Способ исследования динамической потери устойчивости круговой замкнутой оболочки

 

Изобретение относится к технике дин,амических испытаний оболочек и обеспечивает снижение трудоемкости и стоимости исследования оболочки, помещенной в грунт. Для этого выпучивание помещенной в грунт круговой замкнутой оболочки, нагружаемой внещнёй волной давления с прямолинейным фронтом, определяют сравнением регистрируемых временных зависимостей давления в грунте и контактного давления грунта на поверхность оболочки. Критерием выпучивания оболочки в данном сечении служит наличие на временной зависимости контактного давления точки перегиба, отсутствующей в тот же момент времени на временной зависимости давления в грунте и соответствующей первому максимуму скорости изменения контактного давления. В каждом исследуемом сечении оболочки регистрируют контактное давление грунта только.в одной точке. Датчики давления размещают в грунте на расстоянии от обрлочки не менее ее диаметра в исследуемых сечениях. Это исключает влияние искажений волны давления в грунте вблизи оболочки. Благодаря измерению в качестве параметра нагруженности оболочки контактного давления в грунте сокращается число датчиков, необходимое для выявления выпучивания оболочки.4 ил.(Лс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4257717/28 (22) 05.06.87 (46) 23.02.92. Бюл, N. 7 (72) А.Э.Ерошин и А.И.Забегаев (53) 620.178.7(088.8) (56) Вольмир А.С. Нелинейная динамика пластин и оболочек. М.: Наука, 1972, с.335357, Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. — M.: Наука, 1967, с.772-775. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙЙ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ КРУГОВОЙ ЗАМКНУТОЙ ОБОЛОЧКИ (57) Изобретение относится к технике динамических испытаний оболочек и обеспечивает снижение трудоемкости и стоимости исследования оболочки, помещенной в грунт. Для этого выпучивание помещенной в грунт круговой замкнутой оболочки, нагружаемой внешней волной давления с прямолинейным фронтом, определяют сравнением регистрируемых временных заИзобретение относится к области динамических испытаний оболочечных конструкций, конкретно к способам исследования динамической потери устойчивости.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и стоимости исследования оболочки, помещенной в грунт.

На фиг.1 показана установка оболочки в грунте и нагружение ее волной давления; на фиг.2 — типовая диаграмма "напряжение в грунте — время"; на фиг.3 и 4 — диаграммы

"контактное давление — время" и инапряжения в грунте — время" до и после потери устойчивости соответственно.

„, .Ж„„1714406 А1 висимостей давления в грунте и контактного давления грунта на поверхность оболочки. Критерием выпучивания оболочки в данном сечении служит наличие на временной зависимости контактного давления точки перегиба, отсутствующей в тот же момент времени на временной зависимости давления в грунте и соответствующей первому максимуму скорости изменения контактного давления. В каждом исследуемом сечении оболочки регистрируют контактное давление грунта только.в одной точке. Датчики давления размещают в грунте на расстоянии от оболочки не менее ее диаметра в исследуемых сечениях. Это исключает влияние искажений волны давления в грунте вблизи оболочки.

Благодаря измерению в качестве параметра нагруженности оболочки контактного давления в грунте сокращается число датчиков, необходимое для выявления выпучивания оболочки. 4 ил.

Способ заключается в следующем.

Круговую замкнутую оболочку 1 помещают в конденсированную среду 2, в данном случае в грунт, подвергают ее 0 нагружению внешней волной давления, имеюЮей прямолинеинми фронт 3, с после- )йе довательно возрастающей амплитудой, ре- д гистрируют с помощью датчиков 4 и 5 временные, зависиМости давления в среде и параметры нагруженности оболочки в нескольких сечениях, перпендикулярных продольной оси оболочки, B качестве параметра нагруженности оболочки измеряют контактное давление грунта на повер1714406 хность оболочки, регистрируют временную зависимость р(т) контактного, давления в одйой точке каждого сечения, датчики 4 давления размещают в грунте на расстоянии от оболочки не менее ее диаметра в данных сечениях, сравнивают между собой временные зависимости давления в грунте и контактного давления и по наличию на второй зависимости точки перегиба, отсутствующей в тот же момент времени на первой зависимости и соответствующей первому минимуму скорости изменения контактного давления, судят о выпучивании оболочки.

При нагружении оболочки подвижной волной давления параметры первого-нагружения: максимальные напряжения а к на фронте волны давления, длительность г и. г фазы нарастания и фазы сжатия, подбирают таким образом, чтобы они были заведомо безопасными и не приводили к потере устойчивости оболочки. После первого нагружения оболочку подвергают ряду последовательных нагружений. волной давления с монотонно возрастающей амплитудой, которые ведут до тех пор, пока нагрузка определенной интенсивности (-о;,8, г, г не приведет к потере устойчивости оболочки, которая определяется по факту выпучивания оболочки. Параметры волны давления в грунте, при которой произошла потеря устойчивости, принимают в качестве критической нагрузки динамической потери устойчивости исследуемой круговой оболочки, помещенной в данный тип грунта.

При выпучивании оболочки происходит изменение характера контактного взаимодействия поверхности оболочки с грунтом, вызванное деформацией оболочки, а также изменение местной жесткости оболочки изза искажения ее формы при потере. устойчивости. В результате на диаграммах

"контактное давление — время" р(т) появляется дополнительная (фиг.4), отличная от родственных, и обозначенная< )точка перегиба, в которой первая производная контактного давления по времени имеет первый минимум. Этот момент времени соответствует началу выпучивания оболочки. При работе оболочки в упругой области (фиг.3) потеря устойчивости не происходит и дополнительная точка перегиба отсутствует.

Датчики давления на поверхности оболочки, расположенные в нескольких сечениях (1, I I, III) фиг.1, могут не находиться в зоне ее выпучивания, так как изменение характе5 ра взаимодействия грунта и оболочки выходит за пределы этой зоны, .что дает возможность значительно сократить объем измерений.

Способ позволяет создать достаточно

10 надежные средства контроля состояния внешней поверхности оболочечной конструкции при многократном динамическом нагружении в непрозрачной конденсированной среде и определения несущей спо15 собности конструкции. Способ может быть применен как для исследования натурных оболочечных конструкций, так и их динамических моделей.

Формула изобретения .

Способ исследования динамической потери устойчивости круговой замкнутой оболочки, по которому исследуемую оболочку помещают в конденсированную среду, под25 вергают ее нагружению внешней волной давления, имеющей прямолинейный фронт, с последовательно изменяемой амплитудой, регистрируютс помощьюдатчиков временные зависимости давления в среде и

30 параметра нагруженности оболочки в нескольких сечениях, перпендикулярных продольной оси .оболочки, и определяют выпучивание оболочки, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и

35 стоимости исследования оболочки, помещенной в грунт, в качестве параметра нагруженности оболочки измеряют контактное давление грунта на поверхность оболочки, регистрируют временную зависимость кон40 тактного давления в одной точке каждого сечения, датчики давления размещают в грунте на расстоянии от оболочки не менее ее диаметра в данных сечениях, сравнивают между собой временные зависимости дав45 ления в грунте и контактного давления и по наличию на второй зависимости точки перегиба, отсутствующей в тот же момент времени на первой зависимости и соответствующей первому минимуму скоро50 сти изменения контактного давления, определяют выпучивание оболочки, 1714406

Фиа1 он

1714406

Составитель В, Шехтер

Редактор В,Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 684 Тираж Подйисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101