Особенности задания граничных условий при моделировании сетчатых анизогридных конструкций

В работе рассматривается влияние способа задания граничных условий при численном расчете напряженно-деформированного состояния сетчатых анизогридных конструкций. Численный расчет основан на применении метода конечных элементов в вариационной постановке. В работе приведены варианты задания граничных условий на нижней и верхней кромках конструкции. Приведены схемы закрепления в виде шарнирной заделки и жесткого закрепления для нижней кромки конструкции. Рассмотрены варианты задания осевого нагружения в виде распределенной нагрузки и 'жесткого' узла для верхней кромки конструкции. Приведена кинематика 'жесткого' узла для конструкций с обшивкой и без обшивки. В качестве иллюстрации влияния вида закрепления на вычисления приведено сравнение численных расчетов и натурного эксперимента. Результаты работы показывают, что способ задания граничных условий оказывает значительное влияние на результаты расчета.

Ключевые слова

граничные условия; метод конечных элементов; дискретное моделирование; сетчатые оболочки.

Литература

1. Васильев, В.В. Композитные сетчатые балочные элементы для авиационных конструкций / В.В. Васильев, А.Ф. Разин // Вопросы оборонной техники. - 2006. - № 1/2. - С. 3-6.
2. Васильев, В.В. Анизогридные композитные сетчатые конструкции - разработка и приложение к космической технике / В.В. Васильев, В.А. Барынин, А.Ф. Разин, С.А. Петровский, В.И. Халиманович // Композиты и наноструктуры. - 2009. - № 3. - С. 38-50.
3. Бурнышева, Т.В. Сравнение дискретного и континульного подхода к расчету напряженного состояния сетчатых оболочечных конструкций при статическом нагружении / Т.В. Бурнышева, В.О. Каледин // Научно-технический вестник Поволжья. - 2011. - № 4. - С. 113-116.
4. Бате, К.-Ю. Методы конечных элементов / К.-Ю. Бате. - М.: Физматлит, 2010.
5. Каледин, В.О. Программная система для алгоритмизации численного решения задач механики сплошных сред / В.О. Каледин, Я.С. Крюкова, Н.В. Нагайцева, Е.В. Равковская // Известия Алтайского государственного университета. - 2014. - № 1-1 (81). - С. 161-164.
6. Бурнышева, Т.В. Оценка взаимного влияния составных частей оболочечной конструкции при осевом сжатии / Т.В. Бурнышева, А.Ф. Разин, О.А. Штейнбрехер // Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - № 2. - С. 127-131.
7. Каледин, В.О. Интерпретация данных натурных испытаний оболочечной композитной конструкции при статическом осевом сжатии / В.О. Каледин, А.Ф. Разин, Т.В. Бурнышева, О.А. Штейнбрехер // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2015. - Т. 81, № 3. - С. 53-58.