ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ КОМПОЗИТНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК
Аннотация
Разработана методика численного исследования нелинейного нестационарного деформирования и потери устойчивости цилиндрических оболочек из композитных материалов при комбинированных квазистатических и импульсных воздействиях. Кинематическая модель деформирования композитного материала основана на прикладной геометрически нелинейной теории оболочек. Геометрические зависимости базируются на соотношениях простейшего квадратичного варианта нелинейной теории упругости. Физические соотношения композитного слоя формулируются на основе обобщенного закона Гука для ортотропного материала с учетом гипотез прикладной теории оболочек. Энергетически согласованная система уравнений движения в прикладной теории оболочек выводится из условия стационарности функционала полной энергии оболочки. Критическая нагрузка потери устойчивости определяется по характерному излому на кривой зависимости максимального прогиба от амплитуды воздействия. Численный метод решения сформулированной задачи основывается на явной вариационно-разностной схеме. Квазистатический режим нагрузки моделируется заданием внутреннего давления в виде линейно растущей функции с выходом на стационарное значение в течение трех периодов колебаний композитной цилиндрической оболочки по низшей форме. Проведено тестирование предложенной методики, и проанализированы формы и критические нагрузки потери устойчивости композитной цилиндрической оболочки в зависимости от уровня предварительной нагрузки и скорости роста импульса внешнего давления.
Ключевые слова: композитные материалы, цилиндрические оболочки, потеря устойчивости, численное моделирование, квазистатическое и импульсное нагружение.
