5 / 18
Устойчивость цилиндрических оболочек в жесткой среде
Инженерный журнал: наука и инновации
# 9·2017 5
кр
,
=
a
h
q CE
D
(10)
основанная на энергетическом методе решения задачи локальной
устойчивости. Отмечается, что
a
= 2,2, а коэффициент
C
в разных ра-
ботах принимает следующие значения: 2,76; 2,55; 1. В [13] коэффи-
циент
C
определяется из экспериментальных исследований стального
кольца в жесткой композитной обойме на основе температурной ана-
логии следующим образом:
1,2
кр
2ε
,
=
D C
h
(11)
где
кр
ε
— фиксированная критическая деформация при потере
устойчивости нагреваемого кольца,
кр
т
.
ε = α ∆
T
Здесь
т
α
— коэф-
фициент линейного расширения;
∆
T
— температура нагрева.
Получено в [13], что коэффициент
C
зависит от диаметра
D
и от-
ношения
/
h D
кольца, значения этого коэффициента лежат в преде-
лах 2,99…3,64. Отмечается также, что экспериментальная критиче-
ская деформация
кр
ε
для подобных баллонов может различаться
в несколько раз по технологическим причинам их изготовления.
В [14] оценка локальной устойчивости лейнера в металлокомпо-
зитном баллоне проведена приближенно по арочной схеме с миними-
зацией по зоне отклонения.
В настоящей работе исследуется поведение лейнера в составе МК
БВД. В качестве начальных несовершенств выбираются технологи-
ческие отклонения, имеющие место при производстве баллонов,
а именно переменность толщины лейнера и композитной оболочки
по окружной координате, размеры и соотношения данных дефектов.
Выбор расчетной схемы.
Композитная оболочка с кольцевым
модулем упругости
км
200 ГПа
E
′ =
считается квазиоднородной изо-
тропной жесткой обоймой по сравнению с алюминиевым изотроп-
ным лейнером с модулем упругости
Al
71 ГПа.
E
=
Начальные несовершенства задаются в виде изменения по
окружной координате толщин лейнера и обоймы, а также температу-
ры обоймы. Лейнер считается тонкостенной цилиндрической обо-
лочкой с характерными размерами:
100
300;
≤ ≤
D
h
10;
<
D
L
L
— дли-
на цилиндра.