Численное моделирование процессов глубокого пластического деформирования судовых конструкций
Диссертация
Целью настоящей работы является построение моделей для исследования процессов пластичестического деформирования и выявления форм предедельных состояний судовых конструкий при нагружениях до полного исчерпания несущей способности. Достижение поставленной цели требует решение следующих задач: выявление характерных стадий с соответствующими формами деформирования во всем диапазоне процесса… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯМ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ СУДОВЫХ КОНСТРУКИЙ
- ГЛАВА 2. ФОРМЫ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И АЛГОРИТМЫ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ИХ МОДЕЛИРОВАНИЯ
- 2. 1. Общие положения
- 2. 2. Предельные состояния конструкций
- 2. 3. Процедуры определения предельного состояния по пригодности к эксплуатации
- 2. 3. 1. Процедура удвоения обобщенной податливости
- 2. 3. 2. Процедура пятикратных максимальных упругих деформаций
- 2. 3. 3. Процедура фиксированного остаточного прогиба
- 2. 3. 4. Процедура осреднения модуля упрочнения
- 2. 4. Методы определения предельного состояние по потери несущей способности
- 2. 5. Методы определения аварийного предельного состояния
- 2. 6. Алгоритмы метода конечных элементов для анализа процессов начального пластического деформирования судовых конструкций
- 2. 6. 1. Метод Ньютона-Рафсона для решения нелинейной системы уравнений метода конечных элементов
- 2. 6. 2. Метод длины дуги для решения нелинейной системы уравнений метода конечных элементов со сложной траекторией нагружения
- 2. 6. 3. Сопоставление метода Ньютона-Рафсона и метода длины дуги при расчете судовых конструкций в условия глубокого пластического деформирования
- 2. 7. Алгоритмы метода конечных элементов для анализа процессов глубокого пластического деформирования судовых кострукций
- 2. 7. 1. Метод центральных разностей
- 2. 7. 2. Сопоставления неявных и явных методов при расчете судовых конструкций
Список литературы
- Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах. Пер. с англ. Под ред. И. А. Ушакова. М.: Сов. радио, 1974, 272 с.
- Арутюнян P.A., Вакуленко A.A. О многократном нагружении упругопластической среды- «Известия АН СССР. Механика», 1965, № 4, с. 53—61.
- Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М., «Высшая школа», 1961.
- Безухов Н.И. Расчет за пределом упругости, несущая способность и предельное состояние сооружений. В кн.: Строительная механика в СССР, 1917−1967. М.: Стройиздат, 1969, с.212−238.
- Беленький JIM. Большие деформации судовых конструкций. Л., Судостроение, 1973, 205 с.
- Беленький JIM. Предельные нагрузки судовых перекрытий при поперечном изгибе, — В сб.: Вопросы судостроения, серия «Проектирование судов». Л., ЦНИИГРумб", 1978, № 17, с. 25−37.
- Беленький Л.М. Расчет судовых конструкций в пластической стадии. Л., Судостроение, 1983, 448 с.
- Бененсон A.M., Курдюмов В. А. Об использовании метода предельных нагрузок при проектировании бортовых перекрытий ледокольно-транспортных судов и ледоколов, — Труды НТО им.акад. А. Н. Крылова, Л., 1983, вып.5, с.29−34.
- Бененсон A.M., Курдюмов В. А. Предельная прочность бортовых перекрытий судов ледового плавания.- Судостроение, № 6, 1984, с.5−8.
- Бойцов Г. В., Палий О. М. Прочность и конструкция корпуса судов новых типов. Л., Судостроение, 1979, 360 с.
- Бойцов Г. В., Палий О. М., Постнов В. А., Чувиковский В. С. Справочник по строительной механике корабля. Судостроение, том 1,1982. 376с.
- Бураковский Е.П. Совершенствование нормирования параметров эксплуатационных дефектов корпусов судов. Калининград: КГТУ 2005 г. 13 (гл 2) 4. Волков Е. А. Численные методы. — М.: Физматлит, 2003. -248с.
- Гвоздев A.A. Расчет несущей способности конструкции по методу предельного равновесия. М., Госстроииздат, 1949, 280 с.
- ГОСТ 19 281–89 Прокат стальной повышенной прочности.
- Дикович И.Л. Статика упруго-пластических балок судовых конструкций. JL: «Судостроение». 1967 г. 264с.
- Друкер Д., Прагер В., Гринберг X. Расширение теоремы о предельном состоянии для непрерывной среды. Механика, № I, 1953, с.98−106.
- Друкер Д. Пластические методы расчета. Преимущества и ограничения. Механика, № I,. i960, с.97−129.
- Ерхов М.И. Теория идеально-пластических тел: и конструкций. М., Наука, 1978, 352 С.
- Ершов Н.Ф., Свечников О. И. Предельное состояние и надежность конструкций речных судов. JL, Судостроение, 1970, 151 с.
- Жуков А. М. О пластических деформациях изотропного материала при сложном нагружении — Изв. АН СССР. Отд. техн. наук, 1956, № 12, с. 73—87.
- Ивлев Д.Д. К теории предельного равновесия оболочек вращения при кусочно-линейных условиях пластичности.- Известия АН СССР, ОТН- механика и машиностроение, 1962, № 6, с.52−54.
- Ишлинский А. Ю. Общая теория пластичности с линейным упрочнением.— Укр. мат. журн., 1954, 6, № 3, с. 314—324.
- Кадашевич Ю. И., Новожилов В. В, Теория пластичности, учитывающая остаточные мнкронапряження.— Прикл. математика и механика, 1958, 22, вып. I, с. 78—89.
- Качанов JI.M. Основы теории пластичности. М., Наука, 1969, 420 с.
- Кац Ш. Н. О пластической деформации при сложном напряженном состоянии.— В кн.: Теория пластичности.— М.: Наука, 1969.— 400 с. 27. 52. Койтер В. Т. Общие теоремы теории упруго-пластических сред. М., ИЛ, 1961, 79 с.
- Козляков В. В. О расчете судовых балок и перекрытий в упруго-пластической стадии.- Труды ЦНИИМФ, вып.9, 1957, с.46−65.
- Козляков В.В. Расчет перекрытий с продольной системой набора в упруго-пластической стадии.- Труды НТО Судпрома, вып. 36,1960, с.3−26.
- Козляков В.В., Вятлева Н. Г. Теоретическое исследование упруго-пластического изгиба судовых перекрытий. Труды ЛКИ, вып.39, 1962, с.5−20.
- Козляков В.В., Лазарев В. Н. Экспериментальное исследование упруго-пластического изгиба днищевых перекрытий.- Труды ЛКИ, вып.38, 1962, с.75−87.
- Козляков В.В. Упруго-пластический изгиб балок с учетом сдвига и упрочнения.- Труды ЛКИ, вып.38, 1962, с.61−73.
- Козляков В.В. Об использовании метода предельных нагрузок при проектировании судовых перекрытий и оценке предельной прочности.-Научно-технический сборник Регистра СССР, вып.1, 1970, с.251−275.
- Крон Г. Исследование сложных систем по частям диакоптика / пер. с англ. М.: Наука. 1972. 432с.
- Кузнезова Т. А., Обоснование конструкции корпуса танкеров внутреннего и смешанного плавания для повышения их безопасности при столкновении. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Нижний-Новгород 2008 г.
- Купман Д., Ланс Р. О линейном программировании и теории предельного равновесия.- Механика, № 2,. 1966, с. 150−160.
- Купман Д., Ланс Р. О линейном программировании и теории предельного равновесия.- Механика, № 2,. 1966, с.150−160.
- Курант Р., Гильберт Д. Методы математической физики. В 2 т. М.:
- Гостехиздат, 1951. Т. 1. 476с. Т.2. 544с.
- Майер Дж. Об оптимизации формы пластических конструкций. -В кн.: Успехи механики деформируемых сред. М., Наука, 1975, с.359−371.
- Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести.— М.: Машиностроение, 1968.— 400 с.
- Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести.— М.: Машиностроение, 1975, — 398 с.
- Марков A.A. О вариационных принципах в теории пластичности. Прикладная математика и механика, В 3, 1947, с.339−350.
- Матвеев П.Н. Опыты проф. Майер-Лейбница. — «Труды ВНИТОСС». Т. III. 1939, вып. 3.
- Мосолов П.П., Мясников В. П. Механика жесткопластических сред. М. Наука, 1981.208 с.
- Нестеров А.Б. Исследование эффективности конструктивной бортовой защиты при аварийном столкновении судов. Вопросы судостроения. 1984, № 40, с.46−52.
- Нестеров. А. Б., Апполонов Е. М., Методология обеспечения безопасности судов при навигационных авариях путем регламентацииразмеров конструктивных элементов корпуса / А, Б. Нестеров, Е. М. Апполонов // Судостроение. 2004. — № 4. — С. 25−28.
- Нестеров А.Б. Совершенствование расчетной модели бортового перекрытия противотаранной защиты судна. Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, Выпуск 21(305), 2005. С. 103−110
- Новожилов В. В. О сложном нагружении и перспективах феноменологического подхода к исследованию микронапряжений // ПММ. 1964. Т. 28. Вып. 3. С. 393−400.
- Олынак В., Мруз 3., Пежина П. Современное состояние теории пластичности. М., Мир, 1964, 243 с.
- Онат Е.Т. Влияние геометрических изменений на зависимость между нагрузкой и деформацией для пластических тел. — «Механика». Период, сб. переводов. 1962, № 1.
- Папкович П.Ф. Основы теории упруго-пластического изгиба статически определимых балок.- Труды ШИТОСС, т/3, вып.3,1939, с.4−12.
- Папкович П.Ф. Расчет статически неопределимых конструкций методом предельных нагрузок.- Труды ВНИТОСС, т. З, вып. З, 1939, с.20−29.
- Папкович П.Ф., Строительная механики корабля: в 2 ч. М.: Морской транспорт. 4.1: в 2 т.1945. Т.1. 618с.- 1947. Т.2. 816с.
- Папкович П.Ф., Строительная механика корабля. Л.: Судостроение. 1941.4.11.960с.
- Прагер В., Ходж Ф. Теория идеально пластических тел.— М.: Изд-во иностр. лит., 1956.— 398 с.
- Прагер В. Проблемы теории пластичности. М., Физматгиз, 1958.
- Проценко A.M. Теория упруго-идеальнопластических систем. М., Наука, 1982, 288 с.
- Рейтман М.И., Шапиро Г. С. Динамическая теория пластичности. М., Наука, 1968, 112 с.
- Ржаницын А. Р. Приближенное решение задач теории пластичности. В кн.: «Исследования по вопросам строительной механики и теории пластичности», М., Госстройиздат, 1956.
- Родионов A.A. Математические методы проектирования оптимальных конструкций судового корпуса. Д.: Судостроение. 1990. 248с.
- Родионов A.A., Го Цзюнь. Исследование аварийного разрушения относительно короткой стальной балки. Строительная механика и расчет сооружений, 2009−4, с. 31−36, 2009.
- Родионов A.A., Го Цзюнь. Исследование энергии разрушения бортовой конструкции таранимого судна. Морские Интеллектуальные Технологии, 2(2) 2008, с. 17−23,2008.
- Родионов A.A., Го Цзюнь. Математическое моделирование процесса разрушения балки в бортовой конструкции таранимого судна. Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, Выпуск 46(330), с. 89−102, 2009.
- Родионов A.A., Коршунов В. А. Исследование предельной прочности бортового перекрытия ледового танкера при различных уровнях коррозионного износа. Морские интеллектуальные технологии 2(12) 2011 г. с.56−62.
- Родионов A.A., Коршунов В. А. Исследование форм глубокого пластического деформирования судовых панелей при сжатии. Морские интеллектуальные технологии 4(14) 2011 г. с. 16 20.
- Родионов A.A., Коршунов В. А. Исследование форм глубокого пластического деформирования судовых панелей при поперечном давлении. Морские интеллектуальные технологии 4(14) 2011 г. с. 21 26.
- Родионов A.A., Коршунов В. А. Исследование процессов многократного пластического деформирования конструкций на моделях метода конечных элементов. Морские интеллектуальные технологии 4(14) 2011 г. с. 27 33.
- Родионов A.A., Коршунов В. А. Численное моделирование форм пластического разрушения перекрытий в условиях двухкомпонентного нагружения. Морские интеллектуальные технологии" 4(14) 2011 г. с. 34 37.
- Родионов A.A., Коршунов В. А. Исследование характеристик предельной прочности бортового перекрытия при различных значениях остаточных толщин связей. //Морской вестник 1(9) 2012 г. с. 35 42.
- Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов, т.1- Изд. РМРС, СПб, 2010 г.
- Российский морской регистр судоходства. Правила классификационных освидетельствований судов в эксплуатации. Инструкция по определению технического состояния, обновлению и ремонту корпусов морских судов. РМРС. СПб, 2010.
- СНиП П-23−81*, «Стальные конструкции». Строительные нормы иправила. М., Минстрой, 1995.80. 112 Трощенко В. Т. Прочность металлов при переменных нагрузках. Киев, Наук, думка, 1978. 176 с.
- Фейнберг С.М. Принцип предельной напряженности, — Прикладная математика и механика, т.12, вып.1, 1948, с.63−63.
- Федоров А.С. Закономерности деформирования геометрически нелинейного упругопластического тела. «Проблемы прочности», К4,1984, с.3−6.
- Федоров А.С., Казанкова И. П., Туржицкий М. В. Численный анализ полей напряжений при больших пластических деформациях. В кн.: Исследования по механике строительных конструкций, Межвузовский, сб. трудов, Л. ЛИСИ, 1986, с.61−65.
- Филиппео М. В. Статические испытания моделей конструктивной зашиты АЭУ при столкновении судов / М. В. Филиппео. Ю. Ф. Лепп // Теоретические исследования. Машинописный отчет предприятия п/я В-8662. 1969. Вып. 13 696. — 241 с.
- Хилл Р. О проблеме единственности в теории жестко-пластического тела.-«Механика». Период, сб. перев. 1957, № 4- 1958, № 1.
- Хилл Р. Устойчивость жестко-пластических тел. «Механика». Период, сб. переводов. 1958, № 3.
- Чарков В.Д. Определение несущей способности оболочек методом линейного программирования.- Известия ВУЗов: Машиностроение, № 5, 1969, с.40−43.
- Шавров Н.Ю. Исследование упруго-пластического деформировании пластин корпусных конструкций / Н. Ю. Шавров // Тр. / НТО им. акал А. Н. Крылова. 1981. — Вып. 359. — С.65−73.
- Baltoz J.L., Dhatt G. Incremental displacement algorithms for nonlinear problems. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 14. 1979. P.1262−1266.
- Belytschko T. Nonlinear Finite Elements in Design. 1998.p.664
- Bergan, P.G., Soreide, T.H., Solution of Large Displacement and Instability Problems Using the Current stiffness Parameter. In: Finite Element in Nonlinear Mechanics, Tapir press, 1978. p.647−669.
- Chaboche J.L., Dang-Van K., Cordier G. Modelization of the strain memory effect on the cyclic hardening of 316 stainless steel // Proceedings of the 5th International Conference on SMiRT. Div. L, Berlin. 1979.
- Crisfield M.A. A fast incremental/iterative solution procedure that handles snap-through. Computer and Structures. 13. 1981. P. 55−62.
- Crisfield. M.A.,. An arc-length method including line searches and accelerations. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 19.1983. P. 1269−1289.
- Forde B.W.R. Stiemer S.F. Improved arc-length orthogonality methods for nonlinear finite element analysis. Computer and Structures. 27(5): 1987. P. 625 630.
- Frederick, C.O., Armstrong P.J., A mathematical representation of the multiaxial bauschinger effect, materials at high temperatures, vol. 24(1), pp. 126, 2007 (re-print of 1967 paper)
- GL (1992). Rules for Classification and Construction Ship Technology Part -1 Seagoing Ships Chapter 1 Hull Structures Section 33 Strengthening against Collisions, Germanischer Lloyd, Hamburg, Germany.
- Imtiaz A. Sheikh, Gilbert Y. Grondin, Alaa E. ELwi Stiffener Tripping in Stiffened Steel Plates. Structural Engineering Report 236. Department of Civil and Environmental Engineering University of Alberta Edmonton, Alberta, Canada
- Jacob Abraham Plastic response of ship structure subjected to ice loading. A thesis submitted to the school of graduate studies in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of engineering
- Kitamura, O., «FEM Approach to the Simulation of Collision and Grounding Damage», 2nd International Conference on Collision and Grounding of Ships, Copenhagen, Denmark, July, 2001.
- Kuroiwa, Т. Study on structural damage of ship due ю collision and grounding / T, Kuroiwa, T. Nakamura, Y. Kawamoto, M. Kondo // 4lh Int. offshore and polar eng. conf. Osaka, 1994. — Vol. 4. — P. 416−420.
- Lee, Т.К. (1997). A study on grounding strength of ships, Ph.D. Thesis, Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Pusan National University, Pusan (in Korean).
- Lemmen, P.M., Vredeveldt, A.W., and Pinkster, J.A., «Design Analysis for Grounding Experiments», SNAME/SNAJ International Conference on Designs and Methodologies for Collision and Grounding Protection of Ships, San Francisco, August 1996.
- Lenselink. H. Numerical simulations of the Dutch-Japanese full scale ship collision tesls / H. Lenselink. K. G. Thung // Компьютерные технологии MSC. Soflware в судостроении. M. 2002. — С. 306−320.
- Leonardo М. Mazzariol, Miguel A. G. Scaling of stiffened panels subjected to impact loading. Group of Solid Mechanics and Structural Impact, Department of Mechatronics and Mechanical Systems Engineering, University of Sao Paulo
- Magnus Dahlberg Peter Segle Evaluation of models for cyclic plastic deformation
- Mroz. Z. 1957. 'On dw Description of Anisorropic Work-Hardening.' Journal Mech Phys Solids. 15.163.
- Naar, H. et. al., «Comparison of the Crashworthiness of Various Bottom and Side Structures», 2nd International Conference on Collision and Grounding of Ships, Copenhagen, Denmark, July, 2001.
- Offshore standard DNV-OS-C102. Structural Design Of Offshore Ships. Det Norske Veritas. 2008
- Ohno N., Wang J.-D. Kinematic hardening rules with critical state of dynamic recovery, part 1: formulations and basic features for ratcheting behavior // InternationalJournal of Plasticity. 1993. V. 9. P. 375−390.
- Onat E.T. The effects non-homogeneity caused by strain-hardening on the small deformations of a rigid-plastic solid. To be publishend in the Proceedings of the I. U. T. A. M. Symposium, Warsow, 1958. Pergamon Press, 1959.
- Paik JK, Thayamballi AK. Ultimate limit state design of steel-plated structures. Chichester, UK: Wiley- 2003.
- Pedersen, P.T. and Zhang, S. (1999b). Effect of ship structure and size on grounding and collision damage distributions, To be published in Ocean Engineering.
- E. The application of Newton’s method to the problem of elastic stability. Journal of Applied Mechanics. 39, 1972. p.1060−1065.
- Riks E. An incremental approach to the solution of snapping and buckling problems. International Journal of Solids and Structures. 15 1979. p 529−551.
- Sabir, B., Lock A.C.,. The Application of Finite Elements to the Large-deflection Geometrically Nonlinear Behavior of Cylindrical Shells. Proceedings of International Conference on Variational Mechanics. Southampton University. Session VII. 1972
- Wright E.W., Gaylord E.H.,. Analysis of unbraced multistory steel rigid frames. International Journal of Structural Division ASCEL-jM. 1968. p. 11 431 163. //