Numerical analysis of cylindrical shell stability interacting with inhomogeneous soil

封面

如何引用文章

全文:

详细

The research is aimed at determining the critical buckling load of the spatial model “shell - soil” system in the case of inhomogeneous physical and mechanical soil properties along the longitudinal axis of the cylindrical shell in a nonlinear formulations of the task. Methods. The task is solved by a numerical method using a finite element complex ANSYS. Two calculated cases of the spatial model “shell - soil” system are compiled. The soil is divided into two equal parts with different physical and mechanical properties. The problem was solved in geometrically, physically and constructively nonlinear statement. Nonlinearity is due to the need to find the contact zone through an iterative process and determine the time-varying position of the shell. The soil is modeled by volumetric elements, each consisting of twenty nodes. The shell is modeled by flat elements, each consisting of four nodes. Contact elements of one-side action are used. Critical buckling load are determined relative to the actual load of its own weight. Results. Critical loads are obtained from two calculated cases of the spatial model “shell - soil” system. There is a comparative analysis of the results. An assessment of the stability margin of the shell relative to the actual load is given.

作者简介

Sergey Kosytsyn

Russian University of Transport

Email: kositsyn-s@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3241-0683

adviser of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences, D.Sc. in Engineering, Professor of the Department of Theoretical Mechanics

9 Obraztsova St, bldg 9, Moscow, 127994, Russian Federation

Vladimir Akulich

Russian University of Transport

编辑信件的主要联系方式.
Email: vladimir.akulich@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9467-5791

PhD student, Department of Theoretical Mechanics

9 Obraztsova St, bldg 9, Moscow, 127994, Russian Federation

参考

  1. Lalin V.V., Dmitriev A.N., Diakov S.F. Nonlinear deformation and stability of geometrically exact elastic arches. Magazine of Civil Engineering. 2019;5(89):39–51. http://dx.doi.org/10.18720/MCE.89.4
  2. Semenov A.A. Strength and stability of geometrically nonlinear orthotropic shell structures. Thin-Walled Structures. 2016;106:428–436. http://dx.doi.org/10.1016/j.tws.2016.05.018
  3. Semenov A.A. Methodology research of stability of shallow orthotropic shells of double curvature under dynamic loading. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 2017;13(2):145–153. http://dx.doi.org/10.22337/2587-9618-2017-13-2-145-153
  4. Theory reference for the mechanical APDL and mechanical applications. ANSYS, Inc. 2009.
  5. Timoshenko S.P. Theory of elastic stability. Moscow: Gostekhizdat Publ.; 1955. (In Russ.)
  6. Kosytsyn S.B., Akulich V.Yu. The definition of the critical buckling load beam model and two-dimensional model of the round cylindrical shell that interact with the soil. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2019;15(4):291–298. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2019-15-4-291-298
  7. Kosytsyn S., Akulich V. Buckling load of an infinitely long cylindrical shell interacting with the soil environment. J. Phys.: Conf. Ser. 2020;1425:012078. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/1425/1/012078
  8. Leontiev A.N., Leontieva I.G. Analysis of an infinite composite beam located on elastic foundation. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering. 2010;(4):167–172. (In Russ.)
  9. Gabbasov R.F., Uvarova N.B., Filatov V.V. On calculation of beams resting on two-parameter elastic foundations. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering. 2012;(2):25–29. (In Russ.)
  10. Kositsyn S.B., Chan S.L. Numerical analysis of the stress-strain state of orthogonally intersecting cylindrical shells with and without taking into account their one-sided interaction with the surrounding soil mass. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2014;(1):72–78. (In Russ.)
  11. Kositsyn S.B., Chan S.L. Comparative analysis of various models of the soil mass surrounding the cylindrical shell, taking into account the possibility of its detachment from the shell. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2013;(1):65–72. (In Russ.)
  12. Timoshenko S.P. A course in the theory of elasticity. Kiev: Naukova Dumka Publ.; 1972. (In Russ.)
  13. Zenkevich O.K. Finite element method in engineering. Moscow: Mir Publ.; 1975. (In Russ.)
  14. Thompson J.M.T., Hunt G.W. The buckling of structures in theory and practice. Moscow: Nauka Publ.; 1991. (In Russ.)
  15. Kyriakides S., Babcock C.D. Large deflection collapse analysis of an inelastic inextensional ring under external pressure. Int. J. of Solids and Structures. 1981;17:981–993.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

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».