Стаття

Отримано 15.11.2024

Доопрацьовано 27.02.2025

Прийнято 29.03.2025

Взято з Вип. 117, Ч. 1, 2025

Сторінки 76 -85

Ilchenko, I., & Gorbunovich, I. (2025). ANALYSIS OF THE EFFECT OF TRANSVERSE SHEAR DEFORMATION ON THE STIFFNESS OF SHORT BEAMS. Automobile Roads and Road Construction, (117.1), 76-85. https://doi.org/10.33744/0365-8171-2025-117.1-076-085

АНАЛІЗ ВПЛИВУ ДЕФОРМАЦІЙ ПОПЕРЕЧНОГО ЗСУВУ НА ЖОРСТКІСТЬ КОРОТКИХ БАЛОК

Ірина Ільченко Ірина Горбунович

статті вивчаються деформації коротких пружних балок різного поперечного перерізу, що виникають під дією зовнішнього зосередженого та рівномірно розподіленого навантаження. Досліджується вплив деформацій поперечного зсуву на жорсткість балок. Як математична модель задачі пропонується диференціальне рівняння другого порядку, побудоване з урахуванням деформацій чистого згинання й поперечного зсуву. Граничні умови задано для шарнірно-опертих і консольних балок. Крайова задача розв’язується аналітично і чисельним методом скінченних елементів (МСЕ), який дозволяє керувати різним рівнем точності. Знайдено максимальні прогини балок з різними типами перерізів (прямокутним, двотавровим, круглим та кільцевим). Для знаходження прогинів в балках застосовано теорію балок С.П.Тимошенка. Проте сучасне проєктування складних об'єктів неможливе без використання систем автоматизованого проєктування (САПР), які дозволяють створювати більш точні моделі конструкцій та аналізувати їх поведінку в умовах, наближених до реальних. За допомогою САПР (з вбудованими інструментами скінченно-елементного аналізу) можна досліджувати поведінку та виявляти особливості деформацій як окремих елементів, так і об'єкта в цілому. Тривимірне скінченно-елементне моделювання консольних балок виконано на основі обчислювальних комплексів SCAD та LIRA. Побудовано графіки практичної збіжності по прогинам для тонкостінних консольних балок. Порівняння аналітичного і чисельного розв’язків крайової задачі показало високий рівень їх збіжності, що свідчить про точність і ефективність застосованих підходів. Отримані результати мають практичне значення для інженерів-проектувальників, зокрема в контексті аналізу деформацій коротких балок у процесі розробки конструкцій з різними геометричними перерізами. Результати досліджень також варто використовувати в навчальному процесі під час викладання курсу «Опір матеріалів»

шарнірно-оперта балка, консольна балка, тонкостінні поперечні перерізи, параметричні поперечні перерізи, жорсткість балки, деформації поперечного зсуву, скінченно-елементний обчислювальний комплекс, обчислювальний комплекс LIRA, обчислювальний комплекс SCAD
  1. Varvak, P.M. (1977). New methods for solving problems in strength of materials. Kyiv: Vyshcha Shkola.
  2. Ilchenko, I., Marchenko, N., & Grinevitzkiy, B. (2023). Transverse shear deformations for deflections of thin-walled beams. Automobile Roads and Road Construction, 114(1), 45-54. doi: 10.33744/0365-8171-2023-114.1-045-054.
  3. Barabash, M.S., Kozlov, S.V., & Medvedenko, D.V. (2012). Computer technologies for the design of metal structures: Study guide. Kyiv: National Aviation University. 
  4. Karpilovskyy, V.S., Kryksunov, E.Z., Maliarenko, A.A., Perelmuter, A.V., Perelmuter, M.A., & Fialko, S.Y. (2024). SCAD Office. Version 23. SCAD++ system. Kyiv: SCAD SOFT Publishing House.
  5. Strilets-Striletskyi, E.B., Zhuravlov, O.V., & Vodopyanov, R.Yu. (2019). LIRA-SAPR. Book I. Fundamentals. Kyiv: Liraland.
  6. Chykhladze, E.D. (2011). Structural mechanics: Textbook. Kharkiv: Ukrainian State University of Railway Transport.
  7. Karpilovskyy, V.S. (2022). Finite element method and problems in elasticity theory. Kyiv: Sofia A. 

https://doi.org/10.33744/0365-8171-2025-117.1-076-085