Семенча О. О. Напружено-деформований стан тонкостінних структур¬но неоднорідних циліндричних і конічних оболонок з отворами

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0824U002165

Облікова картка дисертації

0824U002165.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 113 - Прикладна математика

Спеціалізована вчена рада

ДФ 08.051.088 ID 6114 Семенча О.О.

Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара

Анотація

У дисертаційній роботі виконане числове моделювання та аналіз напружено-деформованого стану тонкостінних циліндричних та зрізаних конічних оболонок з круговими та прямокутними отворами зі стрічковими включеннями, матеріал яких має властивості, що відрізняються від базового матеріалу оболонок. Досліджено вплив зміни модуля пружності включення та його геометричних параметрів на напружено-деформований стан оболонок в околі отворів при варіюванні матеріалу включень та їх ширини. Вважалося, що включення однорідні, знаходяться у площині оболонки, між матрицею і включеннями задано умови жорсткого зчеплення. Виконано порівняльний аналіз отриманих результатів для оболонок обох форм – циліндричних і конічних з круговими та квадратними отворами. Здійснено аналіз зміни характеру розподілу напружень в околі отворів за наявності включень навколо них та впливу матеріалу включення на величину коефіцієнта концентрації напружень, надано рекомендації щодо застосування включень в тонкостінних структурно неоднорідних циліндричних і конічних оболонках з різними отворами, що дозволяє впливати на їх напружено-деформований стан з метою підвищення міцності елементів конструкцій, зокрема, авіаційної, ракетно-космічної техніки та ін. Наукова новизна одержаних результатів полягає в розробці математичних розрахункових моделей для визначення напружено-деформо¬ваного стану пластинчато-оболонкових елементів конструкцій в вигляді отворів і включень з урахуванням специфіки їх геометрії. Розроблено методику визначення параметрів напружено-деформо¬ваного стану струк¬турно неоднорідних тіл з різними отворами і включеннями навколо них при пружному деформуванні на основі використання методу скінченних елементів. Встановлено та обґрунтовано раціональні параметри включень, що надають змогу зменшити концентрацію напружень в оболонках навколо локальних концентраторів напружень. Виявлено механічні ефекти щодо зміни локації концентрації напружень в залежності від виду отворів і сполучення параметрів включень. Знайдено закономірності зміни розподілу напружень і деформацій в оболонці з різними отворами в залежності від їх розташування, виду і властивостей включень. Завдяки аналізу зміни характеру розподілу напружень в околі отворів за наявності включень та впливу матеріалу включення на величину коефіцієнта концентрації напружень для обох видів оболонок вироблено рекомендації щодо застосування включень в тонкостінних структурно неоднорідних оболонках з різними отворами, що дозволяє впливати на їх напружено-деформо-ваний стан з метою підвищення міцності елементів конструкцій. Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблені розрахункові моделі і методика знаходження раціональних з точки зору зменшення коефіцієнта концентрації напружень механічних і геометричних параметрів включень в оболонкових елементах конструкцій з круговими і прямокутними отворами можуть служити науково-методичною основою для перспективних розробок в механіці деформованого твердого тіла, надають змогу проводити дослідження актуальних задач механіки, які виникають в інженерній практиці при розрахунках міцності неоднорідних конструкцій з різноманітними концентраторами напружень. Одержані результати розв’язаних задач для структурно неоднорідних циліндричних і конічних оболонкових елементів конструкцій можуть безпосередньо використовуватися при прогнозуванні безпечної роботи відповідних конструкцій в машинобудуванні, енергетиці, будівництві, аерокосмічній техніці тощо. Запропонована методика щодо зменшення концентрації напружень навколо отворів може бути застосована у науково-дослідних і проєктно-конструкторських організаціях при проєктуванні, розрахунку і оцінці міцності елементів конструкцій нової техніки, зокрема, ракетно-космічної.

Читати повністю

Публікації

1. Гарт Е. Л., Семенча О. О. Числове дослідження напружено-дефор¬мо-ваного стану пружної трапецієвидної пластини з прямокутним отвором і стріч¬ковим включенням // Проблеми обчислювальної механіки і міцності кон¬струк¬цій: зб. наук. праць. – Дніпро: Ліра, 2021. – Вип. 33. – С. 43–54. https://doi.org/10.15421/4221004 (фахове видання, категорія Б).

2. Гарт Е. Л., Семенча О. О. Числовий аналіз напружено-деформованого стану пружних циліндричних і конічних оболонок з круговими та прямо¬кутними отворами // Проблеми обчислювальної механіки і міцності конструк¬цій: зб. наук. праць. – Дніпро: Ліра, 2023. – Вип. 36. – С. 25–39. https://doi.org/10.15421/4223103 (фахове видання, категорія Б).

3. Гарт Е. Л., Семенча О. О. Комп’ютерне моделювання впливу стріч-кових включень на концентрацію напружень в тонких циліндричних та коніч¬них оболонках з круговими отворами // Технічна механіка. – 2023. – № 4. – С. 60–75. https://doi.org/10.15407/itm2023.04.060 (фахове видання, категорія Б).

4. Гарт Е. Л., Семенча О. О. Числовий аналіз впливу стрічкових вклю-чень на концентрацію напружень в тонких циліндричних і конічних оболонках з прямокутними отворами // Технічна механіка. – 2024. – № 1. – С. 66–82. https://doi.org/10.15407/itm2024.01.066 (фахове видання, категорія Б).

5. Гарт Е. Л., Петров І. І., Семенча О. О., Терьохін Б. І. Числовий ана¬ліз взаємного впливу двох кругових та видовжених еліптичних отворів пружної пластини в залежності від заданих граничних умов // Математичні проблеми технічної механіки – 2018: Матеріали Міжнародної наукової конференції (16–19 квітня 2018 р.). – Кам’янське, Дніпро: Дніпровський держ. техн. ун-т, 2018. – С. 39.

6. Гарт Е. Л., Семенча О. О., Терьохін Б. І. Вплив форми, розмірів та розташування деконцентраторів напружень на напружено-деформований стан пластинчато-оболонкових елементів конструкцій з отворами // Математичні проблеми технічної механіки та прикладної математики – 2019: Матеріали Міжнародної наукової конференції (15–18 квітня 2019 р.). – Дніпро, Кам’янське: Дніпровський держ. техн. ун-т, 2019. – С. 43–44.

7. Гарт Е. Л., Семенча О. О., Терьохін Б. І. Комп’ютерне моделювання напружено-деформованого стану пружної трапецієвидної пластини з прямо¬кутним отвором // Results of modern scientific research and development: Proceedings of VIII International Scientific and Practical Conference (October 17–19, 2021). – Madrid, Spain. – Р. 179–186. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2021/10/RESULTS-OF-MODERN-SCIENTIFIC-RESEARCH-AND-DEVELOPMENT-17-19.10.21.pdf

8. Гарт Е. Л., Семенча О. О. Порівняльний аналіз напружено-деформо-ваного стану тонкостінних циліндричних і конічних оболонок з круговими отворами // Інноваційні технології, моделі управління кібербезпекою ITMK-2022: Матеріали Міжнародної наукової конференції (12–14 грудня, 2022, Київ, Україна). – Т. 2. – Київ, 2022. – C. 30–32. https://drive.google.com/file/d/1GnZe_jMADIcOj9BbVa6tyAbTAZwaN1oI/view

8. Гарт Е. Л., Семенча О. О. Порівняльний аналіз напружено-деформо-ваного стану тонкостінних циліндричних і конічних оболонок з круговими отворами // Інноваційні технології, моделі управління кібербезпекою ITMK-2022: Матеріали Міжнародної наукової конференції (12–14 грудня, 2022, Київ, Україна). – Т. 2. – Київ, 2022. – C. 30–32. https://drive.google.com/file/d/1GnZe_jMADIcOj9BbVa6tyAbTAZwaN1oI/view

9. Гарт Е. Л., Семенча О. О. Скінченноелементний аналіз напружено-деформованого стану тонких пластин, циліндричних і конічних оболонок з отворами і стрічковими включеннями // Cучасні проблеми механіки та математики – 2023: зб. наук. праць / за заг. ред. акад. НАН України Р.М. Кушніра та чл.-кор. НАН України В.О. Пелиха [Електронний ресурс] // Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України. – 2023. – С. 271–272. http://iapmm.lviv.ua/mpmm2023/materials/mm07_20.pdf

9. Гарт Е. Л., Семенча О. О. Скінченноелементний аналіз напружено-деформованого стану тонких пластин, циліндричних і конічних оболонок з отворами і стрічковими включеннями // Cучасні проблеми механіки та математики – 2023: зб. наук. праць / за заг. ред. акад. НАН України Р.М. Кушніра та чл.-кор. НАН України В.О. Пелиха [Електронний ресурс] // Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України. – 2023. – С. 271–272. http://iapmm.lviv.ua/mpmm2023/materials/mm07_20.pdf

Е. Л., Семенча О. О., Терьохін Б. І. Influence of inclusions around a rectangular hole on the stress concentration factor in a trapezoidal plate // EJONS: Book of Abstract of the 13th International Conference on Mathematics, Engineering, Natural and Medical Sciences (October 26-27, 2021). – Cappadocia, Turkey. – Р. 154–155. https://ad6a8388-4205-4213-85bd-af6ef6e6fa58.filesusr. com/ugd/614b1f_bef6925b211f4ec38036433972f07d3d.pdf

Е. Л., Семенча О. О., Терьохін Б. І. Influence of inclusions around a rectangular hole on the stress concentration factor in a trapezoidal plate // EJONS: Book of Abstract of the 13th International Conference on Mathematics, Engineering, Natural and Medical Sciences (October 26-27, 2021). – Cappadocia, Turkey. – Р. 154–155. https://ad6a8388-4205-4213-85bd-af6ef6e6fa58.filesusr. com/ugd/614b1f_bef6925b211f4ec38036433972f07d3d.pdf

11. Гарт Е. Л., Семенча О. О., Терьохін Б. І. Посібник до вивчення дис¬ципліни «Прикладні обчислювальні технології» // Дніпро: Ліра, 2023. – 92 с.

Читати повністю

Схожі дисертації

0824U002172

Харьков Олег Сергійович

Модифiкованi екстраградiєнтнi алгоритми для варiацiйних нерiвностей та їх застосування

0824U002162

Масаликін Станіслав Сергійович

Статистичне моделювання енергетичних потоків в системах концентрації енергії Сонця

0824U002163

Борисенко Андрій Геннадійович

Математичне та комп’ютерне моделювання теплообміну в нанорідинному теплоносії сонячних термодинамічних станцій

0824U002179

Юрков Роман Сергійович

Моделювання енергетичних потоків в теплових акумуляторах з фазовим переходом “тверде тіло – рідина”

0824U002148

Жушман Владислав Вікторович

Математичне та комп'ютерне моделювання контактної взаємодії тіл складної форми