ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ ВІЛЬНИХ КОЛИВАНЬ ПРЯМОКУТНИХ ПЛАСТИН НА ОСНОВІ РІЗНИХ ПІДХОДІВ

  • О. Я. Григоренко Інститут механіки ім. С. П. Тимошенка НАН України
  • М. Ю. Борисенко Інститут механіки ім. С. П. Тимошенка НАН України
  • О. В. Бойчук Миколаївський національний аграрний університет
  • В. С. Новицький Миколаївський муніципальний колегіум ім. В. Д. Чайки
Ключові слова: метод скінченних елементів, метод Релея-Рітца, частоти і форми вільних коливань, квадратна пластина, жорстке закріплення

Анотація

Визначаються частоти та форми вільних коливань тонкої жорстко закріпленої квадратної пластини сталої товщини на основі двох чисельних методів. Дослідження проводились методом скінченних елементів (МСЕ), який реалізовано на ліцензійному програмному засобі Femap з розв’язувачем NX Nastran і методом Релея-Рітца, який модифіковано та реалізовано на ЕОМ у середовищі Delphi. Достовірність отриманих результатів забезпечується використанням обґрунтованої математичної моделі, коректністю постановки задачі, розв’язуванням тестових задач та практичною збіжністю розрахованих частот методом скінченних елементів і методом Релея-Рітца. У результаті дослідження у формулі методу Релея-Рітца виділено три коефіцієнти, що характеризують геометричні розміри пластини, фізико-механічні властивості матеріалу і форму коливань, зроблено уточнення останнього коефіцієнта, що підвищило точність розрахунку. Створено програму в середовищі Delphi та поширено МСЕ для розрахунку частот і форм вільних коливань. Результати розрахованих частот мають хорошу збіжність з результатами, отриманими іншими авторами експериментальним та чисельним методами. Проведено порівняльний аналіз частот і форм вільних коливань розглянутої пластини, розрахованих двома чисельними методами.

Посилання

1. Tomotika S. The transverse vibration of a square plate clamped at four edges. Philosophical Magazine. 1936. Ser.7 2l (142). P. 745–760.
2. Leissa A. W. The Free Vibration of Rectangular Plates. Journal of Sound and Vibration. 1973. 31. P. 257–293.
3. Leissa A. W. The historical bases of the Rayleigh and Ritz methods. Journal of Sound and Vibration. 2005. 287. P. 961–978.
4. Гонткевич B. C. Собственные колебания пластинок и оболочек: справочник. Киев: Наук. думка, 1964. 288 с.
5. Прочность. Устойчивость. Колебания: справочник в 3 т. / под общей ред. И. А. Биргера и Я. Г. Пановко. Москва: Машиностроение, 1968. Т. 3. 567 с.
6. Тимошенко С. П. Колебания в инженерном деле. Москва: Наука, 1967. 444 с.
7. Ma C.-C., Huang C.-H. Experimental whole-field interferometry for transverse vibration of plates. Journal of Sound and Vibration. 2004. 271. P. 493–506.
8. Алгазин С. Д. Вычислительный эксперимент в задаче о свободных колебаниях прямо-угольной пластины. Наука и техника транспорта. 2016. № 4. С. 100–107.
9. Нестеров С. В. Изгибные колебания квадратной пластины, защемленной по контуру. Механика твердого тела. 2011. № 6. С. 159–165.
10. Grigorenko A. Ya., Tregubenko T. V. Numerical and experimental analysis of natural vibra-tions of rectangular plates with variable thickness. International applied mechanics. 2000. Vol. 36, № 2. P. 268–270.
11. Grigorenko A. Ya., Efimova T. L. Spline-approximation method applied to solve natural-vibration problems for rectangular plates of varying thickness. International applied mechan-ics. 2005. Vol. 41, № 10. P. 1161–1169.
12. Grigorenko Ya. M., Grigorenko A. Ya., Efimova T. L. Spline-based investigation of natural vibrations of orthotropic rectangular plates of variable thickness within classical and refined theories. Journal of mechanics of materials and structures. 2008. Vol. 3, No. 5. P. 929–952.
13. Комп’ютерне моделювання вільних коливань тонких пластин з різних матеріалів / М. Ю. Борисенко, О. В. Бойчук, І. А. Борисенко та ін. Геометричне моделювання та інформаційні технології. 2016. № 2. С. 29–33.
14. Рудаков К. Н. FEMAP 10.2.0. Геометрическое и конечно-элементное моделирование кон-струкцій. Киев: НТУУ «КПИ», 2011. 317 с.
Опубліковано
2020-03-02
Як цитувати
Григоренко, О. Я., Борисенко, М. Ю., Бойчук, О. В., & Новицький, В. С. (2020). ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ ВІЛЬНИХ КОЛИВАНЬ ПРЯМОКУТНИХ ПЛАСТИН НА ОСНОВІ РІЗНИХ ПІДХОДІВ. Computer Science and Applied Mathematics, (1), 33-41. вилучено із http://journalsofznu.zp.ua/index.php/comp-science/article/view/233