English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXII-ая конференция

Зависимость напряженно-деформированного состояния равномерно нагруженной шарнирно опертой плиты от топологии подкрепляющих ребер

Барченкова Н.А., Мальцев А.Р.

г. Воронеж, ул. Плехановская, д.22, кв. 358

1  стр. (принято к публикации)

В работе сформирована пространственная КЭ-модель для выполнения расчетов НДС однородной шарнирно опертой по контуру плиты с продольными ребрами на равномерную нагрузку с использованием ПВК SCAD. Параметры плиты: 7.2×6.0×0.14 м3, Е=33.1 ГПа, ν=0.2, сечение ребер 0.08×0.08 м2. Интенсивность равномерной нагрузки 20 кПа.

Для определения зон усиления плиты были проведены расчеты с учетом главных напряжений. По результатам анализа можно заключить, что для упруго хрупкого материала, подкрепляющие ребра должны быть направлены вдоль траектории главных растягивающих напряжений. В этом случае можно предположить, что трещины будут развиваться перпендикулярно направлению максимальных растягивающих напряжений. Таким образом, рекомендуется усилить плиту ребрами в виде «ромб с поперечной диагональю. Для жесткопластического материала подкрепляющие ребра должны быть направлены под 45 градусов к траекториям главных растягивающих напряжений. Поскольку главные напряжения достигают экстремальных значений в центре плиты, а их направление параллельно координатным осям, то расположение подкрепляющих ребер должно быть диагональным.

Для исследования использовалась КЭ-модель «оболочка-оболочка». Где плита и ребра представлены набором КЭ 41. В данной модели в ПВК SCAD хорошо прослеживается НДС как плиты так и ребер.

Сравнивались следующие 5 вариантов расположения подкрепляющих ребер: продольное (5 ребер по оси абсцисс, с шагом между осями 1,2 м); поперечное (6 ребер по оси ординат, с шагом между осями 1,2 м); перекрестное (сочетает свойства двух предыдущих); диагональное (2 ребра пересекаются в центре плиты); «ромб с поперечным ребром» (ребра расположены соответствующе).

При оценке наиболее эффективного варианта расположения ребер введен совокупный критерий, характеризующий уменьшение прогибов плиты с учетом увеличения объема материала.

В результате анализа совокупного оценочного критерия, доказано, что для упруго хрупкого материала наилучшим является подкрепление в форме ромба с поперечным ребром, а для жесткопластического материала – в диагональном виде.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533