую числовой или алгоритмический ввод исходной информации, вызов проблемно-ориентированного модуля, вывод результатов расчета в той или иной форме. Для этого от пользователя требуется лишь минимальное знание основ программирования и в ряде случаев умение обращаться с внешними устройствами прямого доступа.

Для осесимметричных оболочечных конструкций 7 = я, для призматических у — L.

В гл. 10—12 установлены основные соотношения для расчетных фрагментов осесимметричных оболочечных конструкций: оболочек вращения (модели Кирхгофа—Лява и ломаной линии);

Процедуры математического обеспечения метода ортогональной прогонки. В алгоритмах решения задач статики и динамики тонкостенных осесимметричных оболочечных конструкций метод ортогональной прогонки применяют для вычисления матриц жесткости и компонентов НДС важнейших составных частей рассматриваемых конструкций — оболочечных элементов.

Пакет 1 предназначен для решения задач статики и динамики осесимметричных оболочечных конструкций, содержащих следующие расчетные фрагменты:

Пакет 3 предназначен для решения задач статики и динамики осесимметричных оболочечных конструкций, содержащих следующие расчетные фрагменты:

Подсистема анализа НДС и динамических характеристик конструкций предназначена для формирования математического аппарата численного моделирования тонкостенных осесимметричных оболочечных конструкций при действии статических и динамических внешних нагрузок и выполнения проектной операции прочностного расчета конструкции. В соответствии с этим данная подсистема включает инвариантные программные компоненты и построенные на их основе десять проблемно-ориентированных

8 общем случае для осесимметричных оболочечных конструкций принимают значения допусков, при которых толщина конструкции минимальна (допуски «в материал»). Например, для размеров, относящихся к внутренним поверхностям оболочек, принимают положительные значения допусков. Как правило, минимальная толщина сосудов давления указана на чертежах.