Major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. Part 1. Model construction
The development of composite technologies contributes to their being widely introduced into the practice of designing modern different-purpose structures. Reliable prediction of the stress-strain state of composite elements is one of the conditions for creating reliable structures with optimal param...
Збережено в:
| Видавець: | Journal of Mechanical Engineering |
|---|---|
| Дата: | 2019 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Russian |
| Опубліковано: |
Journal of Mechanical Engineering
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/153858 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Репозиторії
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-153858 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
English Russian |
| topic |
multilayer beam orthotropic layer concentrated load stresses displacements UDC 539.3 многослойная балка ортотропный слой сосредоточенная нагрузка напряжения перемещения УДК 539.3 багатошарова балка ортотропний шар зосереджене навантаження напруження переміщення УДК 539.3 |
| spellingShingle |
multilayer beam orthotropic layer concentrated load stresses displacements UDC 539.3 многослойная балка ортотропный слой сосредоточенная нагрузка напряжения перемещения УДК 539.3 багатошарова балка ортотропний шар зосереджене навантаження напруження переміщення УДК 539.3 Kovalchuk, S. B. Gorik, A. V. Major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. Part 1. Model construction |
| topic_facet |
multilayer beam orthotropic layer concentrated load stresses displacements UDC 539.3 многослойная балка ортотропный слой сосредоточенная нагрузка напряжения перемещения УДК 539.3 багатошарова балка ортотропний шар зосереджене навантаження напруження переміщення УДК 539.3 |
| format |
Article |
| author |
Kovalchuk, S. B. Gorik, A. V. |
| author_facet |
Kovalchuk, S. B. Gorik, A. V. |
| author_sort |
Kovalchuk, S. B. |
| title |
Major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. Part 1. Model construction |
| title_short |
Major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. Part 1. Model construction |
| title_full |
Major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. Part 1. Model construction |
| title_fullStr |
Major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. Part 1. Model construction |
| title_full_unstemmed |
Major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. Part 1. Model construction |
| title_sort |
major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. part 1. model construction |
| title_alt |
Основное напряженно-деформированное состояние двухопорных многослойных балок под действием сосредоточенной нагрузки. Часть 1. Построение модели Основний напружено-деформований стан двохопорних багатошарових балок під дією зосередженого навантаження. Частина 1. Побудова моделі |
| description |
The development of composite technologies contributes to their being widely introduced into the practice of designing modern different-purpose structures. Reliable prediction of the stress-strain state of composite elements is one of the conditions for creating reliable structures with optimal parameters. Analytical theories for determining the stress-strain state of multilayer rods (bars, beams) are significantly inferior in development to those for composite plates and shells, although their core structural elements are most common. The purpose of this paper is to design an analytical model for bending double support multilayer beams under concentrated load based on the previously obtained solution of the elasticity theory for a multi-layer cantilever. The first part of the article includes a statement of the problem, accepted prerequisites and main stages of constructing a model for bending a double-support multi-layer beam with a concentrated load (normal, tangential force and moment) and general-view supports in the extreme cross-sections. When building the model, the double support beam was divided across the loaded cross-section and presented in the form of two separate sections with equivalent loads on the ends. Using the general solution of the elasticity theory for a multilayer cantilever with a load on the ends, the main stress-strain state of the design sections was described without taking into account the local effects of changing the stress state near the concentrated load application points and supports. The obtained relations contain 12 unknown initial parameters. To determine them on the basis of the conditions of joint deformation (static and kinematic) of design sectors, a system of algebraic equations has been constructed. The constructed model allows one to determine the components of the main stress-strain state of double support beams each consisting of an arbitrary number of orthotropic layers, taking into account the amenability of their materials to lateral shear deformations and compression. |
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/153858 |
| work_keys_str_mv |
AT kovalchuksb majorstressstrainstateofdoublesupportmultilayerbeamsunderconcentratedloadpart1modelconstruction AT gorikav majorstressstrainstateofdoublesupportmultilayerbeamsunderconcentratedloadpart1modelconstruction AT kovalchuksb osnovnoenaprâžennodeformirovannoesostoâniedvuhopornyhmnogoslojnyhbalokpoddejstviemsosredotočennojnagruzkičastʹ1postroeniemodeli AT gorikav osnovnoenaprâžennodeformirovannoesostoâniedvuhopornyhmnogoslojnyhbalokpoddejstviemsosredotočennojnagruzkičastʹ1postroeniemodeli AT kovalchuksb osnovnijnapruženodeformovanijstandvohopornihbagatošarovihbalokpíddíêûzoseredženogonavantažennâčastina1pobudovamodelí AT gorikav osnovnijnapruženodeformovanijstandvohopornihbagatošarovihbalokpíddíêûzoseredženogonavantažennâčastina1pobudovamodelí |
| first_indexed |
2024-06-01T14:44:01Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:44:01Z |
| _version_ |
1800670325853126656 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-1538582019-01-15T15:19:23Z Major stress-strain state of double support multilayer beams under concentrated load. Part 1. Model construction Основное напряженно-деформированное состояние двухопорных многослойных балок под действием сосредоточенной нагрузки. Часть 1. Построение модели Основний напружено-деформований стан двохопорних багатошарових балок під дією зосередженого навантаження. Частина 1. Побудова моделі Kovalchuk, S. B. Gorik, A. V. multilayer beam orthotropic layer concentrated load stresses displacements UDC 539.3 многослойная балка ортотропный слой сосредоточенная нагрузка напряжения перемещения УДК 539.3 багатошарова балка ортотропний шар зосереджене навантаження напруження переміщення УДК 539.3 The development of composite technologies contributes to their being widely introduced into the practice of designing modern different-purpose structures. Reliable prediction of the stress-strain state of composite elements is one of the conditions for creating reliable structures with optimal parameters. Analytical theories for determining the stress-strain state of multilayer rods (bars, beams) are significantly inferior in development to those for composite plates and shells, although their core structural elements are most common. The purpose of this paper is to design an analytical model for bending double support multilayer beams under concentrated load based on the previously obtained solution of the elasticity theory for a multi-layer cantilever. The first part of the article includes a statement of the problem, accepted prerequisites and main stages of constructing a model for bending a double-support multi-layer beam with a concentrated load (normal, tangential force and moment) and general-view supports in the extreme cross-sections. When building the model, the double support beam was divided across the loaded cross-section and presented in the form of two separate sections with equivalent loads on the ends. Using the general solution of the elasticity theory for a multilayer cantilever with a load on the ends, the main stress-strain state of the design sections was described without taking into account the local effects of changing the stress state near the concentrated load application points and supports. The obtained relations contain 12 unknown initial parameters. To determine them on the basis of the conditions of joint deformation (static and kinematic) of design sectors, a system of algebraic equations has been constructed. The constructed model allows one to determine the components of the main stress-strain state of double support beams each consisting of an arbitrary number of orthotropic layers, taking into account the amenability of their materials to lateral shear deformations and compression. Развитие технологий композитов способствует их широкому внедрению в практику проектирования современных конструкций различного назначения. Достоверное прогнозирование напряженно-деформированного состояния композитных элементов является одним из условий создания надежных конструкций с оптимальными параметрами. Аналитические теории определения напряженно-деформированного состояния многослойных стержней (брусьев, балок) значительно уступают в развитии теориям для композитных плит и оболочек, хотя стержневые элементы конструкций являются самыми распространенными. Цель данной работы – построение аналитической модели изгиба двухопорных многослойных балок под действием сосредоточенной нагрузки на основе полученного ранее решения теории упругости для многослойной консоли. В первой части статьи приведены постановка задачи, принятые предпосылки и основные этапы построения модели изгиба многослойной двухопорной балки с сосредоточенной нагрузкой (нормальная, касательная сила и момент) и закреплениями общего вида в крайних сечениях. При построении модели двухопорная балка была разделена по нагруженному сечению и представлена в виде двух отдельных участков с эквивалентными нагрузками на торцах. С использованием общего решения теории упругости для многослойной консоли с нагрузкой на торцах было описано основное напряженно-деформированное состояние расчетных участков, без учета локальных эффектов изменения напряженного состояния вблизи точек приложения сосредоточенной нагрузки и закреплений. Полученные соотношения содержат 12 неизвестных начальных параметров, для определения которых из условий совместного деформирования (статических и кинематических) расчетных участков построена система алгебраических уравнений. Построенная модель позволяет определять компоненты основного напряженно-деформированного состояния двухопорных балок, состоящих из произвольного количества ортотропных слоев, с учетом податливости их материалов деформациям поперечного сдвига и обжатия. Розвиток технологій композитів сприяє їх широкому впровадженню в практику проектування сучасних конструкцій різного призначення. Достовірне прогнозування напружено-деформованого стану композитних елементів є однією із умов створення надійних конструкцій з оптимальними параметрами. Аналітичні теорії визначення напружено-деформованого стану багатошарових стержнів (брусів, балок) значно поступаються у розвитку теоріям для композитних плит і оболонок, хоча стрижневі елементи конструкцій є найпоширенішими. Метою цієї роботи є побудова аналітичної моделі вигину двохопорних багатошарових балок під дією зосередженого навантаження на основі отриманого раніше розв’язку теорії пружності для багатошарової консолі. У першій частині статті наведено постановку задачі, прийнято передумови і основні етапи побудови моделі згину багатошарової двохопорної балки із зосередженим навантаженням (нормальна, дотична сила і момент) і закріпленнями загального вигляду в крайніх перетинах. Під час побудови моделі двохопорна балка була розділена по навантаженому перерізу і подана у вигляді двох окремих ділянок з еквівалентними навантаженнями на торцях. З використанням загального розв’язку теорії пружності для багатошарової консолі з навантаженням на торцях був описаний основний напружено-деформований стан розрахункових ділянок без урахування локальних ефектів зміни напруженого стану поблизу точок прикладання зосередженого навантаження і закріплень. Отримані співвідношення містять 12 невідомих початкових параметрів, для визначення яких з умов спільного деформування (статичних і кінематичних) розрахункових ділянок побудована система алгебраїчних рівнянь. Побудована модель дозволяє визначати компоненти основного напружено-деформованого стану двохопорних балок, що складаються з довільної кількості ортотропних шарів, з урахуванням податливості їх матеріалів деформаціям поперечного зсуву і обтиснення. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2019-01-08 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/153858 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 21 No. 4 (2018); 30-36 Проблемы машиностроения; Том 21 № 4 (2018); 30-36 Проблеми машинобудування; Том 21 № 4 (2018); 30-36 2709-2992 2709-2984 en ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/153858/153438 https://journals.uran.ua/jme/article/view/153858/153439 Copyright (c) 2019 S. B. Kovalchuk, A. V. Gorik https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |