Надіслати цю статтю Скінченноелементний аналіз концентрації напружень у тонких пластинах і циліндричних оболонках з круговим отвором, оточеним включенням із функціонально-ґрадієнтного матеріалу
Анотація
Виконано комп’ютерне моделювання та скінченноелементний аналіз напружено-деформованого стану тонких пластин і тонкостінних циліндричних оболонок, послаблених круговим отвором за наявності оточуючого його кільцевого включення із функціонально-ґрадієнтного матеріалу (ФҐМ). Досліджено вплив розмірів ФҐМ-включення та закону зміни його модуля пружності на концентрацію параметрів напружено-деформованого стану пластин і оболонок в околі отвору. Отримано розподіл інтенсивностей напружень і деформацій у зонах локальної концентрації напружень. Встановлено, що за використання радіально-неоднорідного ФҐМ-включення з певними механічними властивостями можна зменшити коефіцієнт концентрації напружень більше, ніж на 50%.
Зразок для цитування: Е. Л. Гарт, Б. І. Терьохін, “Скінченноелементний аналіз концентрації напружень у тонких пластинах і циліндричних оболонках з круговим отвором, оточеним включенням із функціонально-ґрадієнтного матеріалу,” Мат. методи та фіз.-мех. поля, 66, No. 1-2, 118–128 (2023), https://doi.org/
Ключові слова
Посилання
A. S. Avdonin, Applied Methods of Designing Shells and Thin-Walled Structures [in Russian], Mashinostroenie, Moscow (1969).
S. M. Aizikovich, V. M. Aleksandrov, A. S. Vasiliev, L. I. Krenev, I. S. Trubchik, Analytical Solutions to Mixed Axisymmetric Problems for Functional Gradient Media [in Russian], Fizmatlit, Moscow (2011).
D. V. Vainberg, Stress Concentration in Plates near Holes and Fillets [in Russian], Tekhnika, Kyiv (1969).
E. L. Hart, V. S. Hudramovich, B. I. Terokhin, “Effect of an inclusion from functionally graded material on the stress concentration in thin plates and cylindrical shells with a circular hole,” Tekhn. Mekh., 4, 67–78 (2022) (in Ukrainian), https://doi.org/10.15407/itm2022.04.067
E. L. Hart, B. I. Terokhin, “Choice of rational parameters of reinforcement elements in computer simulation of behavior of cylindrical shells with two rectangular holes,” in: Problems of Computational Mechanics and Strength of Structures, Vol. 30, Lira, Dnipro (2019), pp. 19–32 (in Ukrainian), https://doi.org/10.15421/4219024
E. L. Hart, B. I. Terokhin, “Computer simulation of the effect of an annular inclusion from a functionally graded material on the stress concentration around a circular hole in thin plates and cylindrical shells,” Dop. Nats. Akad. of Ukraine, No. 2, 37–46 (2023) (in Ukrainian), https://doi.org/10.15407/dopovidi2023.02.037
V. S. Hudramovich, E. L. Hart, O. A. Marchenko, “Reinforcing inclusion effect on the stress concentration within the spherical shell having an elliptical opening under uniform internal pressure,” Probl. Mitsn., 52, No. 6, 17–29 (2020) (in Ukrainian); English translation: Strength Mater., 52, No. 6, 832–842 (2020), https://doi.org/10.1007/s11223-021-00237-7
V. S. Hudramovich, E. L. Hart, O. A. Marchenko, “On the effect of the shape of reinforcements on the stress-strain state of a cylindrical shell with elongated rectangular holes,” Probl. Obchysl. Mekh. Mitsn. Konstr., Issue 27, 52–64 (2017) (in Ukrainian).
V. S. Gudramovich, É. L. Gart, K. A. Strunin, “Modeling of the behavior of plane-deformable elastic media with elongated elliptic and rectangular inclusions,” Fiz.-Khim. Mekh. Mater., 52, No. 6, 25–31 (2016) (in Russian); English translation: Mater. Sci., 52, No. 6, 768–774 (2017), https://doi.org/10.1007/s11003-017-0020-z
A. N. Guz, I. S. Chernyshenko, Val. N. Chekhov, Vik. N. Chekhov, K. I. Shnerenko, Theory of thin shells, weakened by holes [in Russian], Vol. 1 of Methods for Calculating Shells, Naukova Dumka, Kyiv (1980).
R. Peterson, Stress Concentration Factors [Russian translation], Mir, Moscow (1977).
Ya. S. Pidstryhach, Selected Works [in Ukrainian], Naukova Dumka, Kyiv (1995).
G. N. Savin, Stress Distribution Near Holes [in Russian], Naukova Dumka, Kiev (1968).
E. L. Hart, V. S. Hudramovich, “Computer simulation of the stress-strain state of plates with reinforced elongate rectangular holes of various orientations,” Opir Mater. Teor. Sporud, No. 108, 77–86 (2022), https://doi.org/10.32347/2410-2547.2022.108.77-86
E. L. Hart, B. I. Terokhin, “Computer simulation of the stress-strain state of the plate with circular hole and functionally graded inclusion,” J. Optim., Differ. Equat. Appl., 29, No. 1, 42–53 (2021), https://doi.org/10.15421/142103
E. L. Hart, B. I. Terokhin, “Computer simulation of the stress-strain state of thin plates and cylindrical shells with a circular hole reinforced by an inclusion from functionally graded material,” Opir Mater. Teor. Sporud, No. 110, 63–80 (2023), https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.110.63-80
D. V. Kubair, B. Bhanu-Chandar, “Stress concentration factor due to a circular hole in functionally graded panels under uniaxial tension,” Int. J. Mech. Sci., 50, No. 4, 732–742 (2008), https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2007.11.009
A. Linkov, L. Rybarska-Rusinek, “Evaluation of stress concentration in multi-wedge systems with functionally graded wedges,” Int. J. Eng. Sci., 61, 87–93 (2012), https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2012.06.012
O. Lukianchenko, O. Kostina, The Finite Element Method in Problems of the Thin Shells Theory, LAMBERT Acad. Publ. (2019).
M. Mohammadi, J. R. Dryden, L. Jiang, “Stress concentration around a hole in a radially inhomogeneous plate,” Int. J. Solids Struct., 48, No. 3-4, 483–491 (2011), https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2010.10.013
K. Washizu, Variational Methods in Elasticity and Plasticity, Pergamon Press, Oxford–New York (1975).
Q. Q. Yang, C. F. Gao, W. T. Chen, “Stress concentration in a finite functionally graded material plate,” Sci. China Phys. Mech. Astron., 55, No. 7, 1263–1271 (2012), https://doi.org/10.1007/s11433-012-4774-x
O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics, Elsevier, New York (2005).
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 3.0 License.