Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Կտոր առ կտոր հաստատուն հաստության սալերի օպտիմալ նախագծումը ծռման, կայունության և տատանումների խնդիրներում

Ավետիսյան, Հրայր Ռոբերտի (2014) Կտոր առ կտոր հաստատուն հաստության սալերի օպտիմալ նախագծումը ծռման, կայունության և տատանումների խնդիրներում. PhD thesis, ՀՀ ԳԱԱ Մեխանիկայի ինստիտուտ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (515Kb) | Preview

    Abstract

    Как известно, создание новых конструкционных материалов и усовершенствование их свойств является одним из требований технического развития. В последнее время в различных областях техники широкое распространение получило применение современных композиционных материалов. Благодаря их отличительным физико-механическим свойствам, высокой удельной прочности и жесткости, анизотропии, возможности одновременного создания материала и конструкции, которые способствуют проектированию тонкостенных элементов конструкций наибольшей несущей способности и минимального веса, композиционные материалы широко применяются в машиностроении, строительстве, судостроении, авиационной и космической технике, подводных и летательных аппаратах. Одной из основных задач проектировщика является расчет наиболее распространенных тонкостенных элементов конструкций переменной толщины или усиленных накладками и ребрами жесткости по различным критериям оптимальности: прочности, жесткости, устойчивости, весовым, ценовым и т.д. Определение напряженно-деформированного состояния пластин и оболочек сложной конструкции и переменной толщины, разработка и совершенствование методов их оптимального проектирования, решение прикладных задач являются важными задачами механики деформируемого твердого тела. Вышесказанным объясняется актуальность темы настоящей диссертационной работы, посвященной вопросам оптимального проектирования пластин кусочно-переменной толщины, изготовленных из изотропного и композиционного материалов, при изгибе, потере устойчивости и колебаниях. Целью диссертационной работы является исследование вопросов изгиба, устойчивости и колебаний пластин переменной (кусочно-постоянной) толщины, изготовленных из изотропного и ортотропного композиционного материалов, определение оптимальных геометрических и физических параметров конструкции, обеспечивающих наименьшее значение максимального прогиба при изгибе, а также наибольшие значения критического напряжения и низшей частоты собственных колебаний. В соответствии с поставленной целью в диссертации исследовались задачи оптимального проектирования прямоугольных пластин кусочно-постоянной толщины, изготовленных из изотропных и композиционных материалов по следующим критериям оптимальности: минимума наибольшего значения прогиба (жесткости) при изгибе, наибольшего значения критической нагрузки, наибольшего значения низшей частоты собственных поперечных колебаний, наибольшего значения низшей частоты собственных поперечных колебаний при действии на пластинку сжимающих сил, наибольшего значения сжимающих сил при заданном значении низшей частоты собственных поперечных колебаний. Վերջին ժամանակաշրջանում տեխնիկայի տարբեր ոլորտներում լայն տարածում է ստացել ժամանակակից կոմպոզիցիոն նյութերի կիրառումը: Շնորհիվ իրենց ֆիզիկական, մեխանիկական, քիմիական և այլ հատկությունների, որոնք նպաստում են բարձր կրողունակության և մինիմալ կշռի կառուցվածքների μարակապատ տարրերի ստեղծմանը, լայնորեն կիրառվում են մեքենաշինության, քաղաքաշինության, նավաշինության, ավիացիոն, տիեզերական արդյունաμերության ոլորտներում, ստորջրյա և թռչող ապարատներում: Կոմպոզիտների լայնածավալ ներդրումը տարբեր նպատակների համար ծառայող կրող կառուցվածքներում, պահանջում է զարգացնել հաշվարկային մոդելներն ու մեթոդները, որոնք հաշվի են առնում այդ նյութերի առանձնահատկությունները և կառուցվածքների շահագործման պայմանները: Կոմպոզիտների առանձնակի հատկությունները` μարձր տեսակարար ամրությունն ու կոշտությունը, անիզոտրոպիան, նյութի և կառուցվածքի միաժամանակյա ստեղծման հնարավորությունը, շատ դեպքերում դուրս են մղում տեխնիկայում օգտագործվող ավանդական նյութերը և մեծ հեռանկար են բացում բարակապատ կառուցվածքների օպտիմալ նախագծման համար: Կառուցվածքներում առավել մեծ տարածում գտած փոփոխական հաստության և կողերով ուժեղացված μարակապատ տարրերի հաշվարկը ըստ օպտիմալության տարμեր չափանիշների` ամրության, կոշտության, կայունության, կշռային, արժեքային և այլն, հանդիսանում է նախագծողի կարևոր խնդիրներից մեկը: Այս պատճառով բարդ կառուցվածքով և փոփոխական հաստությամμ սալերի և թաղանթների լարվածադե ֆորմացիոն վիճակների որոշման, օպտիմալ նախագծման մեթոդների մշակումը և կատարելագործումը, կիրառական խնդիրների լուծումը դեֆորմացվող պինդ մարմնի մեխանիկայի կարևոր խնդիրներից է: Վերը նշվածով է բացատրվում ներկա ատենախոսական աշխատանքի արդիականությունը, որի նպատակն է իզոտրոպ և օրթոտրոպ կոմպոզիցիոն նյութերից պատրաստված փոփոխական (կտոր առ կտոր հաստատուն) հաստության, միաշերտ սալերի ծռման, կայունության և տատանումների հարցերի ուսումնասիրությունը: Ելնելով առաջադրված նպատակից` ատենախոսությունում քննարկվել են հետևյալ խնդիրները. իզոտրոպ և կոմպոզիցիոն նյութից պատրաստված կտոր առ կտոր հաստատուն հաստության ուղղանկյուն սալերի ըստ կոշտության չափանիշի օպտիմալ նախագծումը լայնական ծռման դեպքում, իզոտրոպ և կոմպոզիցիոն նյութից պատրաստված կտոր առ կտոր հաստատուն հաստության ուղղանկյուն սալերի օպտիմալ նախագծումը ըստ կայունության չափանիշի, իզոտրոպ և կոմպոզիցիոն նյութից պատրաստված կտոր առ կտոր հաստատուն հաստության ուղղանկյուն սալերի օպտիմալ նախագծումն ըստ սեփական տատանումների ստորին հաճախության առավելագույն արժեքի չափանիշի, սեղմող ուժերով μեռնավորված կտոր առ կտոր հաստատուն հաստության ուղղանկյուն իզոտրոպ և կոմպոզիցիոն նյութից պատրաստված սալերի սեփական տատանումները: Ատենախոսությունը բաղկացած է ներածությունից, չորս գլխից, ընդհանուր եզրակացություններից և օգտագործված գրականության ցանկից: Recently, the application of modern construction materials became widespread in different areas of engineering. Due to their physical, mechanical, chemical and other properties, which contribute to the creation of thin-walled components of structures with maximal carrying capacity and minimum weight, are widely used in machine engineering, urban planning, shipbuilding, aircraft construction, space industry, aircraft and underwater vehicles. A large-scale introduction of composites in the carrying structures serving for different purposes requires developing of analytic-calculation models and methods that take into account the characteristics of the materials and structures of operating conditions. Distinctive properties of composite materials, such as specific strength and rigidity, anisotropy, possibility of simultaneous development of the material and construction, in many cases supplant traditional materials used in technologies and create bright perspectives for the optimal design of thin-walled constructions. One of the main objectives of the designer is the calculation of widely used in constructions thin-walled components with variable thickness and reinforced ribs based on different criteria of optimality, such as those of strength, hardness, weight, price, etc. For this reason, determination of the mode of deformation of plates and shell structures of complex construction and variable thickness, development and improvement of their optimal design methods and solution of applied problems are among of important problems of the mechanics of deformed solid body. The mentioned above explains the relevance of the presented thesis, the goal of which is study of problems of bending, stiffness and vibrations of single-layer plates of variable (piecewise constant) thickness made of isotropic or orthotropic composite materials, determination of the optimal geometrical and physical parameters of the construction. Based on the defined goal, the problems of optimal design of rectangular plates of piecewise constant thickness made of isotropic and composite materials have been discussed in the thesis based on the following criteria of optimality: stiffness in the case of transversal bending; the maximum value of the critical load; the maximum value of the lowest frequency of natural vibrations; the maximum value of the lowest frequency of natural vibrations when the plate are loaded with compressive forces; the maximum values of compressive strength at a given lowest frequency of natural vibrations. The thesis consists of the introduction, four chapters, the general conclusions and the list of the used literature.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Կտոր առ կտոր հաստատուն հաստության սալերի օպտիմալ նախագծումը ծռման, կայունության և տատանումների խնդիրներում: The optimal designing of plates with piecewise constant thickness in problems on bending, stability and vibrations.
    Uncontrolled Keywords: Ավետիսյան Հրայր Ռոբերտի, Avetisyan Hrayr Robert
    Subjects: Mechanics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 18 Oct 2016 13:43
    Last Modified: 25 Oct 2016 10:42
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3637

    Actions (login required)

    View Item