|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Оболочка (в технике) | Оболочка (далее О) в технике и теории упругости, твердое тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми мало по сравнению с двумя другими размерами. Поверхность, делящая пополам толщину О (в технике), называется срединной поверхностью; в зависимости от ее очертания различают цилиндрическую О (в технике) с сечением круговой, эллиптической и др. формы; конические, тороидальные и т.д. (рис. 1). О (в технике) классифицируются также по полной кривизне поверхности — т. н. гауссовой кривизне: положительной — сферические, эллипсоидальные и др. О (в технике), нулевой — цилиндрические, конические; отрицательной — гиперболические параболоиды. О (в технике) могут быть постоянной и переменной толщины. Они подразделяются на одно-, двух- и многослойные. В зависимости от материала О (в технике) бывают изотропными либо анизотропными. Выполняются О (в технике) из стали, дерева, легких сплавов, пластмасс и др. строительных материалов.
Под воздействием внешних нагрузок в О (в технике) возникают внутренние усилия, равномерно распределенные по толщине (т. н. мембранные напряжения, или напряжения в срединной поверхности), и усилия изгиба, образующие в сечениях О (в технике) изгибающие и крутящие моменты, а также поперечные силы. Благодаря наличию мембранных усилий О (в технике) сочетают значительную жесткость и прочность со сравнительно малым весом, что отличает их от пластинок. Если напряжениями изгиба при расчете можно пренебречь, то О (в технике) называется безмоментной. Наличие моментов характерно для участков О (в технике), примыкающих к краям (так называемый краевой эффект).
Если напряжения лежат в пределах пропорциональности для материала О (в технике), то методы расчета О (в технике) основываются на зависимостях упругости теории. Чаще всего для тонких О (в технике) применяют гипотезу Кирхгофа — Лява, по которой любое прямое волокно, нормальное к срединной поверхности до деформации, остается прямым и нормальным к срединной поверхности и после деформации; вместе с тем его длина остается неизменной. Кроме того, считают, что нормальными напряжениями в направлении, перпендикулярном к срединной поверхности, можно пренебречь по сравнению с основными напряжениями. При этом общая трехмерная задача теории упругости переходит в двумерную. Решение задачи сводится к интегрированию системы дифференциальных уравнений в частных производных высокого порядка при краевых условиях, определяемых характером сопряжения О (в технике) с другими частями конструкции. В статическом расчете О (в технике) на прочность и жесткость должны быть определены напряжения, деформации и перемещения различных точек О (в технике) в зависимости от заданной нагрузки. Как правило, в расчетах на прочность прогибы О (в технике) (перемещения вдоль нормали к срединной поверхности) могут считаться малыми по сравнению с толщиной О (в технике); тогда соотношения между перемещениями и деформациями являются линейными; соответственно линейными (для упругой задачи) будут основные дифференциальные уравнения.
О (в технике) часто приходится подкреплять ребрами (в основном для обеспечения устойчивости их деформации), например фюзеляжи и крылья самолетов, некоторые типы тонкостенных перекрытий и др.
Важным для О (в технике) является расчет на устойчивость (см. Устойчивость упругих систем). Специфическая особенность тонкостенных О (в технике) — потеря устойчивости хлопком, или прощелкиванием, выражающаяся в резком переходе от одного устойчивого равновесного состояния к другому; этот переход наступает при различных нагрузках, в зависимости от исходных несовершенств формы оболочки, начальных напряжений и т.д. В случае прощелкивания прогибы оказываются соизмеримыми с толщиной О (в технике); анализ поведения О (в технике) должен основываться при этом на уравнениях, являющихся уже нелинейными.
В задачах динамики О (в технике) рассматриваются периодические колебания и нестационарные процессы, связанные с быстрым или ударным нагружением. При обтекании О (в технике) потоком жидкости либо газа могут наступить неустойчивые (автоколебательные) режимы, определение которых является предметом гидро- или аэроупругости. Особый раздел теории колебаний, имеющий важные приложения, представляет исследование нелинейных колебаний О (в технике) При рассмотрении динамических процессов в О (в технике) соотношения, основанные на гипотезе Кирхгофа — Лява, не всегда оказываются приемлемыми; тогда переходят к дифференциальным уравнениям более сложной структуры.
О (в технике) находят широкое применение в технике в качестве покрытий зданий, в летательных аппаратах, судах, цельнометаллических вагонах, телевизионных башнях, частях машин и др. (рис. 2).
Лит.: Амбарцумян С. А., Теория анизотропных оболочек, М., 1961; Болотин В. В., Динамическая устойчивость упругих систем, М., 1956; Власов В. З., Общая теория оболочек и ее применения в технике, М. — Л., 1949; Вольмир А. С., Гибкие пластинки и оболочки, М., 1956; его же, Нелинейная динамика пластинок и оболочек, М., 1972; Гольденвейзер А. Л., Теория упругих тонких оболочек, М., 1953; Лурье А. И., Статика тонкостенных упругих оболочек, М. — Л., 1947; Муштари Х. М., Галимов К. З., Нелинейная теория упругих оболочек, Казань, 1957; Новожилов В. В., Теория тонких оболочек, Л., 1951; Черных К. Ф., Линейная теория оболочек, ч. 1—2, Л., 1962—64.
А. С. Вольмир.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
