НАПРУЖЕНО - ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН ВЕРТИКАЛЬНОЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ МЕТАЛЕВОЇ ОБОЛОНКИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРНОМУ КЛІМАТИЧНОМУ ВПЛИВІ

Анотація

Для зберігання зернистих сипких матеріалів широко використовуються вертикальні циліндричні ємності. Огороджувальна бічна поверхня таких ємностей виконується у вигляді циліндричних металевих кругових оболонок з постійною або зі шматково-постійною по висоті оболонки товщиною стінки. Відомі конструкції для зберігання сипких матеріалів резервуарного типу з установкою циліндричної оболонки на кільцевому фундаменті з шарнірно-нерухомим кріпленням оболонки до фундаменту. Тонкостінні оболонки роблять підвісними до несучих конструкцій сховищ. Для стабілізації циліндричної форми оболонки та її положення у просторі підвісні оболонки піддають попередньому натягу у вертикальному напрямку. У процесі експлуатації сховища бувають порожніми та заповненими сипучими матеріалами, схильні до впливу навколишнього середовища у вигляді вітрових та температурних кліматичних впливів.

Об'єктом дослідження даної роботи є огороджувальні конструкції сховищ зернистих сипучих матеріалів у вигляді вертикальних кругових циліндричних тонкостінних металевих оболонок, в загальному випадку кусково-постійної товщини, схильні до температурно-кліматичних впливів навколишнього середовища ‒ зміни температури зовнішнього повітря, прямої та розсіяної сонячної радіації.

Предметом дослідження є компоненти напружено-деформованого стану оболонки, зумовлені зміною температурних кліматичних впливів. Виконані дослідження температурних полів оболонок сховищ на моделях та натурних об'єктах дозволили обґрунтувати завдання температурного поля циліндричних оболонок сховищ рядами Фур'є.

Одностороннє сонячне нагрівання повністю освітленої сонцем циліндричних оболонок сховищ наводить у стінці оболонки плоске, симетричне щодо нормалі падіння сонячних променів, температурне поле, яке можна представити рядом Фур'є з п'ятьма членами ряду розкладання по косинусах. За наявності поруч розташованої з оболонкою споруди, яка закриває по всій висоті половину оболонки в окружному напрямку, температурне поле описується рядом Фур'є, що містить по 10 гармонік розкладання по синусах і косинусах.

Мала товщина оболонки, значний радіус кривизни оболонок, великий коефіцієнт температуропровідності металів забезпечують малу мінливість температури оболонки по товщині, можливість опису напружено-деформованого стану оболонки безмоментну теорію і простий крайовий ефект.

Отримані у рядах Фур'є формули для зусиль безмоментного стану, нев'язки якого в стиках поясів оболонки різної товщини та в опорних зонах ліквідуються простим крайовим ефектом.