Несущая способность нагружаемых ослабленных ледяных пластин криволинейной формы переменной толщины
Автор: Романова Т.П.
Статья в выпуске: 3, 2016 года.
Бесплатный доступ
Разработана методика определения несущей способности ослабленных ледяных нагружаемых площадок, которые моделируются идеальной жесткопластической пластиной, расположенной на несжимаемом основании. Пластина имеет свободно опертый или защемленный произвольный кусочно-гладкий криволинейный внешний контур. В центральной части пластины расположено произвольное свободное отверстие. Толщина пластины уменьшается при приближении к границе отверстия. На пластину действует нагрузка, локально распределенная около отверстия по области произвольной формы. Приложенная нагрузка является произвольной функцией координат. Учитывается свойство разной сопротивляемости льда при растяжении и сжатии. Решение построено на основе принципа виртуальной работы. В зависимости от геометрических параметров пластины рассмотрены два варианта кинематически допустимого деформирования. В обеих схемах деформирования центральная часть пластины при воздействии нагрузки движется в направлении действия нагрузки, а область около границы вследствие несжимаемости основания движется в противоположном направлении. Введена криволинейная ортогональная система координат, связанная с внешним криволинейным контуром пластины, в которой удобно проводить вычисления двойных интегралов, описывающих решение задачи. Получены аналитические выражения для предельных нагрузок. Определены две интегральные характеристики приложенной нагрузки и показано, что в случае действия на пластину различно распределенных поверхностных нагрузок, у которых эти две характеристики совпадают, пластина будет иметь одинаковые предельные нагрузки. В качестве примера рассмотрена шарнирно опертая и защемленная пластина в форме эллипса с линейной функцией толщины, находящаяся под действием нескольких видов локальных поверхностных нагрузок.
Жесткопластическая модель, криволинейный контур, несжимаемое основание, ледяная пластина, переменная толщина, предельная нагрузка, разносопротивляемый материал
Короткий адрес: https://sciup.org/146211620
IDR: 146211620 | DOI: 10.15593/perm.mech/2016.3.10
Список литературы Несущая способность нагружаемых ослабленных ледяных пластин криволинейной формы переменной толщины
- Политько В.А., Кантаржи И.Г. Исследуемые характеристики льда, необходимые для определения ледовых нагрузок//Вестн. Моск. гос. строит. ун-та. -2015. -№ 12. -С. 106-117.
- Гольдштейн Р.В., Осипенко Н.М. Механика разрушения и проблемы освоения Арктики//Арктика: экология и экономика. -2015. -№ 4 (20). -С. 14-27.
- Бычковский Н.Н., Гурьянов Ю.А. Ледовые строительные площадки, дороги и переправы. -Саратов: Изд-во Сарат. гос. техн. ун-та, 2005. -260 с.
- Sodhi D.S. Breakthrough loads of floating ice sheets//J. Cold Reg. Eng. -1995. -Vol. 9. -No. 1 (4). -P. 4-22.
- Kerr A.D. The bearing capacity of floating ice plates subjected to static or quasi-static loads. A critical survey//U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, N.H., Research Report 333. -1975. -43 p.
- Langhorne P.J., Stone K.J.L., Smith C.C. The bearing capacity of saline ice sheets: centrifugal modelling//Can. Geotech. J. -1999. -Vol. 36. -No. 3. -P. 467-481.
- Hodge P.G., Chang-Kuei Sun. Yield-point load of a circular plate sealing an incompressible fluid//Int. J. Mech. Sci. -1967. -Vol. 9. -No. 7. -P. 405-414.
- Керр А.Д. Изгиб круговых пластинок, ограниченных несжимаемою жидкостью//Прикладная механика. Серия Е. Сб. переводов. -1965. -Vol. 32. -No. 3 -С. 264-266.
- Немировский Ю.В., Романова Т.П. Несущая способность ледяных пластин произвольного контура, нагружаемых по произвольной области//Тр. 5-го Евраз. симп. по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. г. Якутск, 1-5 июня 2010/ИФТПС СО РАН. -Якутск, 2010. -С. 81-91.
- Немировский Ю.В., Романова Т.П. Несущая способность ледяных пластин криволинейной формы, усиленных жесткой вставкой//Прикладная механика и техническая физика. -2013. -Т. 54, № 4. -С. 141-149.
- Коренева Е.Б. Аналитические методы расчета пластин переменной толщины и их практические приложения. -М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2009. -240 с.
- Romanova T.P., Nemirovsky Yu.V. Dynamic rigid-plastic deformation of arbitrarily shaped plates//J. Mechanics of Materials and Structures. -2008. -Vol. 3. -No. 2. -P. 313-334.
- Немировский Ю.В., Романова Т.П. Динамическое деформирование жесткопластических криволинейных пластин переменной толщины//Прикладная механика и техническая физика. -2007. -Т. 48, № 5. -С. 108-120.
- Немировский Ю. В., Романова Т. П. Динамика жесткопластической криволинейной пластины переменной толщины с произвольным внутренним отверстием//Прикладная механика. -2010. -Т. 46, № 3. -С. 70-82.
- Kennedy J.B., Iyengar K.J. Rigid-plastic analysis of floating ice sheets under impact loads//Can. J. Civ. Eng. -1981. -Vol. 8. -P. 409-415.
- Якименко О.В., Матвеев С.А., Сиротюк В.В. Исследование напряженного состояния и расчет несущей способности армированной ледяной плиты//Вестн. СибАДИ. 2014. -Вып. 3 (37). -C. 63-67.
- Якименко О.В., Сиротюк В.В. Армирование ледовых переправ//Криосфера Земли. -2014. -Т. 18, № 1. -С. 88-91.
- Ли Лян, Шхинек К.Н. Предельная несущая способность ледяных балок//Инженерно-строительный журнал. -2013. -№ 1. -С. 65-74.
- Yan-bin Wang, Mao-hong Yu, Yun Xiao, Lin-sheng Li. Dynamic plastic response of circular plate based on unified strength theory//Int. J. Impact Engineering. -2005. -Vol. 31. -No. 1. -p. 25-40.
- Ерхов М.И. Теория идеально пластических тел и конструкций. -М.: Наука, 1978. -352 с.
- Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. -М.: Наука, 1986. -С. 202.
