Расчет коробчатых оболочек корпусов сосудов, аппаратов и металлоконструкций

Возможно, что с развитием компьютерных технологий, расчеты сосудов и аппаратов будут выполняться только в программных пакетах междисциплинарных расчетов таких как ANSYS (программа стандарт по умолчанию на настоящее время). Тогда формулы теории тонких оболочек останутся для проектировочных ручных расчетов и метод Ефанова будет все еще актуален.

5. Теория тонких оболочек по типу Кирхгофа-Лява

Если в три уравнения равновесия безмоментной теории оболочек типа Кирхгофа-Лява подставить для пластины два радиуса кривизны, равные бесконечности, система уравнений не имеет решений.

Уравнения безмоментной теории тонких оболочек [6,с.115] (обозначения в уравнениях – смотрите работу Новожилова):

Теорию тонких оболочек в существующем виде нельзя применять к расчету коробчатых оболочек.

На теории безмоментной теории тонких оболочек основаны нормативные расчеты горизонтальных, вертикальных и колонных нефтяных и химических аппаратов [17].

Приведем пример применения уравнений для цилиндрической горизонтальной или вертикальной оболочки [6,с.138]:

По аналогичному подходу и алгоритму необходимо находить усилия для коробчатых оболочек без рассмотрения изгиба пластин.

Заключение

Метод Ефанова расчета коробчатых оболочек с использованием математической топологии может быть включен в математическую теории тонких оболочек так как имеет строгое теоретическое обоснование.

Обоснование строится на основах топологии, на применении термина из теории ребристых оболочек – эквивалентной оболочки.

Впервые коробчатая оболочка рассмотрена как оболочка, а не как сопряжения пластин. И подход к расчету коробчатой и цилиндрической оболочки одинаков.

Все это возможно обосновывает включение метода Ефанова в теорию тонких оболочек.

По существу открыт новый подраздел в теории тонких оболочек, так как до этого данная проблема обходилась исследователями стороной.

В российских нормах расчет коробчатой оболочки приведен только для камер (коллекторов) аппаратов воздушного охлаждения по теории пластин.

Метод Ефанова позволит выполнять расчеты на устойчивость коробчатых оболочек.

Литература

1. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машиностроение, 1970. – 752 с.

2. Власов В.З. Избранные труды. Т.3. – М.: Изд-во Академии наук. 1964. – 472 с.

3. Мельников Н.П. Металлические конструкции. Справочник проектировщика. – 2-е изд. – М.: Стройиздат, 1980. – 776 с.

4. Ефанов К.В. Теория расчета оболочек сосудов и аппаратов. – М.: Наука.Самизад., 2019. – 49 с.

5 Ефанов К.В. Теория расчета оболочек нефтяных аппаратов. – М.: Литрес, 2020. – 50 с.

6. Новожилов В.В. Теория тонких оболочек. – Л.: Судпромгиз, 1962 – 431 с.

7. Ильюшин А.А., Ленский В.С. Сопротивление материалов. – М.: Физматгиз. 1959. – 373 с.

8. Ильюшин А.А. Пластичность. ч.1. Упруго-пластические деформации. – М.: Гостехиздат. 1948. – 376 с.

8. Сатель. Справочник конструктора-машиностроителя в шести томах. Изд. 2-е. Т.3. – М.: Машгиз, 1955.

9. Ефанов К.В. Тяжелые нефтегазовые аппараты: решение ребристых оболочек для минимальной массы// Портал «Химическая техника». – 08.07.2019. https://chemtech.ru/tjazhelye-neftegazovye-apparaty-reshenie-rebristyh-obolochek-dlja-minimalnoj-massy/

10. Ефанов К.В. Расчет нефтяных аппаратов методом конечных элементов.– М.: Литрес, 2020. – 70 с.

11. Алямовский А.А. SolidWorks Simulation. Как решать практические задачи.– СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 448 с.

12. Александров. Введение в теорию множеств и общую топологию, 1977. – 370с.

13. Борисович Ю.Г. Введение в топологию. 2-изд., 1995 – 415 с.

14. Бычков Ю.А. Топология для физиков. Уч. пос обие. МФТИ, 1993 – 107 с.

15. Новиков С.П. Топология. 2-е изд., 2002. -167 с.

16. Шапиро И.С. Ольшанецкий М.А. Лекции по топологии для физиков – М.: Атомиздат, 1979 – 84 с.

17. Рахмилевич Р.З., Зусмановская С.И. Расчет аппаратуры, работающей под давлением. – М.: Издательство стандартов, 1968г. – 180 с.

18. Новожилов В.В. Теория упругости. – Л.: Судпромгиз, 1958.