Способ исследования динамической потери устойчивости круговой замкнутой оболочки Советский патент 1992 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к области динамических испытаний оболочечных конструкций, конкретно к способам исследования динамической потери устойчивости.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и стоимости исследования оболочки, помещенной в грунт.

На фиг. 1 показана установка оболочки в грунте и нагружение ее волной давления, на фиг.2 - типовая диаграмма напряжение в грунте - время ; на фиг.З и 4 - диаграммы контактное давле ние - время и напряжения в грунте - время до и после потери устойчивости соответственно.

Способ заключается в следующем.

Круговую замкнутую оболочку 1 помещают в конденсированную среду 2, в данном случае в грунт, подвергают ее нагружению внешней волной давления, имеющей прямолинейный фронт 3, с последовательно возрастающей амплитудой, регистрируют с помощью датчиков 4 и 5 временные .зависимости давления в среде и параметру нагруженности оболочки в нескольких сечениях, перпендикулярных продольной оси оболочки. В качестве параметра нагруженности оболочки измеряют контактное давление грунта на поверхность оболочки, регистрируют временную зависимость p(t) контактного,давления водной точке каждого сечения.датчики 4 давления размещают в грунте на расстоянии от оболочки не менее ее диаметра в данных сечениях, сравнивают между собой временные зависимости давления в грунте и контактного давления и по наличию на второй зависимости точки перегиба, отсутствующей в тот же момент времени на первой зависимости и соответствующей первому минимуму скорости изменения контактного давления, судят о выпучивании оболочки.

При нагружении оболочки подвижной волной давления параметры первого нагружения: максимальные напряжения Отах на фронте волны давления, длительность TI и т фазы-нарастания и фазы сжатия, подбирают таким образом, чтобы они были заведомо безопасными и не приводили к потере устойчивости оболочки. После первого нагружения оболочку подвергают ряду последовательных нагружении волной давления с монотонно возрастающей амплитудой, которые ведут до тех пор, пока нагрузка определенной интенсивности Лпах , TI , т}не приведет к потере устойчивости оболочки, которая определяется по факту выпучивания оболочки. Параметры волны давления в грунте, при которой произошла потеря устойчивости, принимают в качестве критической нагрузки динамической потери устойчивости исследуемой круговой оболочки, помещенной в данный тип г рунта.

При выпучивании оболочки происходит изменение характера контактного взаимодействия поверхности оболочки с грунтом, вызванное деформацией оболочки, а также изменение местной жесткости оболочки изза искажения ее формы при потере устойчивости. В результате на диаграммах контактное давление - время p(t) появляется дополнительная (фиг.4), отличная от родственных, и обозначенная()точка перегиба, в которой первая производная контактного давления По времени имеет первый минимум. Этот момент времени соответствует началу выпучивания оболочки. При работе оболочки в упругой области (фиг.З) потеря устойчивости не происходит и дополнительная точка перегиба отсутствует.

Датчики давления на поверхности оболочки, расположенные в нескольких сечениях (I, II, 111)фиг.1, могут не находиться в зоне ее выпучивания, так как изменение характера взаимодействия грунта и оболочки выходит за пределы этой зоны, что дает возможность значительно сократить объем измерений.

Способ позволяет создать достаточно

надежные средства контроля состояния внешней поверхности оболочечной конструкции при многократном динамическом нагружении в непрозрачной конденсированной среде и определения несущей способности конструкции.

Способ может быть применен как для исследования натурных оболочечных конструкций, так и их динамических моделей.

Формула изобре.тения .

Способ исследования динамической потери устойчивости круговой замкнутой оболочки. По которому исследуемую оболочку помещают в конденсированную среду, подвергают ее нагружению внешней волной давления, имеющей прямолинейный фронт, с последовательно изменяемой амплитудой, регистрируют с помощью датчиков временные зависимости давления в среде и

параметра нагруженности оболочки в нескольких сечениях, перпендикулярных продоЛ|Ьной оси .оболочки, и определяют выпучивание оболочки, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и

стоимости исследования оболочки, помещенной в грунт, в качестве параметра нагруженности оболочки измеряют контактное давление грунта на поверхность оболочки, регистрируют временную зависимость контактного давления в одной точке каждого сечения, датчики давления размещают в грунте на расстоянии от оболочки не менее ее диаметра в данных сечениях, сравнивают между собой временные зависимости давления в грунте и контактного давления и по наличию на второй зависимости точки перегиба, отсутствующей в тот же момент времени на первой зависимости и соответствующей первому минимуму скорости изменения контактного давления, определяют выпучивание оболочки.

/////

Г

13

//////////.

Изобретение относится к технике дин,а- мических испытаний оболочек и обеспечивает снижение трудоемкости и стоимости исследования оболочки, помещенной в грунт. Для этого выпучивание помещенной в грунт круговой замкнутой оболочки, нагружаемой внещнёй волной давления с прямо- линейным фронтом, определяют сравнением регистрируемых временных зависимостей давления в грунте и контактного давления грунта на поверхность оболочки. Критерием выпучивания оболочки в данном сечении служит наличие на временной зависимости контактного давления точки перегиба, отсутствующей в тот же момент времени на временной зависимости давления в грунте и соответствующей первому максимуму скорости изменения контактного давления. В каждом исследуемом сечении оболочки регистрируют контактное давление грунта только.в одной точке. Датчики давления размещают в грунте на расстоянии от обрлочки не менее ее диаметра в исследуемых сечениях. Это исключает влияние искажений волны давления в грунте вблизи оболочки. Благодаря измерению в качестве параметра нагруженности оболочки контактного давления в грунте сокращается число датчиков, необходимое для выявления выпучивания оболочки.4 ил.(Лс

Jcut

дам

(Г: еж

Фмг. 2

Фиг1

Т,б

Ф«г.

/6w т