Мищенко Андрей Викторович, докт. техн. наук, доцент
630008, Новосибирск, ул. Ленинградская, 113;
630117, Новосибирск, ул. Иванова, 49
Andrey V. Mishchenko, DSc, A/Professor
113, Leningradskaya Str., 630008, Novosibirsk;
49, Ivanov Str., 630117, Novosibirsk
Актуальность. Неоднородные конструкции обладают рядом существенных преимуществ перед классическими однородными. Регулирование их напряженно-деформированного состояния дает возможность более эффективно адаптировать систему к заданным термосиловым воздействиям и в результате получить дополнительные эффекты экономии массы и стоимости конструкции. Практическое использование неоднородных элементов конструкций в настоящее время требует создания инженерных методов расчета, обладающих приемлемой трудоемкостью, необходимой точностью и универсальностью.
Целью настоящей работы является совершенствование способов построения комплекса необходимых физических соотношений в задачах термосилового пространственного деформирования неоднородных стержней.
Методы исследования. Для расчетной модели стержня Тимошенко применены аппроксимации функций поперечных сдвигов и мембранная аналогия для деформаций сдвига при кручении. Пространственный призматический стержень прямоугольного сечения образован из квазиоднородных частей (фаз), выполненных из различных конструкционных материалов.
Результаты. Получены расчетные соотношения для термосилового пространственного изгиба с растяжением, поперечного сдвига и кручения. Данные уравнения содержат жесткостные характеристики нулевого, первого и второго порядков при изгибе с растяжением, сдвиговые и крутильную жесткости сечения. Их применение позволяет компактно сформулировать физические зависимости и краевую задачу пространственного деформирования неоднородного стержня.
Heterogeneous structures have a number of significant advantages over classical homogeneous. Their stress-strain state control allows to more effectively adapt the system to given thermal conditions and, as a result, additionally save weight and cost of the structure. The practical use of elements with heterogeneous structure, requires the creation of engineering calculation approaches with acceptable labor intensity, accuracy and versatility.
Purpose: The improvement of design methods implying physical relations in problems of thermal power deformation of rods with heterogeneous structure.
Design/methodology: The Timoshenko rod model design involves the approximation of transverse shear functions and membrane analogy of shear deformation in torsion. A threedimensional prismatic rod having a rectangular cross-section, is obtained from quasi-homogeneous parts (phases) made of various structural materials.
Research findings: Theoretical calculations are obtained for thermal power spatial bending with tension, transverse shear and torsion. These equations contain stiffness characteristics of zero, first- and second-order tensile bending, shear and torsional stiffnesses of the section.
Practical implication: These equations can be used to compactly formulate physical relations and the boundary value problem of spatial deformation of rods with heterogeneous structure.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.