Устойчивость консольной эллиптической композитной цилиндрической оболочки при кручении
Авторы: Железнов Л.П.
Опубликовано в выпуске: #2(170)/2026
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов
Приведено решение задача устойчивости некруговых эллиптических цилиндрических оболочек, выполненных из композиционного материала, с учетом моментности и нелинейности их докритического напряженно-деформированного состояния. Геометрически нелинейная задача устойчивости решена методами конечных элементов и линеаризации Ньютона — Канторовича. Определение критических нагрузок проводилось в процессе решения нелинейной задачи с помощью критерия Сильвестра. При этом были использованы разработанные автором на основе гипотезы Тимошенко конечные элементы композитных цилиндрических оболочек естественной кривизны, в аппроксимации перемещений которых в явном виде выделены их жесткие перемещения, что существенно влияет на сходимость решения. Исследована устойчивость эллиптической, консольно-закрепленной цилиндрической оболочки, выполненной из полимерного композиционного материала, при кручении. Выяснено влияние способов укладки монослоев, нелинейности деформирования, параметра эллиптичности на критические нагрузки потери устойчивости оболочки и весовую эффективность композитных оболочек.
EDN CGUPRB
Литература
[1] Кабанов В.В. Устойчивость оболочек. Москва, Наука, 1978, 360 с.
[2] Кабанов В.В. Устойчивость неоднородных цилиндрических оболочек. Москва, Машиностроение, 1982, 256 с.
[3] Hutchinson J.W. Postbuckling behavior of oval cylindrical shells under axial compression [Хатчинсон Дж. Потеря устойчивости цилиндрической оболочки овального поперечного сечения под действием осевой сжимающей нагрузки и ее поведение в начальный период после потери устойчивости]. Transaction of the ASME. Journal of Applied Mechanics: Ser. E, 1968, vol. 35, no. 1, pp. 73–78 (пер. с англ.).
[4] Tennyson R.C., Booton M., Caswell R.D. Buckling of imperfect ellipticall shells under axial compression. AIAA Journal, 1971, vol. 9, no 2, pp. 250–255.
[5] Дмитриев В.Г., Бирюков В.И., Егорова О.В., Жаворонок С.И., Рабинс-кий Л.Н. Нелинейное деформирование многослойных композитных оболочек вращения при больших перемещениях и углах поворота нормали. Известия вузов. Авиационная техника, 2017, № 2, с. 8–15.
[6] Бойко Д.В., Железнов Л.П., Кабанов В.В. Нелинейное деформирование и устойчивость овальных цилиндрических оболочек при комбинированном нагружении. СО РАН, ПМТФ, 2008, т. 49, № 1, с. 134–138.
[7] Васильев В.В. Механика конструкций из композитных материалов. Москва, Машиностроение, 1988, 272 с.
[8] Vasiliev V.V., Morozov E.V. Advanced Mechanics of Composite Materials and Structures. Amsterdam, Elsevier, 2018, 900 p.
[9] Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. Москва, Машиностроение, 1984, 446 с.
[10] Кармишин А.В., Лясковец В.А., Мяченков В.И., Фролов А.Н. Статика и динамика оболочечных конструкций. Москва, Машиностроение, 1975, 376 с.
[11] Канторович Л.В., Акилов Г.П. Функциональный анализ в нормированных пространствах. Москва, Физматгиз, 1959, 684 с.
[12] Железнов Л.П. Программа для расчета на прочность и устойчивость подкрепленных некруговых цилиндрических оболочек. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2013615613 РФ. Зарегистрировано в реестре Роспатента 17.06.2013.
[13] Кабанов В.В., Железнов Л.П. К расчету цилиндрической оболочки методом конечных элементов. Прикладная механика, 1985, т. 21, № 9, с. 35–38.
[14] Железнов Л.П., Кабанов В.В. Исследование нелинейного деформирования и устойчивости некруговых цилиндрических оболочек при осевом сжатии и внутреннем давлении. СО РАН, ПМТФ, 2002, т. 43, № 4, с. 155–160.
[15] Бойко Д.В., Железнов Л.П., Кабанов В.В. Нелинейное деформирование и устойчивость дискретно-подкрепленных эллиптических цилиндрических композитных оболочек при кручении и внутреннем давлении. Известия вузов. Авиационная техника, 2018, № 2, с. 27–34.
[16] Железнов Л.П., Серьезнов А.Н. Нелинейное деформирование и устойчивость композитного отсека фюзеляжа самолета при чистом изгибе. Известия вузов. Авиационная техника, 2021, № 3, с. 22–30.
[17] Железнов Л.П. Нелинейное деформирование и устойчивость анизогридных круговых цилиндрических оболочек при чистом изгибе. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2023, № 1–2, с. 3–15.
[18] Железнов Л.П. Исследование нелинейного деформирования и устойчивости некруговой композитной цилиндрической оболочки при нагружении краевой поперечной силой. Ученые записки ЦАГИ, 2025, т. 56, № 1, с. 77–85.