Моделирование волновых процессов в толстостенной вязкоупругой сферической оболочке при импульсном воздействии
DOI:
https://doi.org/10.24866/2227-6858/2024-4/31-39Ключевые слова:
толстостенная оболочка, вязкоупругость, сферическая оболочка, преобразование Лапласа, импульсное воздействиеАннотация
В статье исследуется задача о распространении продольных волн в толстостенной вязкоупругой сферической оболочке при импульсном воздействии на ее внутреннюю поверхность. В работе предлагается численно-аналитическое решение задачи с использованием преобразования Лапласа. Модель вязкоупругости описывается через оператор модуля сдвига релаксирующего по модели Кельвина – Фойгта без учета релаксации объемного модуля. Авторы выделяют важные аспекты, такие как необходимость учета высокочастотных колебаний и инерционных эффектов, возникающих при импульсных воздействиях. Вязкоупругие материалы демонстрируют сложное поведение, зависимое от времени и частоты приложения нагрузки, что требует использования соответствующих моделей поведения. В статье представлены графики зависимости перемещений от радиальной переменной при различных временных интервалах, что позволяет лучше понять реакцию вязкоупругой оболочки под воздействием импульсной нагрузки. Результаты исследования могут быть полезны в разработке конструкций, подверженных значительным кратковременным нагрузкам (импульсным воздействиям), таких как резервуары высокого давления, трубопроводы, реакторы и т.д.
Библиографические ссылки
Saiyan S.G., Paushkin A.G. Development and verification of the two-layer thick-walled spherical shell's finite element model under temperature and force exposure // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Art. 032058. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/913/3/032058
Андреев В.И., Булушев С.В. Оптимизация неоднородной толстостенной сферической оболочки, находящейся в температурном поле // Вестник МГСУ. 2012. № 12. С. 40–46.
Андрианов И.К., Лин Т. Предельное деформирование толстостенной сферической оболочки с учетом сжимаемости материала и его конечно-элементная верификация // Производственные технологии будущего: от создания к внедрению: материалы VI Международной научно-практической конференции молодых ученых, Комсомольск-на-Амуре, 05–11 декабря 2022 года: в 2 ч. Ч. 2. Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 2023. С. 3–6.
Артемов М.А. и др. Задача о толстостенной сферической оболочке // Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). 2021. Т. 21, № 1. С. 22–31.
Лычев С.А., Сайфутдинов Ю.Н. Уравнения движения трехслойной вязкоупругой сферической оболочки // Вестник СамГУ. 2005. № 6. С. 70–88.
Almuratov Sh. Radial vibrations of a viscoelastic spherical shell // Universum: technical sciences. 2022. № 3–7(96). С. 4–8.
Rossikhin Y., Shitikova M. Analysis of two colliding fractionally damped spherical shells in modelling blunt human head impacts // Open Physics. 2013. № 11(6). P. 760–778. DOI: https://doi.org/10.2478/s11534-013-0194-4
Liu T., Chen Yu., Hutchinson J., Jin L. Buckling of viscoelastic spherical shells // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2022. № 169. Art. 105084. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmps.2022.105084
Achenbach J. Wave propagation in elastic solids. Elsevier, 2012. 425 с.
Лепихин П.П. Исследование напряженно-деформированного состояния многослойных толстостенных цилиндрических и сферических оболочек при импульсном нагружении по поверхности: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Харьков, 1979. 24 с.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: Наука, 1965. 248 с.
Работнов Ю.Н. Элементы наследственной механики твердых тел. Москва: Наука, 1977. 384 с.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Вестник Инженерной школы ДВФУ
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
