СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТОРСА С НАПРАВЛЯЮЩИМ ЭЛЛИПСОМ С ПОМОЩЬЮ ТРЕХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА

На сегодняшний день в сфере проектирования тонкостенных конструкций типа оболочек представлен обширный класс вычислительных комплексов и методов расчета. В связи с тем, что тонкостенные конструкции в форме различных оболочек широко используются в архитектуре, строительстве, машиностроении, авиастроении и т. д., необходимо знать и понимать возможности различных методов расчета, включая аналитические. Работы по исследованию напряженно-деформированного состояния (НДС) оболочки одинакового ската с направляющим эллипсом в основании представлены на сегодняшний день в малом объеме. В статье приводится сравнение результатов, полученных по безмоментной теории оболочек с результатами по методу конечных элементов и по вариационно-разностному методу. Используются вычислительный комплекс SCAD Office на основе метода конечных элементов и программа «SHELLVRM», написанная на базе вариационно-разностного метода. Благодаря полученным и проанализированным численным результатам напряженно-деформированного состояния (НДС) торсовой оболочки одинакового ската с направляющим эллипсом в основании выявлены плюсы и минусы применения различных методов расчета. Установлено, что безмоментная теория не позволяет получить достаточные и корректные результаты расчета при действии равномерно-распределенной линейной нагрузки, приложенной по касательной к верхней грани торса по сравнению с методом конечных элементов (МКЭ) и с вариационно-разностным методом (ВРМ) для конструирования и подбора материала для изготовления оболочки.

Today, in the field of designing thin-walled structures of the shell type, an extensive class of computing complexes and calculation methods is presented. Due to the fact that thin-walled structures in the form of various shells are widely used in architecture, construction, engineering, aircraft construction, etc. it is necessary to know and understand the possibilities of various calculation methods, including analytical ones. Research on the stress-strain state of the equal slope shell with the director ellipse at the base is currently presented in a small volume. The article presents a comparison of the results obtained from the membrane theory with the results obtained from the inite element method and the variational-difference method. We use the SCAD Office computing system based on the finite element method and the program «SHELLVRM», written on the basis of the variation-difference method. Based on the obtained and analyzed numerical results of the stress-strain state of the equal slope shell with the director ellipse at the base, the pros and cons of using various calculation methods were revealed. It is established that the membrane theory does not allow obtaining suicient and correct calculation results under the action of a uniformly distributed linear load applied tangentially to the upper face of the torso in comparison with the finite element method and with the variation-difference method for the design and selection of material for the manufacture of the wall.