Динамический метод определения критических нагрузок в вычислительном комплексе ПРИНС
- Авторы: Агапов В.П.1, Маркович А.С.2
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: Том 16, № 5 (2020)
- Страницы: 380-389
- Раздел: Численные методы расчета конструкций
- URL: https://journals.rcsi.science/1815-5235/article/view/325632
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-5-380-389
- ID: 325632
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Вопросы устойчивости играют важную роль при проектировании конструкций и сооружений. Расчеты на устойчивость реализованы во многих конечно-элементных программах, таких как NASTRAN, ANSYS, ABAQUS, ADINA, DIANA и др. Ввиду большой ответственности расчеты на устойчивость необходимо вести как минимум с использованием двух разных программ, однако из-за высокой стоимости программных продуктов не все проектные организации в состоянии себе это позволить. Альтернативой может стать разработка программ, в которых задачи устойчивости решались бы несколькими методами, что повысило бы надежность и достоверность результатов расчета. Такая возможность реализована в вычислительном комплексе ПРИНС, в котором расчет устойчивости ведется двумя методами - статическим и динамическим. Цели данной работы - описать теоретические аспекты и практическую реализацию динамического принципа расчета конструкций и сооружений на устойчивость методом конечных элементов, привести алгоритм, реализованный в программе ПРИНС, а также результаты верификационных расчетов, подтверждающие его достоверность. Результаты. Алгоритм, приведенный в настоящей статье и реализованный в вычислительном комплексе ПРИНС, позволяет определять критические нагрузки с использованием динамического критерия устойчивости. На основании многочисленных верификационных расчетов установлено, что реализованный алгоритм обладает эффективностью определения критических нагрузок для стержневых, тонкостенных и подкрепленных конструкций. Использование вычислительного комплекса ПРИНС позволяет в дополнении к классическому (статическому) методу использовать альтернативный метод определения критических нагрузок для широкого класса инженерных задач.
Об авторах
Владимир Павлович Агапов
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: markovich-as@rudn.ru
доктор технических наук, профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций
Российская Федерация, 1129337, Москва, Ярославское шоссе, 26Алексей Семенович Маркович
Российский университет дружбы народов
Email: markovich-as@rudn.ru
кандидат технических наук, доцент департамента строительства Инженерной академии
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Список литературы
- Euler L. Methodus inveniendi lineas curvas maximi minive proprietate gaudentes. Opera Omnia: Serias 1. 1744;24.
- Timoshenko S., Gere J.M. Theory of Elastic Stability. 2nd ed. McGraw-Hill; 1961.
- Volmir A.S. Ustojchivost' deformiruemyh system [Stability of deformable systems]. Moscow: Nauka Publ.; 1967. (In Russ.)
- Grigolyuk E.I., Kabanov V.V. Ustojchivost' obolochek [Shell stability]. Moscow: Nauka Publ.; 1978. (In Russ.)
- Kornouhov N.V. Prochnost' i ustojchivost' sterzhnevyh system [Strength and stability of frame systems]. Moscow: Strojizdat Publ.; 1949. 376 p. (In Russ.)
- Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The Finite Element for Solid and Structural Mechanics. 6th ed. McGraw-Hill; 2005.
- Bathe K.J., Wilson E.L. Numerical methods in finite element analysis. New Jersey: Prentice-Hall; 2005.
- Crisfield M.A. Non-linear finite element analysis of solids and structures. John Wiley & Sons Ltd.; 1977.
- Oden J.T. Finite elements in nonlinear continua. New York: McGraw-Hill Book Company; 1972.
- Reza Eslami N.M. Buckling and Postbuckling of Beams, Plates, and Shells. Structural Integrity. Vol. 1. Springer International Publishing AG; 2018.
- Gowda R.S., Sunagar P., Nruthya K., Manish S. Dharek, Sreekeshava K.S., Abhishek Kumar Chaurasiya and Priyanka. Analytical and Finite Element Buckling and Post Buckling Analysis of Laminated Plates. International Journal of Civil Engineering and Technology. 2020;11(5):84–92.
- Iwasa T., Nishizawa Sh., Sakai M. Buckling severity measurement of axially compressed cylindrical structures with periodic buckling pattern. Engineering Structures. 2020;213:110568. doi: 10.1016/j.engstruct.2020.110568.
- Li D.M., Featherston C.A., Wu Z. An element-free study of variable stiffness composite plates with cutouts for enhanced buckling and post-buckling performance. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2020;371:113314. https://doi.org/10.1016/j.cma.2020.113314
- Buoso D., Parin E. The buckling eigenvalue problem in the annulus. Communications in Contemporary Mathematics. 2020. https://doi.org/10.1142/S0219199720500443
- Heo J., Yang Z., Xia W., Oterkus S., Oterkus E. Buckling analysis of cracked plates using peridynamics. Ocean Engineering. 2020;214:107817. doi: 10.1016/j.oceaneng.2020.107817.
- MSC NASTRAN 2016. Nonlinear User’s Guide SOL 400. MSC Software; 2016.
- ANSYS Theory Reference. Release 5.6. Canonsburg, PA: ANSYS Inc.; 1999.
- ABAQUS 6.12. Theoretical manual. DS Simulia; 2012.
- ADINA Theory and Modeling Guide. ADINA R&D, Inc.; 2005.
- DIANA FEA User’s Manual. Release 10. DIANA FEA BV; 2017.
- Agapov V.P. Metod konechnyh elementov v statike, dinamike i ustojchivosti konstrukcij [Finite element method in statics, dynamics and stability of structures]. Moscow: ASV Publ., 2005. (In Russ.)
- Agapov V.P. Buckling Analysis of the Structures by Single Imposed Constraint Method. International Journal of Applied Engineering Research. 2017;12(16):5990–5994.
Дополнительные файлы
