Совершенствование моделирования напряженно-деформированного состояния кузовов вагонов специализированными конечными элементами
Диссертация
Разработан специализированный конечный элемент представляющий собой панель, длина которой равна длине кузова, а ширина определяется расположением конструктивных нерегулярностей (например, вырезами), состоящий из ансамбля отсеченных его прямолинейными границами фрагментов стержней, пластин, оболочек. Интерполирующие функции на продольных границах элемента отражают характер граничных условий… Читать ещё >
Содержание
- 1. ИСХОДНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РАСЧЕТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ, МОДЕЛИРУЮЩИХ РАБОТУ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО КОНЕЧНОГО ЭЛЕМЕНТА
- 2. РАЗРАБОТКА УПРОЩЕННЫХ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНЫХ МОДЕЛЕЙ РАСЧЕТА НЕСУЩИХ УЗЛОВ ВАГОНА
- 2. 1. Формирование матрицы жесткости и вектора грузовых реакций пространственно — ориентированного стержня общего вида
- 2. 2. Общая процедура получения матрицы жесткости и вектора грузовых реакций для двумерных конечных элементов в виде пластины и цилиндрической панели
- 2. 3. Формирование специализированного конечного элемента
- 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВ АННОГО СОСТОЯНИЯ КУЗОВОВ ВАГОНОВ
- 3. 1. Применение специализированного конечного элемента для моделирования напряженно-деформированного состояния кузовов
- 3. 2. Анализ сходимости результатов моделирования НДС с эталонными расчетами на примере котла цистерны
- 3. 3. Исследования напряженно — деформированного состояния котла четырехосной цистерны в зоне опирания на ложемент
- ВЫВОДЫ
Список литературы
- Александров A.B., Потапов В. Д. Основы теории упругости и пластичности. ~М.: Высшая школа. 1990, 400 с.
- Александров A.B., Потапов В. Д., Державин Б. П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1995, 560 с.
- Александров A.B., Шапошников H.H., Лащеников Б. Я. Строительная механика, тонкостенные пространственные системы. М.: Стройиз-дат, 1983, 488 с.
- Большегрузные восьмиосные вагоны. Под ред. Л. А. Шадура, — М.: Транспорт, 1968, 288 с.
- Будак Б. М., Фомин C.B. Кратные интегралы и ряды. М.: Наука, Физматгиз, 1967, с. 608.
- Большегрузные восьмиосные вагоны. Под ред. Л. А. Шадура.- М.: Транспорт, 1968, 288 с.
- Бурман З.И., Аксенов О. М., Лукошенко В. И., Тимофеев М. Т. Суперэлементный расчет подкрепленных оболочек. М.: Машиностроение, 1982,256 с.
- Вагоны. Под ред. Л. А. Шадура.- М.: Транспорт, 1980, 440 с.
- Вагоны. Под ред. М. В. Винокурова. М.: Трансжеддориздат, 1949, 610 с.
- Власов В.З. Избранные труды, т.1.-М.:Изд во АН СССР, 1962.528 с.
- Власов В.З. Общая теория оболочек и ее приложения в технике. -М.: Гостехиздат, 1949.
- Власов В.З. Строительная механика оболочек. М.: ОНТИ, 1936, 246 с.
- Власов В.З. Тонкостенные пространственные системы. М.: Гос-стройиздат, 1958, 502 с.
- Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни М.- Л.: Стройиздат, 1940, 276 с.
- Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. М.: Наука, 1967.
- Вопросы прочности цилиндрических оболочек. Сб. переводов под ред. В. М. Даревского. М.: Оборонгиз, 1960, 192 с.
- Галлагер Р. Метод конечных элементов. -М.: Мир. 1984, 428 с.
- Гантмахер Ф.Ф. Теория матриц. М.: Гостехтеориздат, 1953, 492 с.
- Гельфанд А.О. Исчисление конечных разностей. М.: Наука, 1967, 376 с.
- Гольденвейзер А.Л. Теория упругих тонких оболочек. М.: Наука, 1976,512 с.
- Горбунов Б.Н., Стрельбицкая А. И. Приближенные методы расчета вагонных рам. М.: Машгиз, 1946, 168 с.
- Даревский В.М. Определение перемещений и напряжений в цилиндрической оболочке при локальных нагрузках. Прочность, динамика авиационных двигателей. Вып. 1.- М.: Машиностроение, 1964, с. 23−83.
- Дарков A.B., Шапошников H.H. Строительная механика. М.: Высшая школа, 1986, 608 с.
- Деклу Ж. Метод конечных элементов. М.: Мир, 1976, 96 с.
- Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975, 541 с.
- Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. -М.: Мир, 1986, 320 с.
- Избранные главы по строительной механике оболочек. Выпуск III. Под ред. С. Н. Кана. Харьков: ХВКИУ, 1964, 102 с.
- Иммерман А.Г. Расчет ортотропной круговой цилиндрической оболочки на поперечную нагрузку. Расчет пространственных конструкций. Вып. III.-M.: Госстройиздат, 1955.
- Кан С. Н. Прочность замкнутых и открытых цилиндрических оболочек. Расчет пространственных конструкций. Вып. IV, — М.: Госстройиздат, 1961, с. 213−249.
- Кан С. Н. Строительная механика оболочек. М.: Машиностроение, 1966, 508 с.
- Канторович J1.B., Крылов В. И. Приближенные методы высшего анализа. М.-Л.: Физматгиз, 1962, 708 с.
- Кильчевский H.A. Основы аналитической механики оболочек. -Киев: издательство АН УССР, 1963, 354 с.
- Кобищанов В.В. Расчет кузовов вагонов на прочность. Брянск: БИТМ, 1987, 80 с.
- Колкунов Н.В. Основы расчета упругих оболочек. -М.: Наука, 1969.-420 с.
- Короткевич М.А. Расчет и конструирование вагонов. Часть I.- М,-Л.: Машгиз, 1939, 311 с.
- Короткевич М.А. Расчет и конструирование вагонов. Часть II.- М.: Машгиз, 1940, 372 с.
- Короткевич М.А. Расчет и конструирование вагонов. Часть III.- М.: Машгиз, 1939, 303 с.
- Котуранов В.Н., Осипов Т. А. Оценка динамических характеристик котлов при проектировании большегрузных вагонов. М.: Транспортное машиностроение, НИИинформтяжмаш, 1967, № 1.
- Котуранов В.Н., Хусидов В. Д., Быков А. И., Устич П. А. Нагружен-ность элементов конструкции вагона. М.: Транспорт, 1991, 238 с.
- Крылов В.М., Бобков В. В., Моностырский П. И. Вычислительныеметоды, Часть 1, Наука, М., 1976, с.ЗОЗ.
- Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. -М.: Наука, 1977,-416 с.
- Лозбинев В.Б. Методика расчета оптимальных параметров сечений несущих элементов кузовов грузовых вагонов. -Тула, ТПИ, 1980, 70 с.
- Лозбинев Ф.Ю. Оптимизация несущих конструкций кузовов вагонов, Брянск, Брянский ЦНТИ, 1997, 136 с.
- Метод суперэлементов в расчетах инженерных сооружений. Под ред. В. А. Постнова. Л.: Судостроение, 1979, 288 с.
- Михлин С.Г. Прямые методы в математической физике. М, Л: Гостехтеориздат, 1950, 428 с.
- Михлин С.Г. Численная реализация вариационных методов. М.: Наука, 1966, 432 с.
- Моссаковский В.И., Гудрамович B.C., Макеев Е. М. Контактныезадачи теории оболочек и стержней. М.: Машиностроение, 1978, 248 с.
- Никиреев В.М., Шадурский B.JI. Практические методы расчета оболочек. М.: Стройиздат, 1966, 270 с.
- Никольский E.H. Оболочки с вырезами типа вагонных кузовов. -М.: Машгиз, 1963, 312 с.
- Никольский E.H. Расчет кузовов вагонов на прочность. Тула: издательство ТПИ, 1978, 48 с.
- Никольский E.H. Расчет несущих конструкций вагона по методу конечных элементов. Брянск: БИТМ, 1983, 100 с.
- Новожилов В.В. Теория тонких оболочек. Л.: Судпромгиз, 1951, 344 с.
- Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных).- М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996, 319 с.
- Огибалов П.М., Колтунов М. А. Оболочки и пластины. М.: Издательство МГУ, 1969, 696 с.
- Ониашвили О.Д. Некоторые динамические задачи теории оболочек. М.: АН СССР, 1957, 196 с.
- Папкович П.Ф. Теория упругости. Л, М.: Оборонгиз, 1939, 640 с.
- Папкович П.Ф. Труды по строительной механике корабля. Том I.-Л.: Судпромгиз, 1962, 576 с.
- Папкович П.Ф. Труды по строительной механике корабля. Том II.-Л: Судпромгиз, 1962, 640 с.
- Папкович П.Ф. Труды по строительной механике корабля. Том III.-Л.: Судпромгиз, 1962, 528 с.
- Папкович П.Ф. Труды по строительной механике корабля. Том IV, — Л.: Судпромгиз, 1963, 552 с.
- Постнов В.А., Хархурим И. Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. Л.: Судостроение, 1974, 342 с.
- Пратусевич Я.А. Вариационные методы в строительной механике. М.: Гостехиздат, 1948, 397 с.
- Прокопович И.Е., Слезингер И. Н., Штайберг М. В. Расчет цилиндрических оболочек. Киев: Будивельник, 1967, 240 с.
- Прочность. Устойчивость. Колебания. Справочник в трех томах. Под общ. редакцией Биргера И. А., Пановко Я.Г.- М: Машиностроение, 1968.
- Рабинович И.М. Курс строительной механики стержневых систем, часть 2, Госстройиздаг, М., 1954.
- Расчет вагонов на прочность. Под ред. Л. А. Шадура, — М.: Машиностроение, 1971, 432 с.
- Расчет грузовых вагонов на прочность при ударах. Под ред. Е. П. Блохина. М.: Транспорт, 1989, 230 с.
- Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник/ В. И. Мяченков, В. П. Мальцев, В. П. Майборода и др.- Под общ. ред. В. И. Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989.- 520 с.
- Резников P.A. Решение задач строительной механики на ЭЦМ.-М.: Стройиздат, 1971, 312 с.
- Розин JI.A. Вариационные постановки задач для упругих систем. -Л.: ЛГУ, 1978, 224 с.
- Розин Л.А. Метод конечных элементов в применении к упругим системам. М.: Стройиздат, 1977, 128 с.
- Розин Л.А. Расчет гидротехнических сооружений на ЭЦВМ. Метод конечных элементов. М.: Энергия, 1971.
- Розин Л.А. Стержневые системы, как системы конечных элементов. Л.: ЛГУ, 1976, 232 с.
- Сегерлинд Д. Применение метода конечных элементов. -М., 1979. 389 с.
- Смирнов А.Ф. Устойчивость и колебания сооружений. М.: Трансжелдориздат, 1958, 572 с.
- Смирнов А.Ф., Александров A.B., Шапошников H.H., Лащеников Б. Я. Расчет сооружений с применением вычислительных машин. М.: Стройиздат, 1964, 380 с.
- Смирнов А.Ф., Александров A.B., Шапошников H.H., Лащеников Б. Я. Строительная механика. Стержневые системы. М.: Стройиздат, 1981, 512 с.
- Смирнов А.Ф., Александров A.B., Шапошников H.H., Лащеников Б. Я. Строительная механика, динамика и устойчивость сооружений. -М.: Стройиздат, 1984, 416 с.
- Современные методы расчета сложных статически-неопределимых систем. Сборник переводов под ред. А. П. Филина. Л.: Судпромгиз, 1961, 876 с.
- Справочник по строительной механике корабля./ Бойцов Г. В., Палий О. М., Постнов В. А., Чувиковский B.C. В трех томах. Том 2. Пластины. Теория упругости, пластичности и ползучести. Численные методы. — Л.: Судостроение. 1982, 464 с.
- Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.: Мир, 1977, 350 с.
- Тимошенко С.П. Прочность и колебания элементов конструкций. -М.: Наука, 1975, 704 с.
- Тимошенко С.П. Статические и динамические проблемы теорий упругости. Киев: Наукова думка, 1975, 564 с.
- Тимошенко С.П. Теория упругости. Киев: Наукова думка, 1972, 578 с.
- Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. -М.: Наука, 1971, 808 с.
- Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. -М.: Физматгиз, 1963, 636 с.
- Уманский A.A. Строительная механика авиационных конструкций М.: ВВИА им. Жуковского, 1957, 253 с.
- Фадеев Д.К., Фаддева Д. Н. Вычислительные методы линейной алгебры. М.- Л.: Физматгиз, 1963, 734 с.
- Филин А.П. Элементы теории оболочек. Л.: Стройиздат, 1976, 256 с.
- Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела. Том I.- М.: Наука, 1975, 832 с.
- Филин А. Г1. Прикладная механика твердого деформируемого тела. Том II, — М.: Наука, 1978, 616 с.
- Чирас A.A. Строительная механика. -М.: Стройиздат, 1989, 255 с.
- Шапошников H.H., Тарабасов Н. Д., Пегров В. Б., Мяченков В. И. Расчет машиностроительных конструкций на прочность и жесткость. -М.: Машиностроение, 1981, 334 с.
- Шулькин Ю.Б. Теория упругих стержневых конструкций. -М.: Наука, 1984, 272 с.
- Котуранов В.Н. Влияние начальных неровностей на напряженноесостояние котла цистерны при нагружении внутренним давлением. Сб. тр. МИИТ, вып. 194.- М.: МИИТ, 1966, с. 228−234.
- Котуранов В.Н. О напряженном состоянии котла цистерны. Вестник ВНИИЖТ, 1966, № 1, с. 34−37.
- Котуранов В.Н. Об определении напряженного состояния котла цистерны от опорного и гидростатического давления. Сб. тр. МИИТ, вып. 186.-М.: МИИТ, 1964, с. 5−11.
- Котуранов В.Н., Болотин М. М. Оценка напряжений в зоне сливного уклона котла цистерны. Вестник ВНИИЖТ, 1969, № 7, с. 31−33.
- Котуранов В.Н., Медведев В. П. Исследование напряженного состояния оболочек котла железнодорожных цистерн с учетом упругости днищ. Сб. тр. МИИТ, вып. 368, — М.: МИИТ, 1971, с. 143−166.
- Котуранов В.Н., Медведев В. П. Применение численных методов при исследовании прочности котлов цистерн с произвольным меридианом. Сб. тр. МИИТ, вып. 399, — М.: МИИТ, 1972, с. 84−91.
- Котуранов В.Н., Осипов Т. А. Напряженное состояние котлов цистерн типа подкрепленных цилиндрических оболочек. Вестник ВНИИЖТ, 1968, № 3, с 36−39.
- Котуранов В.Н., Пашарин С. И. Исследование напряжений в котлах железнодорожных цистерн с учетом ступенчатого изменения толщины их оболочки. Сб. тр. МИИТ, вып. 368, — М.: МИИТ, 1971, с. 128−142.
- Котуранов В.Н., Хусидов В. Д., Сергеев К. А. Матричный алгоритм расчета кузова полувагона. Сб. тр. МИИТ, вып. 399. М.: МИИТ, 1972, с. 66−74.
- Котуранов В.Н., Чугунов Г. Ф. Методы определения напряжений в котлах цистерн, дискретно подкрепленных тонкостенными шпангоутами. Сб. тр. ВНИИВ, вып. 14.- М.: 1971, с. 60−98.
- Мышков В.Г. Матричный алгоритм расчета тонких круговых цилиндрических оболочек методом разложения в двойные тригонометрические ряды (частное решение)// Тр. МИИТ, вып. 874.- М.: МИИТ, 1993, с. 80−96.
- Мышков В.Г. Матричный алгоритм расчета цилиндрических отсеков (общее решение)// Тр. МИИТ, вып. 874.- М.: МИИТ, 1993, с. 64−79.
- САПР-цистерна. Отчет по научно-исследовательской работе. Руководители В. Н. Котуранов, А. Г1. Азовский. 1986- часть I, 1987- часть II, 1988- часть III, 1989- часть IV, 1990- часть V.
- Азовский А.П. Исследования по применению метода конечных элементов к расчету кузовов вагонов (на примере котлов железнодорожных цистерн): Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1980.
- Алексюткин Б.А. Исследование напряженного состояния и выбор рациональных конструктивных схем котлов цистерн для перспективных габаритов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1977.
- Богачев А.Ю. Совершенствование сварных узлов полувагона на основе поэтапных конечноэлементных расчетов их нагруженности: Автореф. дис. канд. техн. наук. М: МИИТ, 1995.
- Болотин М.М. Исследование напряженного состояния котлов железнодорожных цистерн с учетом конструктивных особенностей их оболочек: Автореф. дис. канд. техн. наук. М: МИИТ, 1971.
- Бруякин И.В. Особенности напряженно-деформированного состояния элементов котлов цистерн при внутреннем давлении: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1990, 24 с.
- Будник Ф.Г. Исследование напряженного состояния кузова рефрижераторного вагона в зоне дверного выреза: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1970.
- Быков А.И. Исследование и применение специализированных элементов для расчета кузовов грузовых вагонов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1981.
- Водянников Ю.А. Оценка динамической нагруженности элементов вагонов-цистерн при воздействии случайных возмущений со стороны рельсового пути на колесные пары: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1988.
- Воронин H.H. Анализ повреждаемости и оценка работоспособности несущих сварных конструкций грузовых вагонов: Автореф. дис. докт. техн. наук. М: МИИТ, 1994.
- Гулаков В.К. Исследование напряжений в основных элементах кузовов пассажирских вагонов на основе специализированных расчетных схем: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1975.
- Заславский J1.B. Напряженность кузовов полувагонов при продольных ударах: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1993.
- Кобищанов В.В. Исследование напряженного состояния кузова грузового вагона типа замкнутой оболочки в зонах дверных вырезов при кручении: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1971.
- Котуранов В.Н. Анализ напряженного состояния котла цистерны: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1965.
- Котуранов В.Н. Методы исследования напряженно-деформированного состояния котлов железнодорожных цистерн: Автореф. дис. докт. техн. наук. М.: МИИТ, 1973.
- Крахмалева Г. Г. Исследование напряженного состояния кузоварефрижераторного вагона типа трехслойной оболочки в верхней части зоны дверного выреза: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1982.
- Кузьменко Н.И. Уточненный анализ напряженного состояния кузова грузового вагона открытого типа при действии сил распора сыпучим грузом: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1979.
- Лихачев A.M. Исследование влияния конструктивных параметров кузова пассажирского вагона на частоты его собственных колебаний в низкочастотной области: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1978.
- Макухин В.М. Оптимальное проектирование цельнометаллических кузовов полувагонов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1987.
- Медведев В.П. Исследование прочностных характеристик сложных оболочек вращения, применяемых в цистерностроении: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1972.
- Морзинова Т.Г. Колебания оболочек с учетом их конструктивных особенностей: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1983.
- Ольшевский A.A. Исследование напряженного состояния кузова почтового вагона: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1980.
- Попова Ю.И. Исследование надоконной части кузова пассажирского вагона на основе теории цилиндрических оболочек с неизгибаемым контуром поперечного сечения: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Брянск: БИТМ, 1969.
- Прибылов А.Ф. Теоретическое и экспериментальное исследование напряженного состояния кузова восьмиосного полувагона при разгрузке на роторном вагоноопрокидывателе: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М.: МИИТ, 1972.
- Речкалов С.Д. Напряженно-деформированное состояние сварных элементов кузова вагона для сыпучих металлургических грузов с учетом температурных воздействий: Автореф. дис. канд. техн. наук. М: МИИТ, 1987.
- Скляров В.М. Повышение работоспособности стоек полувагонов на основе оценки прочности в зонах концентраторов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М: МИИТ, 1989.
- Смазанов С.И. Динамические напряжения в элементах кузова полувагона от действия импульсных и периодических вертикальных нагрузок: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1987.
- Филюков Ю.Л. Особенности работы и оптимизация некоторых узлов кузова грузового рефрижераторного вагона: Автореф. дис. канд. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1986.
- Шувалов В.Ю. Работоспособность заделок стоек кузова полувагона: Автореф. дис. канд. техн. наук. М: МИИТ, 1985.
- Cierlet P.G., Wogsehal C. Multipoint Taylor formulas and applications to the finite element methods. Comp. Meth, 17, 1971, c. 84−100.
- Fried J, Yang S.K. Best finite elements distribution around a singularity. AJAA, 10, 1972, c. 1244−1246.
- Gurtin M.E. Variational mecanique et en physique dund. Paris, 1972, 387 c.
- Strang G. Approximation in the finite element method. Num. Math., 19, 1972, c. 81−98.
- Yamamoto Y., Tokuda N. A note on convergence of finite element solutions. Int. J. Num. Meth. Eng. 3, 1971. c. 485−493.