Динамический метод определения критических нагрузок в вычислительном комплексе ПРИНС

Обложка

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, 26

Алексей 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, 6

Список литературы

  1. Euler L. Methodus inveniendi lineas curvas maximi minive proprietate gaudentes. Opera Omnia: Serias 1. 1744;24.
  2. Timoshenko S., Gere J.M. Theory of Elastic Stability. 2nd ed. McGraw-Hill; 1961.
  3. Volmir A.S. Ustojchivost' deformiruemyh system [Stability of deformable systems]. Moscow: Nauka Publ.; 1967. (In Russ.)
  4. Grigolyuk E.I., Kabanov V.V. Ustojchivost' obolochek [Shell stability]. Moscow: Nauka Publ.; 1978. (In Russ.)
  5. Kornouhov N.V. Prochnost' i ustojchivost' sterzhnevyh system [Strength and stability of frame systems]. Moscow: Strojizdat Publ.; 1949. 376 p. (In Russ.)
  6. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The Finite Element for Solid and Structural Mechanics. 6th ed. McGraw-Hill; 2005.
  7. Bathe K.J., Wilson E.L. Numerical methods in finite element analysis. New Jersey: Prentice-Hall; 2005.
  8. Crisfield M.A. Non-linear finite element analysis of solids and structures. John Wiley & Sons Ltd.; 1977.
  9. Oden J.T. Finite elements in nonlinear continua. New York: McGraw-Hill Book Company; 1972.
  10. Reza Eslami N.M. Buckling and Postbuckling of Beams, Plates, and Shells. Structural Integrity. Vol. 1. Springer International Publishing AG; 2018.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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
  14. Buoso D., Parin E. The buckling eigenvalue problem in the annulus. Communications in Contemporary Mathematics. 2020. https://doi.org/10.1142/S0219199720500443
  15. 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.
  16. MSC NASTRAN 2016. Nonlinear User’s Guide SOL 400. MSC Software; 2016.
  17. ANSYS Theory Reference. Release 5.6. Canonsburg, PA: ANSYS Inc.; 1999.
  18. ABAQUS 6.12. Theoretical manual. DS Simulia; 2012.
  19. ADINA Theory and Modeling Guide. ADINA R&D, Inc.; 2005.
  20. DIANA FEA User’s Manual. Release 10. DIANA FEA BV; 2017.
  21. 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.)
  22. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».