Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

О расчете надежности тонкостенных цилиндрических оболочек, находящихся в турбулентном потоке жидкости или газа, при случайных воздействиях

Опубликовано: 11.08.2025

Авторы: Стародубцева С.А., Зинченко Л.В., Сахаров А.А.

Опубликовано в выпуске: #8(164)/2025

DOI:

Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела

Рассмотрены тонкостенные цилиндрические оболочки, находящиеся в турбулентном потоке жидкости или газа, при осесимметричном наружном или внутреннем пространственно-временном случайном поле давления, для которых определяются случайные поля нормальных перемещений, напряжений и изменение кривизны. Основная задача состоит в определении вероятности того, что параметры оболочки (перемещения, напряжения и кривизна) ни разу не превысят своих нормативных значений на всей длине и заданном интервале времени функционирования системы. В работе использованы основные понятия и методы статистической динамики механических систем — импеданс, передаточная функция, функция Грина, корреляционная функция, энергетический спектр случайных полей и процессов, др. Относительно несложные решения получены методом функции Грина для безынерционной оболочки, нагруженной распределенным по ее длине случайным стационарным полем давления, представленным в квазигармоническом виде со случайными амплитудами и частотами. Эффективные решения поставленных динамических задач получены также разложением их по собственным осесимметричным формам колебания оболочек. Рассмотрен случай, когда поле давления представимо пространственно-временным двумерным белым шумом. Показана принципиальная возможность получения точного решения поставленных задач для общего случая нагружения, когда давление на оболочку представимо в виде обобщенного двумерного преобразования Фурье по координатам и времени.

EDN  YNFSLY


Литература
[1] Болотин В.В. Вибрации в технике: справочник: в 6 т. Т. 1: Колебания линейных систем. Москва, Машиностроение, 1999, 504 с.
[2] Болотин В.В. Случайные колебания упругих систем. Москва, Наука, 1979, 335 с.
[3] Гусев А.С. Вероятностные методы в механике машин и конструкций. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009, 225 с.
[4] Гусев А.С. Курс лекций по вероятностным методам в механике. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020, 102 c.
[5] Гусев А.С., Карунин А.Л., Крамской Н.А., Стародубцева С.А. Надежность механических систем и конструкций при случайных воздействиях. Москва, МАМИ, 2001, 284 с.
[6] Crandall S.H. Random Vibration. Cambridge, Technology Press, 1963.
[7] Окопный Ю.А., Радин В.П., Чирков В.П. Колебания линейных систем. Москва, Спектр, 2014, 432 с.
[8] Тихонов В.И., Миронов М.А. Марковские процессы. Москва, Советское радио, 1977, 488 с.
[9] Гусев А.С., Карунин А.Л., Крамской Н.А., Стародубцева С.А., Щербаков В.И. Теория колебаний в автомобиле- и тракторостроении. Москва, МГТУ «МАМИ», 2007, 336 с.
[10] Гусев А.С., Найденов С.О. Анализ траекторий недифференцируемых случайных процессов. Известия вузов. Сер. Машиностроение, 2014, № 9, с. 3–8.
[11] Roberts J.B., Spanos P.D. Random vibration and statistical linearization. New York, John Willey, 1990, 407 p.
[12] Чирков В.П. Вопросы надежности механических систем. Москва, Знание, 1981, 54 с.
[13] Махутов Н.А. Критериальная база прочности, ресурса, надежности, живучести машин и человеко-машинных комплексов. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2013, № 5, c. 25–36.
[14] Николаенко Н.А. Вероятностные методы динамического расчета машиностроительных конструкций. Москва, Машиностроение, 1967, 367 с.
[15] Колесников К.С. Динамика ракет. Москва, Машиностроение, 1980, 376 с.
[16] Гусев А.С., Щербаков В.И., Чуканин Ю.П., Стародубцева С.А. Метод статистической линеаризации в динамике нелинейных систем мобильных машин. Известия МГТУ «МАМИ», 2014, т. 1 (19), c. 84–86.
[17] Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. Современные концепции, парадоксы и ошибки. 7-е изд. Москва, Ленанд, 2015, 350 с.