vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2024-26-2-204-218ZVTDVKvestniktgasu-1722Research ArticleСТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКАSTRUCTURAL MECHANICSОсобенности расчета линейно-упругих стержневых систем при периодических импульсных воздействияхStrength analysis of linear-elastic frame structures under pulse-periodic loadsГребенюкГ. И.GrebenyukG. I.

Гребенюк Григорий Иванович, докт. техн. наук, профессор

634003 г. Томск, пл. Соляная, 2

Grigori I. Grebenyuk, DSc, Professor

2, Solanaya Str., 634002, Tomsk

greb@sibstrin.ruВешкинМ. С.VeshkinM. S.

Вешкин Максим Сергеевич, канд. техн. наук, доцент

630008 г. Новосибирск, ул. Ленинградская, 113

Maksim S. Veshkin, PhD, A/Professor

113, Leningradskaya Str., 630008, Novosibirsk

max.vs@list.ruМаксакВ. И.MaksakV. I.

Максак Виталий Иванович, докт. техн. наук, профессор

634003 г. Томск, пл. Соляная, 2

Vitali I. Maksak, DSc, Professor

2, Solanaya Str., 634002, Tomsk

greb@sibstrin.ruЖилинаД. А.ZhilinaD. A.

Жилина Дарья Александровна, студентка

630008 г. Новосибирск, ул. Ленинградская, 113

Dar'ya A. Zhilina, Student

113, Leningradskaya Str., 630008, Novosibirsk

d.zhilina@sibstrin.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian FederationНовосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)РоссияNovosibirsk State University of Architecture and Civil EngineeringRussian Federation202423042024262204218Copyright © Гребенюк Г.И., Вешкин М.С., Максак В.И., Жилина Д.А., 20242024Гребенюк Г.И., Вешкин М.С., Максак В.И., Жилина Д.А.Grebenyuk G.I., Veshkin M.S., Maksak V.I., Zhilina D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1722

Актуальность. Импульсные нагрузки на сооружения являются одними из наиболее опасных с позиции величин параметров напряжённо-деформированного состояния системы при динамическом воздействии.Цель исследования – анализ особенностей динамического деформированием линейно-упругих стержневых систем при периодическом импульсном воздействии.Рассмотрены особенности процессов деформирования линейно-упругих стержневых систем при периодических импульсных воздействиях. На примере простой стержневой системы с дополнительными сосредоточенными массами проведён анализ влияния сочетания параметров нагрузки (протяженность, форма и частота импульсов), а также физических характеристик деформируемой системы на её динамический отклик при заданном воздействии.Результаты. Сформулированы предпосылки для выявления неблагоприятного (с позиции величин параметров НДС систем) сочетания параметров воздействия с параметрами рассматриваемой системы.

Pulse-periodic loads on structures are one of the most dangerous for the their stress-strain state under dynamic load.Purpose: The aim of the work is to analyze the dynamic deformation of linear-elastic frame structures under pulse-periodic loads.Approach: It is found that a simple frame structure with additional concentrated masses affects the loading parameters (length, shape and pulse frequency). The analysis is given to physical characteristics of the deformed structure and its dynamic response under the pulse-periodic load.Research findings: Prerequisites are formulated for an unfavorable (from the position of VAT parameters) combination of the load and structural parameters.

упругие стержневые системыимпульсные нагрузкипериодические воздействиярасчетelastic rod systemsimpulse loadsperiodic exposurescalculationReferencesАлександров А.В., Потапов В.Д., Зылев В.Б. Строительная механика. Книга 2. Динамика и устойчивость упругих систем. М: Высшая школа. 2008. 384 с.Аleksandrov А.V., Potapov V.D., Zylev V.B. Construction mechanics. Book 2. Dynamics and stability of elastic systems. Moscow: Vysshaya shkola, 2008. 384 p. (In Russian)Клаф Ф., Пензиен Дж. Динамика сооружений. М.: Стройиздат. 1979. 319 с.Klaf F., Penzien Dzh. Dynamics of structures. Moscow: Strojizdat, 1979. 319 p. (In Russian)Харрис С.М., Крид Ч.И. Справочник по ударным нагрузкам. Л.: Судостроение. 1980. 360 с.Kharris S.M., Krid Ch.I. Impact load handbook. Leningrad: Sudostroenie, 1980. 360 p. (In Russian)Справочник по динамике сооружений // Под редакцией Б.Г. Коренева, И.М. Рабиновича М.: Стройиздат. 1972. 512 с.Korenev B.G., Rabinovich I.M. (Eds.) Handbook of the dynamics of structures. Moscow: Strojizdat, 1972. 512 p. (In Russian)Ляхович Л.С. Особые свойства оптимальных систем и основные направления их реализации в методах расчета сооружений: моногр. Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та. 2009. 372 с.Lyahovich L.S. Special properties of optimal systems and main directions of their implementation in structural analysis. Tomsk: TSUAB, 2009. 372 p. (In Russian)G. Grebenyuk, M. Veshkin, O. Nosireva, V. Maksak Stress-strain state analysis and optimization of rod system under periodic pulse load // MATEC Web of Conferences, Tomsk, Vol. 143. – Tomsk: EDP Sciences, 2018. – P. 01003. – DOI 10.1051/matecconf/201714301003. – EDN XXUSOT.Grebenyuk G., Veshkin M., Nosireva O., Maksak V. Stress-strain state analysis and optimization of frame structure under pulse-periodic load. Matec Web of Conferences. 2018; 143: 01003. DOI: 10.1051/matecconf/201714301003. EDN: XXUSOT (In Russian)Немировский Ю. В., Мищенко А. В. Динамический расчет систем профилированных композитных стержней // Вычислительная механика сплошных сред. – 2015. – Т. 8, № 2. – С. 188-199. – DOI 10.7242/1999-6691/2015.8.2.16. – EDN TYIRJR.Nemirovskij Yu.V., Mishchenko A.V. Dynamic calculation of systems of profiled composite rods. Vychislitel'naya mekhanika sploshnyh sred. 2015; 8 (2): 188−199. DOI: 10.7242/1999-6691/2015.8.2.16. EDN: TYIRJR (In Russian)Мищенко А. В., Немировский Ю. В. Построение решений задач динамики композитных стержней на основе метода Бубнова-Галеркина // Омский научный вестник. – 2015. – № 3(143). – С. 320-324. – EDN VCNUXZ.Mishchenko A.V., Nemirovskij Yu.V. Solutions of composite rod dynamics problems based on the Bubnov-Galerkin method. Omskij nauchnyj vestnik. 2015; 3 (143): 320−324. EDN: VCNUXZ (In Russian)Дукарт А.В. Задачи теории ударных гасителей колебаний / моногр. М.: Изд-во АСВ. 2006. 205 с.Dukart A.V. Problems of the theory of shock vibration dampers. Moscow: DIA, 2006. 205 p. (In Russian)Себешев В.Г., Гербер Ю.А. Регулирование с помощью динамических гасителей колебаний напряженно-деформированного состояния систем с конечным числом степеней свободы при гармонических воздействиях (решение в перемещениях масс с матрицей жесткости) // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2021. № 6 (750). С. 5–19.Sebeshev V.G., Gerber Yu.A. Stress-strain state of multi-degree-of-freedom systems under harmonic excitations by means of dynamic vibration dampers. Izvestiya vuzov. Stroitel’stvo. 2021; 6 (750): 5–19. (In Russian)Gerber Yu.A., Sebeshev V.G. Regulation of dynamic stress-strain state and reliability of deformable systems with vibration dampers under harmonic loads // В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Conference Safety Problems of Civil Engineering Critical Infrastructures. Ural Federal University. 2020. С. 012013.Gerber Yu.A., Sebeshev V.G. Regulation of dynamic stress-strain state and reliability of deformable systems with vibration dampers under harmonic loads. IOP Conference Series. Materials Science and Engineering. 2020. 012013.Сильченко О.Б. Анализ автоколебательной упругой обрабатывающей системы под действием периодической импульсной нагрузки в процессе пластичного микрорезания алмазов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2000. – № 3. – С. 215-216. – EDN MUXBVR.Sil'chenko O.B. Auto-oscillating elastic machining system under periodic pulse load during plastic micro-cutting of diamonds. Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten'. 2000; (3): 215−216. EDN: MUXBVR (In Russian)Бивзюк В.О., Слынько В.И. Достаточные условия устойчивости линейных дифференциальных уравнений с периодическим импульсным воздействием // Математический сборник. – 2019. – Т. 210, № 11. – С. 3-23. – DOI 10.4213/sm9154. – EDN YKRHRO.Bivzyuk V.O., Slyn'ko V.I. Sufficient conditions for stability of linear differential equations with periodic impulse action. Matematicheskii sbornik. 2019; 210 (11): 3−23. DOI: 10.4213/sm9154. EDN: YKRHRO (In Russian)Гетманова Е. Е. Дискретный спектр частот биений осциллятора при периодическом импульсном воздействии // Сборник научных трудов SWorld. – 2013. – Т. 3, № 3. – С. 10-15. – EDN REPZPN.Getmanova E.E. Discrete frequency spectrum of oscillator beats under pulse-periodic load. In: SWorld Coll. Papers. 2013; 3 (3): 10−15. EDN: REPZPN (In Russian)Анашкин О.В., Седова Н.О., Юсупова О.В. Бифуркации периодических решений дифференциального уравнения с импульсным воздействием // Динамические системы. – 2017. – Т. 7 (35), № 4. – С. 395-403. – EDN XTGYAP.Anashkin O.V., Sedova N.O., Yusupova O.V. Bifurcations of periodic solutions of differential equation with impulse action. Dinamicheskie sistemy. 2017; 7 (4): 395−403. EDN: XTGYAP (In Russian)Митрошин В. А., Мондрус В. Л. Учет ударного воздействия при движении поездов метрополитена в расчете компонентов напряженно-деформированного состояния на контуре тоннельной обделки // Вестник МГСУ. – 2021. – Т. 16, № 1. – С. 41-48. – DOI 10.22227/1997-0935.2021.1.41-48. – EDN MFMJJE.Mitroshin V.A., Mondrus V.L. Impact during metro train traffic in stress-strain analysis of the tunnel lining contour. Vestnik MGSU. 2021; 16 (1): 41−48. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.1.41-48. EDN: MFMJJE (In Russian)Потапов А.Н. Динамический анализ дискретных диссипативных систем при нестационарных воздействиях. Челябинск: Издательство ЮУрГУ. 2003. 167 с.Potapov А.N. Dynamic analysis of discrete dissipative systems under non-stationary effects. Chelyabinsk, 2003. 167 p. (In Russian)Гребенюк Г.И., Вешкин М.С. Разработка алгоритмов численного расчёта и оптимизации стержневых систем при действии импульсных нагрузок // Вестник ТГАСУ. 2014. №4(45). С. 106–116.Grebenyuk G.I., Veshkin M.S. Logical design of numerical calculation and optimization of bar systems under dynamic loads. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2014; 4 (45): 106–116. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.