МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТАКТА ТОЛСТОГО УПРУГОГО СЛОЯ НА ОСНОВАНИИ ВИНКЛЕРОВСКОГО ТИПА ПЕРЕМЕННОГО УРОВНЯ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТЕНКОЙ
Журнал: ВЕСТНИК КРАСГАУ
№ 4
, 2018
Рубрики: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Авторы:
1.
Красноярский государственный аграрный университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 109
по 115
Статус:
Опубликован
Получено:
21.08.2018
Одобрено:
23.08.2018
Опубликовано:
25.08.2018
Классификаторы:
УДК 539.3+532.5
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
численное моделирование, упругая пластина, ортогональные полиномы, вин-клеровский тип
Аннотация (русский):
В работе исследуется поведение толстого ле-дяного поля, плавающего на поверхности воды, вблизи плоского вертикального участка берега или сооружения при перепадах уровня воды в водо-еме. Ледяное поле рассматривается в рамках мо-дели плоской деформации как толстая полубеско-нечная упругая пластина на основании винклеров-ского типа при различных вариантах контакта с берегом. Натурные наблюдения и эксперименты свидетельствуют, что даже при небольшом, по-рядка 10 см, понижении уровня воды в водоеме либо повышении его (подпоре) вблизи берега в толстом ледяном поле возникают значительные напряже-ния. При этом существенным оказывается влия-ние льда (толщиной порядка метра и более) на береговые сооружения, опоры мостов и др. При понижении уровня воды вблизи берега возникает так называемый «зависающий участок» - область сильно напряженного льда. Дальнейшее изменение уровня воды (20 см и более) обычно приводит к хрупкому разрушению в этой области - возникно-вению трещин. Оценка этой «опасной зоны» чрез-вычайно важна для планирования различных работ со льда, прокладки зимников и т.д. С помощью рас-четов, натурных наблюдений и экспериментов возможно моделировать природу контакта ледя- ного поля с берегом или сооружением. Сформули-рована и решена приближенно методом, основан-ным на аппроксимации неизвестных функций поли-номами Лежандра, стационарная задача о напря-женно-деформируемом состоянии полосы льда вблизи берега при понижении уровня воды. Рас-смотрены случаи полосы, свободной от внешних нагрузок и нагруженной внешней силой. Полученное решение вполне удовлетворительно качественно и количественно согласуется с натурными наблю-дениями и экспериментами. А именно - прослежи-вается возможность появления трещины в месте контакта льда с берегом. Натурный эксперимент проводился в порту Дудинка. Во время разгрузки барж, вмороженных в толстый (0,6-0,8 м) лед, фиксировалось изменение профиля ледяного поля во время всплытия баржи до и после возникновения трещины.
В работе исследуется поведение толстого ле-дяного поля, плавающего на поверхности воды, вблизи плоского вертикального участка берега или сооружения при перепадах уровня воды в водо-еме. Ледяное поле рассматривается в рамках мо-дели плоской деформации как толстая полубеско-нечная упругая пластина на основании винклеров-ского типа при различных вариантах контакта с берегом. Натурные наблюдения и эксперименты свидетельствуют, что даже при небольшом, по-рядка 10 см, понижении уровня воды в водоеме либо повышении его (подпоре) вблизи берега в толстом ледяном поле возникают значительные напряже-ния. При этом существенным оказывается влия-ние льда (толщиной порядка метра и более) на береговые сооружения, опоры мостов и др. При понижении уровня воды вблизи берега возникает так называемый «зависающий участок» - область сильно напряженного льда. Дальнейшее изменение уровня воды (20 см и более) обычно приводит к хрупкому разрушению в этой области - возникно-вению трещин. Оценка этой «опасной зоны» чрез-вычайно важна для планирования различных работ со льда, прокладки зимников и т.д. С помощью рас-четов, натурных наблюдений и экспериментов возможно моделировать природу контакта ледя- ного поля с берегом или сооружением. Сформули-рована и решена приближенно методом, основан-ным на аппроксимации неизвестных функций поли-номами Лежандра, стационарная задача о напря-женно-деформируемом состоянии полосы льда вблизи берега при понижении уровня воды. Рас-смотрены случаи полосы, свободной от внешних нагрузок и нагруженной внешней силой. Полученное решение вполне удовлетворительно качественно и количественно согласуется с натурными наблю-дениями и экспериментами. А именно - прослежи-вается возможность появления трещины в месте контакта льда с берегом. Натурный эксперимент проводился в порту Дудинка. Во время разгрузки барж, вмороженных в толстый (0,6-0,8 м) лед, фиксировалось изменение профиля ледяного поля во время всплытия баржи до и после возникновения трещины.
Ключевые слова:
численное моделирование, упругая пластина, ортогональные полиномы, вин-клеровский тип
численное моделирование, упругая пластина, ортогональные полиномы, вин-клеровский тип
1. Богородский В.В., Гаврило В.П. Лед. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 385 с.
2. Иванов Г.В. Решение плоской смешанной задачи теории упругости в виде рядов по полиномам Лежандра // Прикладная механика и техническая физика. - 1976. -№ 6. - С. 27-34.
3. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. - М.: Атомиздат, 1976. - 1005 с.
4. Иванов Г.В. Теория пластин и оболочек: учеб. пособие. - Новосибирск, 1980. - 84 с.
