Сибирский федеральный университет

Номер

Журнал СФУ. Техника и технологии. 2022 15 (4)

Авторы

Кудрявцев, И. В.; Иванов, В. А.; Колотов, А. В.; Суходоева, Н. В.; Митяев, А. Е.

Контактная информация

Кудрявцев, И. В.: Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск; Иванов, В. А.: Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск; Колотов, А. В.: Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск; Суходоева, Н. В.: Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск; Митяев, А. Е.: Сибирский федеральный университет Российская Федерация, Красноярск

Ключевые слова

балка; опора; свободные колебания; устойчивость; критическая сила; температура; коэффициент опор; нормирование; beam; support; free vibrations; stability; critical force; temperature; support factor; normalizing

Аннотация

Динамическое поведение балочных конструкций при переменных нагрузках во многом определяется спектром их собственных частот изгибных колебаний, в котором обычно наиболее опасной является первая собственная частота. Изменение температуры закрепленной балки приводит к появлению продольной силы, которая смещает спектр собственных частот изгибных колебаний в опасную резонансную область и может даже привести к потере устойчивости при достижении ею критического значения. Эффективным способом управления динамическим поведением балки является обоснованный выбор системы опор, однако в известной литературе практически не рассматривается такой проектный подход. В данной работе предлагается методика обоснованного выбора схемы закрепления для прямолинейных многоопорных балок с целью обеспечения заданных значений первой частоты собственных изгибных колебаний и первой критической нагрузки от действия осевой силы, вызванной изменением температуры балки. Методика основана на известных положениях теории колебаний балок, теории устойчивости по Эйлеру и использует в качестве критерия выбора схемы закрепления коэффициенты опор, которые предварительно нормируются для достижения сопоставимых значений. Выбранная схема обеспечивает заданное значение первой собственной частоты колебаний, величину первой критической температуры или одновременно оба условия работоспособности. Согласно разработанной методике выполнены сравнительные расчеты прямого трубопровода методом конечных элементов для балочной и оболочечной моделей, которые показали хорошую сходимость результатов по всем контролируемым параметрам. Предложенный подход может быть использован при проектировании конструкций протяженных балочных конструкций для управления любой их собственной частоты спектра колебаний и критической силы (или температуры) посредством обоснованного выбора соответствующей системы опор

Страницы

472–488

DOI

10.17516/1999-494X-0408

Статья в архиве электронных ресурсов СФУ

https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/148448

Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).