Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33368
Назва: | The influence of the thickness of the elastic spherical shell with liquid on its stress-strain state |
Інші назви: | Вплив товщини пружної сферичної оболонки з рідиною на її напружено-деформований стан |
Автори: | Шептилевський, Олексій Вікторович Sheptylevskyi, Oleksii |
Приналежність: | Миколаївський національний аграрний університет, Миколаїв, Україна Mykolaiv National Agrarian University, Mykolayiv, Ukraine |
Бібліографічний опис: | Sheptylevskyi O. The influence of the thickness of the elastic spherical shell with liquid on its stress-strain state / Oleksii Sheptylevskyi // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2020. — Vol 99. — No 3. — P. 34–43. |
Bibliographic description: | Sheptylevskyi O. (2020) The influence of the thickness of the elastic spherical shell with liquid on its stress-strain state. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 99, no 3, pp. 34-43. |
Є частиною видання: | Вісник тернопільського національного технічного університету, 3 (99), 2020 Scientific journal of the Ternopil national technical university, 3 (99), 2020 |
Журнал/збірник: | Вісник тернопільського національного технічного університету |
Випуск/№ : | 3 |
Том: | 99 |
Дата публікації: | 18-вер-2020 |
Дата подання: | 23-кві-2020 |
Дата внесення: | 23-гру-2020 |
Видавництво: | ТНТУ TNTU |
Місце видання, проведення: | Тернопіль Ternopil |
DOI: | https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.03.034 |
УДК: | 539.3 |
Теми: | гідропружність газова порожнина сферична хвиля пружна сферична оболонка взаємодія середовищ відрив рідини переміщення поверхні оболонки hydroelasticity gas cavity spherical wave elastic spherical shell interaction of environments liquid separation shell surface movement |
Кількість сторінок: | 10 |
Діапазон сторінок: | 34-43 |
Початкова сторінка: | 34 |
Кінцева сторінка: | 43 |
Короткий огляд (реферат): | Розглянуто динамічну систему, яка складається з пружної сферичної оболонки,
заповненої рідиною з газовою порожниною в центрі. Газова порожнина є джерелом збудження системи
при введені в неї енергії. Після вводу енергії газова порожнина збільшується, формуючи хвилю тиску в
рідині, яка надходить до оболонки й таким чином система виходить зі стану рівноваги. Пульсації газової
порожнини є центрально-симметричними та описуються рівнянням балансу енергії. При розв’язуванні
задачі взаємодії порожнини з рідиною враховано нелінійність пульсацій порожнини. Динаміка пружної
сферичної оболонки визначається системою рівнянь її руху в сферичній системі координат. Система
визначає залежність переміщень та кутів повороту серединної поверхні від зусиль та моментів.
Побудову розв’язків системи виконано за допомогою числових методів. Алгоритм взаємодії рідини та
оболонки виконано з урахуванням можливості відриву рідини від поверхні оболонки та утворення
кавітаційної порожнини на границі розподілу середовищ. Досліджено вплив товщини оболонки та її
закріплення на динаміку системи, зокрема стосовно впливу товщини на амплітуду та інтенсивність
пульсацій. Зі збільшенням товщини оболонки зменшується амплітуда її пульсацій та їх інтенсивність,
унаслідок чого значно ускладнюється відрив рідини від оболонки та утворення кавітаційної порожнини
на границі розподілу середовищ. Розглянуто можливість моделювання закріплення частини поверхні
оболонки та залежність її динаміки поблизу площадки закріплення від зміни товщини оболонки. При
закріпленні спостерігалося значне підвищення тиску на границі та збільшення напружень оболонки в околі
закріплення в певний момент часу внаслідок фокусування хвиль тиску на границі рідина – оболонка.
Збільшення товщини оболонки призводить до зменшення інтенсивності переміщень та поворотів
поверхні поблизу закріплення. Investigations of the dynamics of the system consisting of elastic spherical shell filled with ideal compressible fluid and gas cavity in the center of the system are presented in this paper. The excitation pulse- modulated source is introduced into the gas cavity in the center of the system. The effect of the shell thickness on its dynamics and the stress-state during the pulsations is investigated. The results for radial displacements changes of the middle surface, the thickness of the fluid separation from the shell, the stress intensity in the shell during its free pulsations are obtained. The comparison of calculations for the separation thickness in cases of free and partially fixed shell is carried out. |
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33368 |
ISSN: | 2522-4433 |
Власник авторського права: | © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2020 |
URL-посилання пов’язаного матеріалу: | https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2017.03.007 https://doi.org/10.1007/s10958-013-1291-z https://doi.org/10.1016/S0895-7177(97)00261-6 https://doi.org/10.7242/1999-6691/2010.3.4.36 https://doi.org/10.1121/1.1911668 https://doi.org/10.1007/s00707-012-0692-2 https://doi.org/10.1121/1.409992 https://doi.org/10.4236/oja.2011.12003 https://doi.org/10.1121/1.1918982 https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2014.04.016 |
Перелік літератури: | 1. Ясній П. В., Пиндус Ю. І., Гудь М. І. Аналіз частот і форм власних коливань підсилених циліндричних оболонок. Вісник ТНТУ. 2016. Том 83. № 3. С. 7–15. (Механіка та матеріалознавство). 2. Yasniy P., Pyndus Y., Hud M. Methodology for the experimental research of reinforced cylindrical shell forced oscillations. Вісник ТНТУ. 2017. Том 86. № 2. С. 7–13. (Механіка та матеріалознавство). 3. Mikulich O., Shvabjuk V. Investigation of the shock waves impact on the dynamic stress state of medium with the system of tunnel cavities. Вісник ТНТУ. 2017. Том 87. № 3. С. 7–15. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2017.03.007 4. Sheptilevskiy А.V. Sheptilevskiy А. V., Коsenkov V. М., Selezov I. T. Three-dimensional model of a hydroelastic system bounded by a spherical shell. Journal of Mathematical Sciences. Vol. 190. No. 6. 2013. https://doi.org/10.1007/s10958-013-1291-z 5. Краковская Е. В. О приложении теории оболочек к некоторым задачам офтальмологии. Российский журнал биомеханики. 2006. №1. С. 52-58. 6. Типясев А. С. О деформации сферической оболочки, заполненной несжимаемой жидкостью, при воздействии кругового растяжения по экватору. Российский журнал биомеханики. 2008. Том 12. № 2 (40). С. 60-65. 7. Charalambopoulos A., Dassios G., Fotiadis D. I., Massalas C. V. Dynamic characteristics of the human skull-brain system. Mathematical and computer modelling. 27 (2). Р. 81–101. https://doi.org/10.1016/S0895-7177(97)00261-6 8. Куропатенко В. Ф., Андреев Ю. Н. О моделировании динамических процессов в сферических и цилиндрических оболочках. Вычислительная механика сплошных сред. 2010. Т. 3. № 4. С. 53-67. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2010.3.4.36 9. Advani S. H., Lee Y. C. Free vibrations of fluid-filled spherical shells. J. Sound and Vibr. 1970. 12. № 4. P. 453–462. 10. Ali E. Vibrations of fluid-filled spherical shells. J. Acoust. Soc. Amer. 1969. Vol. 46. № 1. Pt. 2. P. 186–190. https://doi.org/10.1121/1.1911668 11. Fazelzadeh S. Ahmad, Esmaeal Ghavanloo Coupled axisymmetric vibration of nonlocal fluid-filled closed spherical membrane shell. Acta MechanicaSeptember. 2012. Vol. 223. Issue 9, pp. 2011–2020. https://doi.org/10.1007/s00707-012-0692-2 12. Mingsion R. B., Kuorung W. Free vibration of a thin spherical shell containing a compressible fluid. J. Acoust. Soc. Amer. 1994. Vol. 95. № 6. P. 3300–3310. https://doi.org/10.1121/1.409992 13. Shah S. A., Tajuddin M. On axially symmetric vibration of fluid filled poroelastic spherical shells. Open Journal of Acoustics. 2011. 1. P. 15-26. https://doi.org/10.4236/oja.2011.12003 14. Наугольных К. А., Рой Н. А. Электрические разряды в воде. М.: Наука, 1977. 151 с. 15. Prasad C. On vibrations of spherical shells. J. Acoust. Soc. Amer. 1964. 36. № 3. P. 489–494. https://doi.org/10.1121/1.1918982 16. Шептилевский А. В., Селезов И. Т., Косенков В. М. Численное моделирование нелинейной динамики газовой сферической полости при ее начальних пульсациях в жидкости. Прикладная гидромеханика. 2015. № 2. 17 (89). С. 70-77. 17. Xi L., Cen Z., Chen J. A Second-order Finite Difference Scheme for a Type of Black-Scholes Equation. International Journal of Nonlinear Sciencs. 2008. Vol. 6. No. 3. P. 238–245. 18. Шептилевский А. В., Косенков В. М. Пульсации сферической оболочки с жидкостью при вводе энергии в центре. Прикладная гидромеханика. 2014. № 1. 16 (88). С. 70-77. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2014.04.016 19. Шептилевский А. В., Селезов И. Т., Косенков В. М. Динамическое контактное взаимодействие упругой сферической оболочки и заполняющей её жидкости с учётом кавитации. Прикладная гидромеханика. 2013. № 2. 15 (87). С. 73-84. |
References: | 1. Yasniy P., Pyndus Y., Hud M. (2016) Analiz chastot i form vlasnykh kolyvan pidsylenykh tsylindrychnykh obolonok [Analysis of natural frequencies and shapes of stringer-stiffened cylindrical shells]. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 83, no 3, pp. 7–15. [In Ukrainian]. 2. Yasniy P., Pyndus Y., Hud M. (2017) Methodology for the experimental research of reinforced cylindrical shell forced oscillations. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 86, no 2, pp. 7–13. [In English]. 3. Mikulich O., Shvabjuk V. Investigation of the shock waves impact on the dynamic stress state of medium with the system of tunnel cavities. Vysnyk ТNТU. Т.: ТNТU, 2017. Тоm 87. 3. P. 7–15 https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2017.03.007 4. Sheptilevskiy А. V., Коsenkov V. М., Selezov I. T. Three-dimensional model of a hydroelastic system bounded by a spherical shell. Journal of Mathematical Sciences. Vol. 190. No. 6. 2013. https://doi.org/10.1007/s10958-013-1291-z 5. Krakovskaia E. V. O prylozhenyy teoryy obolochek k nekotorыm zadacham oftalmolohyy. Rossyiskyi zhurnal byomekhanyky. 2006. No. 1, pp. 52–58. 6. Typiasev A. S. O deformatsyy sferycheskoi obolochky, zapolnennoi neszhymaemoi zhydkostiu, pry vozdeistvyy kruhovoho rastiazhenyia po эkvatoru. Rossyiskyi zhurnal byomekhanyky. 2008, tom 12, no. 2 (40), pp. 60–65. 7. Charalambopoulos A., Dassios G., Fotiadis D. I., Massalas C. V. Dynamic characteristics of the human skull-brain system. Mathematical and computer modelling. 27 (2). P. 81–101. https://doi.org/10.1016/S0895-7177(97)00261-6 8. Kuropatenko V. F., Andreev Yu. N. O modelyrovanyy dynamycheskykh protsessov v sferycheskykh y tsylyndrycheskykh obolochkakh. Vichyslytelnaia mekhanyka sploshnykh sred. 2010. T. 3. No. 4. P. 53–67. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2010.3.4.36 9. Advani S. H., Lee Y. C. Free vibrations of fluid-filled spherical shells. J. Sound and Vibr. 1970. 12. No. 4. P. 453–462. 10. Ali E. Vibrations of fluid-filled spherical shells. J. Acoust. Soc. Amer. 1969. Vol. 46. No. 1. Pt. 2. P. 186–190. https://doi.org/10.1121/1.1911668 11. Fazelzadeh S. Ahmad, Esmaeal Ghavanloo Coupled axisymmetric vibration of nonlocal fluid-filled closed spherical membrane shell. Acta MechanicaSeptember. 2012. Vol. 223. Issue 9, pp 2011–2020. https://doi.org/10.1007/s00707-012-0692-2 12. Mingsion R. B., Kuorung W. Free vibration of a thin spherical shell containing a compressible fluid. J. Acoust. Soc. Amer. 1994. Vol. 95. No. 6. P. 3300–3310. https://doi.org/10.1121/1.409992 13. Shah S. A., Tajuddin M. On axially symmetric vibration of fluid filled poroelastic spherical shells. Open Journal of Acoustics. 2011. 1. P. 15-26. https://doi.org/10.4236/oja.2011.12003 14. Naugolnih K. A., Roy N. A. Elektrycheskye razryadi v vode. M.: Nauka, 1977. 151 p. 15. Prasad C. On vibrations of spherical shells. J. Acoust. Soc. Amer. 1964. 36. No. 3. P. 489–494. https://doi.org/10.1121/1.1918982 16. Sheptylevskyi A. V., Selezov Y. T., Kosenkov V. M. Chyslennoe modelyrovanye nelyneinoi dynamyky gazovoi sferycheskoi polosty pry ee nachalnykh pulsatsyiakh v zhydkosty. Prykladnaia hydromekhanyka. 2015. No. 2. 17 (89). P. 70–77. 17. Xi L., Cen Z., Chen J. A Second-order Finite Difference Scheme for a Type of Black-Scholes Equation. Journal of Nonlinear Sciencs. 2008. Vol. 6. No. 3. P. 238–245. 18. Sheptylevskyi A. V., Kosenkov V. M. Pulsatsyy sferycheskoi obolochky s zhydkostiu pry vvode эnerhyy v tsentre. Prykladnaia hydromekhanyka. 2014. No. 1. 16 (88). P. 70–77. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2014.04.016 19. Sheptylevskyi A. V, Selezov Y. T., Kosenkov V. M. Dynamycheskoe kontaktnoe vzaymodeistvye upruhoi sferycheskoi obolochky y zapolniaiushchei eё zhydkosty s uchёtom kavytatsyy. Prykladnaia hydromekhanyka. 2013. No. 2. 15 (87). P. 73–84. |
Тип вмісту: | Article |
Розташовується у зібраннях: | Вісник ТНТУ, 2020, № 3 (99) |
Файли цього матеріалу:
Файл | Опис | Розмір | Формат | |
---|---|---|---|---|
TNTUSJ_2020v99n3_Sheptylevskyi_O-The_influence_of_the_34-43.pdf | 6,25 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити | |
TNTUSJ_2020v99n3_Sheptylevskyi_O-The_influence_of_the_34-43.djvu | 531,92 kB | DjVu | Переглянути/відкрити | |
TNTUSJ_2020v99n3_Sheptylevskyi_O-The_influence_of_the_34-43__COVER.png | 1,21 MB | image/png | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.