Проведение численного эксперимента по определению напряженно-деформированного состояния сетчатой оболочки при варьировании заданных параметров

Дисциплина: «Вычислительный эксперимент»

Постановка задачи.

Необходимо провести численный эксперимент по определению напряженно-деформированного состояния сетчатой оболочки при варьировании заданных параметров.

Сетчатая оболочка представляет собой цилиндрическую конструкцию, образованную регулярной системой спиральных и кольцевых ребер, соединенных внешней поверхностью с однослойной обшивкой. Оболочка имеет три компенсированных выреза круглой формы (люки), усиленные двумя окантовками.

Метки модели.

1 – обшивка оболочки, 11 - спиральные ребра с наклоном влево, 21 - спиральные ребра с наклоном вправо,
31 – кольцевые ребра, 41 – вертикальные ребра,
5 - нижний шпангоут, 6 - средний шпангоут, 7 - верхний шпангоут,
8, 9, – крышки нижних люков, 12 – крышка верхнего люка,
55 – внутренняя окантовка люков,
56 – внешняя окантовка верхнего люка, 66 – внешние окантовки нижних люков, 42 – стрингера на крышке верхнего люка.

Базовые параметры модели

{======РЕБРА=====}

real hs;hs:=2.5; {высота спирального ребра}

real ls;ls:=30; {толщина спирального ребра}

real hk;hk:=2.5; {высота кольцевого ребра}

real lk;lk:=30; {толщина кольцевого ребра}

real sk;sk:=5; {расстояние между боковыми стенками ребра - ребро в виде буквы П}

real hw;hw:=2.5; {высота вертикального ребра}

real lw;lw:=30; {толщина вертикального ребра}

{=====ОБШИВКА=====}

real thick;thick:=1; {толщина обшивки}

{=====ОКАНТОВКА====}

real thickBL;thickBL:=5; {толщина внутренней окантовки верхнего ЛЮКА}

real thickDL;thickDL:=19; {толщина внешней окантовки верхнего ЛЮКА}

real thickBV;thickBV:=5; {толщина внутренней окантовки нижних ВЫРЕЗОВ}

real thickDV;thickDV:=19; {толщина внешней окантовки ближних ВЫРЕЗОВ}

{=====ШПАНГОУТЫ====}

real hSH;hSH:=15; {высота шпангоута}

real lSH;lSH:=10; {толщина шпангоута}

real sSH;sSH:=5; {расстояние между боковыми стенками шпангоута - ребро в виде буквы П}

{=====стрингеры на люке======}

real hst;hst:=2.5; {высота стрингера}

real lst;lst:=30; {толщина стрингера}

Параметры варьирования.

1.  высота спиральных, кольцевых и вертикальных ребер и стрингеров

2.  толщина спиральных, кольцевых и вертикальных ребер и стрингеров,

3.  толщина обшивки,

4.  толщина внешних и внутренних окантовок люков,

5.  толщина и высота шпангоутов.

Отклики:

1.Коэффициенты концентрации напряжений в ребрах оболочки вблизи окантовок и в ребрах самих окантовок:  в спиральных и кольцевых ребрах. В качестве расчетных точек выбрать: 5, 6, 8 точки в поперечном сечении балки; 1, 3 точки в продольном сечении балки (рисунок 1).

а)

б)

Рисунок 1. – Схема расчетных точек балки: а) в поперечном сечении, б) в продольном сечении

2.Изгибные напряжения в поперечном сечении ребер оболочки в близи окантовки и в самих окантовках в 1, 2 и 3 точках продольного сечения балки.

3.Коэффициенты концентрации напряжений в обшивке вблизи окантовки и в обшивке самой окантовки:  и . В качестве расчетных точек выбрать: 1 и 2 расчетные точки в плане.

Работа должна содержать:

-  постановку задачи;

-  таблицу варьирования факторов;

-  план факторного эксперимента;

-  аппроксимацию откликов;

-  проверку модели на адекватность;

-  графики зависимости коэффициентов концентрации от факторов;

-  таблицы расчетных значений по компонентам напряжений при варьировании факторов;

-  таблицы расчетов коэффициентов концентрации и изгибных напряжений;

-  выводы по параметрическому исследованию.

Замечание: копия отчета с расчетными таблицами и таблицами данных предоставляется в электронном виде.

Замечание: перед тем, как варьировать параметры необходимо определить расчетную точку, в которой возникают самые максимальные напряжения в ребрах и обшивке. Все значения напряжений при проведении численного эксперимента рассчитывать в этой точке.

Варианты

Параметры варьирования.

·  Высота спиральных, кольцевых и вертикальных ребер и стрингеров: от 1,5 мм до 7,5 мм;

·  толщина спиральных, кольцевых и вертикальных ребер и стрингеров: от 15 мм до 30 мм;

·  толщина обшивки: от 0,5 мм до 3 мм;

·  толщина внутренних окантовок люков: от 5 мм до 19 мм,

·  толщина внешних окантовок люков: от 5 мм до 19 мм,

·  толщина шпангоутов: от 5 мм до 15 мм,

·  высота шпангоутов: от 5мм до 15 мм.

Вариант	Параметры варьирования
1	Спиральные ребра
2	Кольцевые ребра
3	Вертикальные ребра
4	Стрингеры
5	Окантовки всех люков
6	Окантовки верхнего люка
7	Окантовки нижних люков
8	Параметры всех шпангоутов
9	Толщина обшивки и толщина шпангоутов
10	Толщина обшивки и толщина спиральных ребер
11	Толщина обшивки и толщина кольцевых ребер
12	Толщина обшивки и толщина внешней окантовки
13	Толщина обшивки и толщина внутренней окантовки

Основные понятия