Основы теории оболочек вращения презентация

Содержание

Основы теории оболочек вращения безмоментная теория оболочек; моментная теория оболочек. Оболочка является более сложным объектом – она представляет собой тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми h (толщина оболочки) мало

Слайд 1Основы теории оболочек вращения


Слайд 2Основы теории оболочек вращения
безмоментная теория оболочек;
моментная теория оболочек.
Оболочка является более сложным

объектом – она представляет собой тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми h (толщина оболочки) мало по сравнению с другими характерными размерами

Оболочку называют тонкой, если ее толщина значительно меньше (в 20 и более раз), чем прочие размеры.


Слайд 3Геометрия оболочек вращения
Срединной или средней поверхностью оболочки называется поверхность, равноудаленная от

ее внутренней и наружной поверхностей.

 

Основными геометрическими понятиями теории оболочек постоянной толщины являются понятия срединной поверхности и слоя оболочки.

Откладывая по внутренним нормалям к срединной поверхности оболочки отрезки длиной z и соединяя их концы, получим новую поверхность, которую назовем слоем z оболочки.


Слайд 4Геометрия оболочек вращения
Геометрия оболочки вращения полностью определяется формой ее срединной поверхности:
сферические;
конические;


цилиндрические.

Обычно все встречающиеся на практике оболочки имеют постоянную толщину.


Слайд 5Геометрия оболочек вращения
Срединная поверхность оболочки вращения получается в результате вращения плоской

кривой относительно оси, лежащей в плоскости этой кривой. Такая кривая называется меридианом.
Меридианы являются линиями главных кривизн и их принимают в качестве координатных линий. Меридиан – образующая срединной поверхности.
Параллели – окружности, образованными пересечением срединной поверхности оболочки с плоскостями, перпендикулярными ее оси, – представляют семейство других координатных линий.

Слайд 6Геометрия оболочек вращения
Произвольную точку срединной поверхности вращения определим как точку пересечения

параллели и меридиана.

 

 

 


Слайд 7Геометрия оболочек вращения
 
 
 
 
 
 


Слайд 8Геометрия оболочек вращения
 
 
 
 


Слайд 9Геометрия оболочек вращения
Получение зависимости между
радиусами кривизны


Слайд 10Гипотезы Кирхгофа
остается прямолинейным, нормальным к деформированной поверхности;
сохраняет свою длину.
1.  Кинематическая гипотеза.

Нормальный к поверхности отсчета прямолинейный элемент оболочки после деформации

2.  Статическая гипотеза.

Нормальные напряжения в площадках, параллельных поверхности отсчета, малы, и по сравнению с другими напряжениями ими можно пренебречь.
Касательные напряжения, перпендикулярные поверхности отсчета, рассматриваются как чисто статические факторы. Они определяются только из уравнений равновесия, а их связь с составляющими деформаций не учитывается.


Слайд 11Определение деформаций срединной поверхности
Обозначение перемещений


Слайд 12Определение деформаций срединной поверхности
Деформация срединной поверхности в плоскости меридиана


Слайд 13Определение деформаций срединной поверхности
Деформация срединной поверхности в направлении параллели


Слайд 14Определение деформаций срединной поверхности
Деформация сдвига элемента срединной поверхности оболочки
 


Слайд 15Определение деформаций срединной поверхности
 
 
 
 
 


Слайд 16Определение деформаций срединной поверхности
Цилиндрическая оболочка


Слайд 17Определение деформаций срединной поверхности
Сферическая оболочка


Слайд 18Безмоментная теория оболочек
Согласно этой теории считают, что изгибающие моменты равны нулю

и, следовательно, предполагают, что напряжения распределены равномерно по толщине оболочки.
Эта теория применима в тех случаях, когда оболочка не имеет резких переходов и закреплений и, кроме того, не нагружена сосредоточенными силами и моментами.

Безмоментная теория оболочек – приближенная теория расчета без учета изгибающих и скручивающих моментов.

При резких изменениях формы и в местах крепления возникают повышенные напряжения, обусловленные изгибным эффектом.
Для решения таких задач используется моментная теория оболочек.
Использование моментной теории показывает, что влияние этих факторов распространяется только на участки, близкие к особым точкам.

Поэтому на достаточном удалении от этих областей напряжения могут быть определены по безмоментной теории.


Слайд 19Безмоментная теория оболочек
 
В безмоментной теории оболочек эти напряжения считаются равномерно распределенными

по толщине оболочки.

Погонные усилия


Слайд 20Безмоментная теория оболочек


Слайд 21Безмоментная теория оболочек
Уравнения равновесия
– уравнение Лапласа


Слайд 22Безмоментная теория оболочек
Физические соотношения
Геометрические соотношения
 


Слайд 23Уравнения безмоментной теории оболочек для осесимметричной задачи
Уравнения равновесия


Слайд 24Уравнения безмоментной теории оболочек для осесимметричной задачи
Физические соотношения
Геометрические соотношения


Слайд 25Сферическая оболочка при действии внутреннего давления
Для сферической оболочки
По условиям полной

симметрии для сферы

Из уравнения Лапласа

Деформации

Перемещение


Слайд 26Цилиндрическая оболочка при действии внутреннего давления
Для цилиндрической оболочки
Из уравнения Лапласа
Кольцевое

напряжение

Осевое напряжение

осевая составляющая сил давления

нормальная сила от действия напряжений


Слайд 27Цилиндрическая оболочка при действии внутреннего давления
Осевая деформации
Перемещение
Погонные усилия
Окружная деформация


Слайд 28Цилиндрическая и сферическая оболочка при действии внутреннего давления
В месте стыка цилиндра

и сферы

увеличение радиуса цилиндра от действия сил давления по безмоментной теории

увеличение радиуса сферы от действия сил давления по
безмоментной теории

Стальная оболочка


Слайд 29Особенности работы оболочек
 


Слайд 30Уравнения моментной теории оболочек
 
 
 


Слайд 31Уравнения моментной теории оболочек
 
 


Слайд 32Уравнения моментной теории оболочек
Выражения для деформаций
 


Слайд 33Уравнения моментной теории оболочек
Выражения для деформаций
 


Слайд 34Уравнения моментной теории оболочек
Физические соотношения (слой оболочки считают находящимся в условиях

ПНС):

 


Слайд 35Уравнения моментной теории оболочек
 
меридиональное погонное усилие
кольцевое погонное усилие
сдвигающее погонное

усилие

Слайд 36Уравнения моментной теории оболочек
Погонные моменты:
погонный изгибающий момент в меридиональной плоскости
погонный окружной

изгибающий момент

погонный крутящий момент

– цилиндрическая жесткость оболочки на изгиб.


Слайд 37Уравнения равновесия моментной теории оболочек


Слайд 38Уравнения равновесия моментной теории оболочек


Слайд 39Уравнения равновесия моментной теории оболочек
На рисунке моменты изображены в виде векторов,

перпендикулярных плоскости их действия.
Положительное направление векторов соответствует правилу правого винта.
На рисунке показаны положительные направления моментов.

 

 


Слайд 40Уравнения равновесия моментной теории оболочек
Уравнение равновесия сил в проекции на касательную

к меридиану

Уравнение равновесия сил в проекции на касательную к параллели

Уравнение равновесия в проекции на нормаль

Шестое уравнение равновесия элемента – равенство нулю суммы моментов относительно нормали – должно быть следствием парности касательных напряжений и выполняется автоматически.


Слайд 41Полная система уравнений моментной теории оболочек
Геометрические соотношения:


Слайд 42Полная система уравнений моментной теории оболочек
Физические соотношения:


Слайд 43Полная система уравнений моментной теории оболочек
Уравнения равновесия:


Слайд 44Уравнения моментной теории оболочек при осесимметричной деформации
Геометрические соотношения:


Слайд 45Физические соотношения
Уравнения моментной теории оболочек при осесимметричной деформации


Слайд 46Уравнения равновесия
Уравнения моментной теории оболочек при осесимметричной деформации


Слайд 47Краевой эффект для
цилиндрической оболочки
 
Для цилиндрической оболочки


Слайд 48Краевой эффект для
цилиндрической оболочки
Из второго уравнения равновесия сил для случая

осесимметричной деформации

Для усилия

Из уравнения


Слайд 49Краевой эффект для
цилиндрической оболочки


Слайд 50Краевой эффект для
цилиндрической оболочки
 


Слайд 51Благодарю
за внимание!


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика