АЛГОРИТМ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРАЛЬНО СЖАТЫХ СТОЕК ТРУБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ
Аннотация
Приведены результаты исследований по поиску оптимальных параметров центрально сжатых элементов плоских и пространственных стержневых несущих металлических конструкций. Для стержней, шарнирно опертых по концам, проведен анализ изменения критической силы в зависимости от соотношения жесткостей участков и их относительных длин. Выявлен глобальный экстремум значения целевой функции объема стержня. Полученные соотношения позволили определить диапазон области рациональных решений для практического применения. Разработан инженерный алгоритм поиска оптимальных параметров центрально сжатых стержней переменной жесткости из тонкостенных труб круглого сечения. Проведены численные исследования работоспособности предложенного алгоритма. Приведен пример расчета, подтверждающий корректность алгоритма. Проиллюстрирован эффект экономии материала (до 14%) по сравнению со стержнями постоянного сечения.
Ключевые слова
продольный изгиб,
устойчивость,
критическая сила,
переменная жесткость,
оптимизация,
алгоритм расчета
Об авторах
А. А. Семенов
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Россия
Россия
И. А. Порываев
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Россия
Россия
Э. Р. Шамилова
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Россия
Россия
С. А. Семенов
ООО «ЦЕНТРПРОЕКТ»
Россия
Россия
Список литературы
1. Egorov Y.V. On Lagrange problem about the strongest column // Rapport Interne 02-16. Univeriite Paul Sabatier, Toulouse. 2002. Pp. 1-7.
2. Сейранян А.П. Задача Лагранжа о наивыгоднейшем очертании колонны // Успехи механики. 2003. № 2. С. 45-96.
3. Kanno Y. Necessary and sufficient conditions for global optimality of eigenvalue optimization problems [Необходимые и достаточные условия минимума целевой функции в задачах оптимизации] // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2001. № 22. Pp. 248-252.
4. Биргер И.А. Прочность. Устойчивость. Колебания // справ.: в 3 т. - т. 3 / под ред. И.А. Биргера, Я.Г. Пановко : М.: Машиностроение, 1968. - 568. с.
5. Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем. - М: Наука. 1975. -984. с.
6. Киселев В.А. Строительная механика. Спецкурс. Динамика и устойчивость. - М.: Стройиздат. 1980. - 616 с.
7. Ржаницын А.Р. Устойчивость равновесия упругих систем. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы. 1955. - 476. с.
8. Лейтес С. Д. Устойчивость сжатых стержней, жёсткость которых изменяется по степенному закону / Материалы по металлическим конструкциям. М.: Стройиздат. 1962. С. 13-74.
9. Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Устойчивочть равновесия конструкций и родственные проблемы. Том 1.-М.: Издательство СКАД СОФТ, 2010-670с.
10. Bleich N.N. Nonlinear creep deformations of columns of rectangular cross section [Нелинейные поперечные деформации колонн квадратного поперечного сечения] // Yourn. of Appl. Mech. Dec. 1959.
11. Алфутов H.A. Основы расчета на устойчивость упругих систем. - 2-е изд. перераб. и доп. : М.: Машиностроение, 1991. - 336. с.
12. Болотин В.В. О понятиях устойчивости в строительной механике. Проблемы устойчивости в строительной механике // Сб. статей. М.: Стройиздат. 1965. - С. 6-27.
13. Андреев В.И. Некоторые задачи и методы механики неоднородных тел // : М.: Издательство АСВ, 2002. - 288. с.
14. Муханов В.В. Оптимизация строительных конструкций на основе численного и аналитического решения задач механики неоднородных тел. Автореферат дисс. канд техн. наук. - Ростов-на-Дону, РГСУ. 2103 - 24 с.
15. Никора Н.Д. Продольный изгиб стержней переменной жесткости с учетом деформаций ползучести и температурных воздействий. Дисс. канд техн наук. Ростов, РГСУ. 2016. 120с.
16. Клименко Е.С. Устойчивость сжатых неоднородных стержней с учетом физической нелинейности материала: монография: /. Ростов на Дону: РГСУ. 2012. 77 с.
17. Кулинич И.Г. Устойчивость продольно-сжатых стержней переменной жесткости при ползучести. Автореферат канд техн наук, Ростов РГСУ. 2012 24 с.
18. Кулиинич И.Г., Ливанов В.В., Блягоз А.М. Выпучивание стеклопластиковых стержней переменной жесткости// Новые технологии. 2012. №4, с. 75-81.
19. Сеницкий Ю.Э., Ишутин А.С. Общая устойчивость сжатых составных стержней переменного сечения // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия Физико-математические науки. 2015. Т. 19, № 2. С. 341-357.
20. Семенов А.А., Маляренко А.А., Старцева Л.В., Порываев И.А. Строительная механика (спецкурс). Применение ПК SCAD Office для решения задач динамики и устойчивости стержневых систем. Учебное пособие / М.: Изд. СКАД СОФТ, Издательский дом АСВ. 2016. - 255 с.
Рецензия
Для цитирования:
Семенов А.А., Порываев И.А., Шамилова Э.Р., Семенов С.А. АЛГОРИТМ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРАЛЬНО СЖАТЫХ СТОЕК ТРУБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ. Строительство и реконструкция. 2018;(2):51-60.
For citation:
Semenov A.A., Porivaev I.A., Shamilova E.R., Semenov S.A. ALGORITHM OF SEARCHING THE OPTIMUM PARAMETERS OF CENTRALLY COMPRESSED STREAMS OF TUBULAR CROSS SECTION OF VARIABLE RIGIDITY. Building and Reconstruction. 2018;(2):51-60. (In Russ.)
Просмотров:
66
Послать статью по эл. почте 