Herald of Technological University

ВЕСТНИК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

3034-4689

59395

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ РАСЧЕТА КОМБИНИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Бережной

Д В

Бережной

Д В

Dmitri.Berezhnoi@mail.ru

Сагдатуллин

М К

Сагдатуллин

М К

ssmarat@mail.ru

Саченков

А А

Саченков

А А

КФУ ru КФУ ru

КНИТУ ru КНИТУ ru

КФУ ru КФУ ru

01 08 2025

15 17 150 157 19 04 2023

https://vestniktu.ru/en/nauka/article/59395/view

Построена методика, реализующая расчет комбинированной оболочечной конструкции, состоящей из различных элементов многослойных оболочек и трехмерных подконструкций, на устойчивость. На базе трехмерного конечного элемента сплошной среды построено семейство новых конечных элементов, позволяющее стыковать элементы различной структуры в единую расчетную модель. Проведен расчет стабилизатора легкомоторного самолета на прочность и устойчивость для различных случаев нагружения, проведено сравнение результатов расчета с данными, полученными в пакете ANSYS .

The technique realizing calculation combined shell of a construction, consisting of various elements of multilayered shells and three-dimensional structure , on stability is constructed. On the basis of a three-dimensional finite element of the continuum the family of the new finite elements is constructed, allowing joining elements of various structures in uniform element model. Calculation of the stabilizer of the plane on durability and stability for various cases of load is lead, comparison of results of calculation with the data received in package ANSYS is lead.

ортотропные и многослойные оболочки переходные конечные элементы orthotropic and multilayer shells transient finite elements

Болотин, В.В. Механика многослойных конструкций / В.В. Болотин, Ю.Н. Новичков. - М.: Машиностроение, 1980. - 375с.

Bolotin, V.V. Mehanika mnogosloynyh konstrukciy / V.V. Bolotin, Yu.N. Novichkov. - M.: Mashinostroenie, 1980. - 375s.

Григолюк, Э.И. Многослойные армированные оболочки. Расчет пневматических шин / Э.И. Григолюк, Г.М. Куликов. - М.: Машиностроение, 1988. - 288с.

Grigolyuk, E.I. Mnogosloynye armirovannye obolochki. Raschet pnevmaticheskih shin / E.I. Grigolyuk, G.M. Kulikov. - M.: Mashinostroenie, 1988. - 288s.

Соловьев, С.С. Конечноэлементная модель многослойной оболочки с анизотропными слоями переменной толщины. / С.С. Соловьев // Известия Вузов. Авиационная техника. - 1989. - №4. - С. 71-75.

Solov'ev, S.S. Konechnoelementnaya model' mnogosloynoy obolochki s anizotropnymi sloyami peremennoy tolschiny. / S.S. Solov'ev // Izvestiya Vuzov. Aviacionnaya tehnika. - 1989. - №4. - S. 71-75.

Алфутов, Н.А. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов / Н.А. Алфутов, П.А. Зиновьев, Б.Г. Попов. - М.: Машиностроение, 1984. - 264с.

Alfutov, N.A. Raschet mnogosloynyh plastin i obolochek iz kompozicionnyh materialov / N.A. Alfutov, P.A. Zinov'ev, B.G. Popov. - M.: Mashinostroenie, 1984. - 264s.

Васильев, В.В. Механика конструкций из композиционных материалов / В.В. Васильев. - М.: Машиностроение, 1988. - 270с.

Vasil'ev, V.V. Mehanika konstrukciy iz kompozicionnyh materialov / V.V. Vasil'ev. - M.: Mashinostroenie, 1988. - 270s.

Григоренко, Я.М. Статика анизотропных оболочек с конечной сдвиговой жесткостью / Я.М. Григоренко, А.Т. Василенко, Г.П. Голуб. - Киев: Наукова Думка, 1987. - 216с.

Grigorenko, Ya.M. Statika anizotropnyh obolochek s konechnoy sdvigovoy zhestkost'yu / Ya.M. Grigorenko, A.T. Vasilenko, G.P. Golub. - Kiev: Naukova Dumka, 1987. - 216s.

Пискунов, В.Г. Расчет неоднородных оболочек и пластин методом конечных элементов / В.Г. Пискунов. - Киев: Вища Школа, 1987. - 200с.

Piskunov, V.G. Raschet neodnorodnyh obolochek i plastin metodom konechnyh elementov / V.G. Piskunov. - Kiev: Vischa Shkola, 1987. - 200s.

Рикардс, Р.Б. Метод конечных элементов в теории оболочек и пластин / Р.Б. Рикардс. - Рига: Знание, 1988. - 284с.

Rikards, R.B. Metod konechnyh elementov v teorii obolochek i plastin / R.B. Rikards. - Riga: Znanie, 1988. - 284s.

Рассказов, А.О. Теория и расчет слоистых ортотропных пластин и оболочек / А.О. Рассказов, И.И. Соколовская, Н.А. Шульга. - Киев: Вища школа, 1986. - 191с.

Rasskazov, A.O. Teoriya i raschet sloistyh ortotropnyh plastin i obolochek / A.O. Rasskazov, I.I. Sokolovskaya, N.A. Shul'ga. - Kiev: Vischa shkola, 1986. - 191s.

10.

Голованов, А.И. Трехмерный конечный элемент для расчета тонкостенных конструкций / А.И. Голованов, М.К. Сагдатуллин // Ученые записки Казанского государственного университета. Серия физ. -мат. наук. - Казань 2009. - Т. 151, кн. 3. - С.121-129.

Golovanov, A.I. Trehmernyy konechnyy element dlya rascheta tonkostennyh konstrukciy / A.I. Golovanov, M.K. Sagdatullin // Uchenye zapiski Kazanskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya fiz. -mat. nauk. - Kazan' 2009. - T. 151, kn. 3. - S.121-129.

11.

Перелыгин, О.А. Исследование прочности цилиндрических оболочек с вмятинами в области радиальных соединений / О.А. Перелыгин, Ш.Ш. Галявиев, Р.Х. Зайнуллин, Д.В. Бережной // Вестник КГТУ, Казань, изд-во КГТУ. - 2001. - №1-2. - С.75-77.

Perelygin, O.A. Issledovanie prochnosti cilindricheskih obolochek s vmyatinami v oblasti radial'nyh soedineniy / O.A. Perelygin, Sh.Sh. Galyaviev, R.H. Zaynullin, D.V. Berezhnoy // Vestnik KGTU, Kazan', izd-vo KGTU. - 2001. - №1-2. - S.75-77.

12.

Перелыгин, О.А. Исследование прочности цилиндрических оболочек при наличии увода или смещения кромок сварных швов / О.А. Перелыгин, Н.М. Туйкин, Д.В. Бережной, М.Н. Серазутдинов // Вестник КГТУ, Казань, изд-во КГТУ. - 2001. - №1-2. - С.77-79.

Perelygin, O.A. Issledovanie prochnosti cilindricheskih obolochek pri nalichii uvoda ili smescheniya kromok svarnyh shvov / O.A. Perelygin, N.M. Tuykin, D.V. Berezhnoy, M.N. Serazutdinov // Vestnik KGTU, Kazan', izd-vo KGTU. - 2001. - №1-2. - S.77-79.

13.

Бережной, Д.В. Многослойный ортотропный конечный элемент оболочек средней толщины / Д.В. Бережной, М.К. Сагдатуллин, А.И. Голованов // Вестник Саратовского государственного технического ун-та. - 2011. -№3 (57). Выпуск 1. - С. 9-19.

Berezhnoy, D.V. Mnogosloynyy ortotropnyy konechnyy element obolochek sredney tolschiny / D.V. Berezhnoy, M.K. Sagdatullin, A.I. Golovanov // Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo un-ta. - 2011. -№3 (57). Vypusk 1. - S. 9-19.

14.

Бурман, Я.З. Расчет упругопластического деформирования оболочек на основе теории течения и МКЭ. Исследования по теории пластин и оболочек / Я.З. Бурман, С.С. Соловьев. - Казань: Изд-во КГУ. - 1990. - №22. - С. 98-107.

Burman, Ya.Z. Raschet uprugoplasticheskogo deformirovaniya obolochek na osnove teorii techeniya i MKE. Issledovaniya po teorii plastin i obolochek / Ya.Z. Burman, S.S. Solov'ev. - Kazan': Izd-vo KGU. - 1990. - №22. - S. 98-107.

15.

Parish, H.A. Critical survey of the J-node degenerated shell element with special emphasis on thin shell application and reduced integration / H.A. Parish // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. - 1979. - vol. 20. - №3. - p. 323-350.

16.

Zienkiewicz, O.C. Reduced integration technique in general analysis of plates and shells / O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.M. Too // Int. J. Num. Meth. Eng. - 1971. - v.3. - p. 275-290.

17.

Голованов, А.И. Современные конечно-элементные модели и методы исследования тонкостенных конструкций / А.И. Голованов, А.В. Песошин, О.Н. Тюленева - Казань: КГУ, 2005. - 442с.

Golovanov, A.I. Sovremennye konechno-elementnye modeli i metody issledovaniya tonkostennyh konstrukciy / A.I. Golovanov, A.V. Pesoshin, O.N. Tyuleneva - Kazan': KGU, 2005. - 442s.

18.

Голованов, А.И. Метод конечных элементов в статике и динамике тонкостенных конструкций / А.И. Голованов, О.Н. Тюленева, А.Ф. Шигабутдинов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 392с.

Golovanov, A.I. Metod konechnyh elementov v statike i dinamike tonkostennyh konstrukciy / A.I. Golovanov, O.N. Tyuleneva, A.F. Shigabutdinov. - M.: FIZMATLIT, 2006. - 392s.

19.

Голованов, А.И. Метод конечных элементов в механике деформируемых твердых тел / А.И. Голованов, Д.В. Бережной. - Казань: Издательство «ДАС», 2001. -301с.

Golovanov, A.I. Metod konechnyh elementov v mehanike deformiruemyh tverdyh tel / A.I. Golovanov, D.V. Berezhnoy. - Kazan': Izdatel'stvo «DAS», 2001. -301s.

20.

Попов, Б.Г. Расчет многослойных конструкций вариационно-матричными методами: Учебное пособие. / Б.Г. Попов- М.: Изд-во МГТУ, 1993. - 294с.

Popov, B.G. Raschet mnogosloynyh konstrukciy variacionno-matrichnymi metodami: Uchebnoe posobie. / B.G. Popov- M.: Izd-vo MGTU, 1993. - 294s.

21.

Хечумов, Р.А. Применение метода конечных элементов к расчету конструкций: Учебное пособие для технических вузов / Р.А. Хечумов, Х. Кеплер, В.И. Прокопьев. - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1994. - 353с.

Hechumov, R.A. Primenenie metoda konechnyh elementov k raschetu konstrukciy: Uchebnoe posobie dlya tehnicheskih vuzov / R.A. Hechumov, H. Kepler, V.I. Prokop'ev. - M.: Izd-vo Associacii stroitel'nyh vuzov, 1994. - 353s.

22.

Бережной, Д.В. Расчет комбинированных конструкций методом конечных элементов / Д.В. Бережной, М.К. Сагдатуллин, А.А. Саченков // Научно-технический вестник Поволжья. - Казань: Научно-технический вестник Поволжья, 2012. - № 4.- С.13-16.

Berezhnoy, D.V. Raschet kombinirovannyh konstrukciy metodom konechnyh elementov / D.V. Berezhnoy, M.K. Sagdatullin, A.A. Sachenkov // Nauchno-tehnicheskiy vestnik Povolzh'ya. - Kazan': Nauchno-tehnicheskiy vestnik Povolzh'ya, 2012. - № 4.- S.13-16.

23.

Surana, Karan S. Three dimensional solid-shell transition finite elements for heat conduction / Karan S. Surana // Comput. and Struct. - 1987. - V. 26. - № 6. - P. 941-950.

24.

Бережной, Д.В. Конечные элементы для расчета конструкций существенно переменной толщины / Д.В. Бережной, И.Ю. Красновский. // Статика и динамика элементов конструкций сложной формы: межвуз. сборник. - Наб. Челны, тез. докл. респ. науч.-техн. конф. КамАЗ-КамПИ.- Наб.Челны : КамПИ,1990. - С.30-36.

Berezhnoy, D.V. Konechnye elementy dlya rascheta konstrukciy suschestvenno peremennoy tolschiny / D.V. Berezhnoy, I.Yu. Krasnovskiy. // Statika i dinamika elementov konstrukciy slozhnoy formy: mezhvuz. sbornik. - Nab. Chelny, tez. dokl. resp. nauch.-tehn. konf. KamAZ-KamPI.- Nab.Chelny : KamPI,1990. - S.30-36.

25.

Савула, Я.Г. Применение комбинированной модели для расчета напряженно-деформированного состояния пространственных конструкций / Я.Г. Савула, И.И. Дыяк, А.В. Дубовик // Прикладная механика. - 1989. - Т. 25. - № 9. - С. 62-67.

Savula, Ya.G. Primenenie kombinirovannoy modeli dlya rascheta napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya prostranstvennyh konstrukciy / Ya.G. Savula, I.I. Dyyak, A.V. Dubovik // Prikladnaya mehanika. - 1989. - T. 25. - № 9. - S. 62-67.

26.

Адясова, Н.М. Некоторые вопросы расчета нелинейных составных конструкций / Н.М. Адясова, С.А. Капустин, Л.С. Яблонко // Прикладные проблемы прочности и пластичности. - Горький, 1975. - Вып. I - С. 124-135.

Adyasova, N.M. Nekotorye voprosy rascheta nelineynyh sostavnyh konstrukciy / N.M. Adyasova, S.A. Kapustin, L.S. Yablonko // Prikladnye problemy prochnosti i plastichnosti. - Gor'kiy, 1975. - Vyp. I - S. 124-135.

27.

Surana, Karan S. Transition finite elements for three-dimensional stress analysis / Karan S. Surana // Int. J. Numer. Meth. Eng. - 1980. - V. 15. - № 7. - P. 991-1020.