Сысоев О.Е., Намоконов А.Н., Сысоев Е.О. Численные исследования колебаний тонкостенной цилиндрической оболочки в пластической зоне деформации // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2025. № 4(66). C.173-184
Автор(ы):
Сысоев О.Е., Намоконов А.Н., Сысоев Е.О.
Индекс(ы) УДК:
539.374
Индекс(ы) DOI:
10.37972/chgpu.2025.66.4.012
Название статьи:
Численные исследования колебаний тонкостенной цилиндрической оболочки в пластической зоне деформации
Ключевые слова:
тонкостенная цилиндрическая оболочка; теория Доннелла–Муштари– Власова; собственные колебания; физическая нелинейность; пластическая деформация; секущий модуль упругости
Аннотация:
При эксплуатации конструкций, основу которых составляют тонкостенные цилиндрические оболочки, иногда возникают предельные нагрузки, когда материал конструкции близок пластической зоне или находится в пластической зоне напряжённодеформированного состояния. В этих случаях изменяется модуль упругости конструкционного материала. Такое изменение модуля упругости оказывает влияние на собственные колебания тонкостенной цилиндрической оболочки, а при проектировании этот факт не учитывается. Это может вызвать смещение частоты собственных колебаний тонкостенной цилиндрической оболочки и привести к её разрушению из-за возникновения эффекта резонанса. В работе представлен модально-аналитический подход к оценке частот собственных колебаний тонкостенной цилиндрической оболочки в постановке задачи Доннелла–Муштари–Власова (ДМВ) с учётом стадии перехода материала в пластическую зону посредством секущего модуля Esec(ε), заданного по экспериментальной диаграмме растяжения σ–ε. Сохраняя линейную структуру уравнений движения, метод вводит физическую нелинейность в виде масштабирования спектра и амплитудной зависимости частот. Выведены модальные уравнения для осесимметричной и неосесимметричных форм и получены аналитические выражения для собственных частот через модальные параметры. Предложен итерационный алгоритм выбора Esec по уровню эквивалентной деформации. Показано влияние амплитуды на эквивалентную деформацию и эффективную жёсткость оболочки; приведены рекомендации по применимости подхода для быстрых инженерных оценок в предкритической области
Контактные данные авторов:
Сысоев Олег Евгеньевич — доктор технических наук, профессор; e-mail: fks@knastu.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6193-8584; AuthorID: 446982
Намоконов Александр Николаевич — аспирант; e-mail: namokonovsasha@mail.ru; ORCID: 0009-0003-9269-7713; AuthorID: 1162898
Сысоев Евгений Олегович — кандидат экономических наук, доцент; e-mail: ks@knastu.ru; ORCID: 0000-0002-6193-8585; AuthorID: 530062