首页 > 最新文献

International Journal for Computational Civil and Structural Engineering最新文献

英文 中文
RESONANT VORTEX EXCITATION OF HIGH-RISE STRUCTURES 高层结构的共振涡激励
Q4 Engineering Pub Date : 2023-06-27 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-2-60-70
Anastasia Karakozova, Vladimir Mondrus
Subject of the research: Today, the design of flexible, extended in length and height structures of transport, industry, communication is one of the important directions of construction development. Such structures include continuous extended metal constructions such as chimneys, poles, billboards, monuments, bridges, pipelines. Besides ensuring the limit states for strength and deformability, there is another important condition for the durable operation of metal structures which is the absence of aerodynamic instability phenomena (mainly wind resonance) during the whole service life. Objectives: Review of the background, analysis of accidents that have occurred, proposals to avoid such situations at the design stage and in the occurrence of emergency conditions at existing facilities. Materials and methods: Review and analysis of existing data and proposals for further improvement of calculation and design methods. Results: The paper analyzes the mechanisms of the main types of aerodynamic instability (wind resonance, flutter, galloping, oscillations in the airfoil) on different types of structures, presents particular cases of the history of famous unique constructions and the authors' calculation practice, describes the ways to avoid this type of phenomena in the design of new buildings or in emergency situations on existing structures. Conclusions: The phenomena described in the article are applicable to an extremely narrow area of construction and are often ignored in calculation and design. This article is intended to draw special attention to these phenomena not only for designers, but also for research engineers in order to create new mechanisms for their analysis.
研究课题:当今,设计灵活、长度和高度可扩展的交通、工业、通信结构是建筑发展的重要方向之一。这些结构包括连续延伸的金属结构,如烟囱、电线杆、广告牌、纪念碑、桥梁、管道。除了确保强度和可变形性的极限状态外,金属结构持久运行的另一个重要条件是在整个使用寿命期间没有空气动力不稳定现象(主要是风共振)。目的:审查背景,分析已经发生的事故,提出在设计阶段和在现有设施发生紧急情况时避免这种情况的建议。材料和方法:回顾和分析现有数据,并提出进一步改进计算和设计方法的建议。结果:分析了不同类型结构的主要气动失稳类型(风共振、颤振、驰动、翼型振荡)的机理,介绍了著名独特建筑的历史和作者的计算实践,阐述了在新建筑设计或现有结构的紧急情况下避免这类现象的方法。结论:文中所描述的现象适用于极其狭窄的施工区域,在计算和设计中往往被忽略。本文旨在引起设计师和研究工程师对这些现象的特别关注,以便为他们的分析创造新的机制。
{"title":"RESONANT VORTEX EXCITATION OF HIGH-RISE STRUCTURES","authors":"Anastasia Karakozova, Vladimir Mondrus","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-2-60-70","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-2-60-70","url":null,"abstract":"Subject of the research: Today, the design of flexible, extended in length and height structures of transport, industry, communication is one of the important directions of construction development. Such structures include continuous extended metal constructions such as chimneys, poles, billboards, monuments, bridges, pipelines. Besides ensuring the limit states for strength and deformability, there is another important condition for the durable operation of metal structures which is the absence of aerodynamic instability phenomena (mainly wind resonance) during the whole service life. Objectives: Review of the background, analysis of accidents that have occurred, proposals to avoid such situations at the design stage and in the occurrence of emergency conditions at existing facilities. Materials and methods: Review and analysis of existing data and proposals for further improvement of calculation and design methods. Results: The paper analyzes the mechanisms of the main types of aerodynamic instability (wind resonance, flutter, galloping, oscillations in the airfoil) on different types of structures, presents particular cases of the history of famous unique constructions and the authors' calculation practice, describes the ways to avoid this type of phenomena in the design of new buildings or in emergency situations on existing structures. Conclusions: The phenomena described in the article are applicable to an extremely narrow area of construction and are often ignored in calculation and design. This article is intended to draw special attention to these phenomena not only for designers, but also for research engineers in order to create new mechanisms for their analysis.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"27 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135454349","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ПРОЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, ВЫПОЛНЕННЫХ МЕТОДОМ КОНТАКТНОЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ СВАРКИ 接触电容焊铝合金化合物强度
Q4 Engineering Pub Date : 2023-06-27 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-2-42-50
А В Коргин
В настоящее время алюминиевые сплавы находят широчайшее применение в самых разнообразных сферах промышленного производства и строительства за счет уникальных свойств физико-механических, позволяющих создавать легкие, прочные, надежные, коррозионностойкие и эстетичные конструкции и изделия самого разнообразного назначения. Тем не менее, алюминиевые сплавы обладают рядом недостатков, основным из которых является более сложный и дорогостоящий процесс изготовления сварных конструкций, требующий применения более совершенных технологий – аргонодуговой сварки и сварки трением с перемешиванием, а также квалифицированного персонала по сравнению с классической электросваркой конструкций из стали. К подобным технологиям также относятся современные методы лазерной сварки и контактной конденсаторной точечной сварки, оборудование для которой достаточно компактно и мобильно, а его использование не требует персонала высокой квалификации по сравнению с другими технологиями сварки алюминия. Существующая нормативная документация РФ по контактной конденсаторной точечной сварке не дает достаточных рекомендаций по проектированию и расчету прочности соединений данного типа, что требует дополнительных экспериментальных исследований таких соединений. Целью настоящей работы явилось экспериментальное определение прочности соединений двух типов, выполненных с помощью технологии конденсаторной сварки и работающих на растяжение и срез – узлов потолочной подвески листов и профилей алюминиевого сплава АМГ2М к стержневым резьбовым тягам, выполненным из алюминиевого сплава АМГ3. Для этого были испытаны 18 соединений указанных типов и выполнены контрольные расчеты нормативными методами на растяжение и срез с целью оценки их применимости для расчетов соединений данных типов.
铝合金目前在各种工业生产和建筑领域的应用最为广泛,其物理机械特性使其能够产生轻型、结实、可靠、腐蚀性、审美结构和各种用途的产品。然而,铝合金有许多缺点,其中最主要的是更复杂、更昂贵的焊接过程,需要采用更先进的技术——弧形焊接和摩擦焊接——以及与经典钢制结构相比的熟练人员。这种技术还包括现代激光焊接和接触电容点焊接技术,其设备紧凑且可移动,使用不需要比其他铝焊接技术更熟练的人员。现有的rf电容点焊规范文件没有提供足够的建议来设计和计算这种化合物的强度,这需要进一步的实验研究。本项工作的目的是试点确定电容焊接和拉伸技术的两种化合物的强度,这两种技术是由电容焊接和拉伸技术提供的。为此,已经测试了18种类型的连接,并通过规范化方法进行了控制计算,以评估它们是否适用于这些类型的连接。
{"title":"ПРОЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, ВЫПОЛНЕННЫХ МЕТОДОМ КОНТАКТНОЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ СВАРКИ","authors":"А В Коргин","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-2-42-50","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-2-42-50","url":null,"abstract":"В настоящее время алюминиевые сплавы находят широчайшее применение в самых разнообразных сферах промышленного производства и строительства за счет уникальных свойств физико-механических, позволяющих создавать легкие, прочные, надежные, коррозионностойкие и эстетичные конструкции и изделия самого разнообразного назначения. Тем не менее, алюминиевые сплавы обладают рядом недостатков, основным из которых является более сложный и дорогостоящий процесс изготовления сварных конструкций, требующий применения более совершенных технологий – аргонодуговой сварки и сварки трением с перемешиванием, а также квалифицированного персонала по сравнению с классической электросваркой конструкций из стали. К подобным технологиям также относятся современные методы лазерной сварки и контактной конденсаторной точечной сварки, оборудование для которой достаточно компактно и мобильно, а его использование не требует персонала высокой квалификации по сравнению с другими технологиями сварки алюминия. Существующая нормативная документация РФ по контактной конденсаторной точечной сварке не дает достаточных рекомендаций по проектированию и расчету прочности соединений данного типа, что требует дополнительных экспериментальных исследований таких соединений. Целью настоящей работы явилось экспериментальное определение прочности соединений двух типов, выполненных с помощью технологии конденсаторной сварки и работающих на растяжение и срез – узлов потолочной подвески листов и профилей алюминиевого сплава АМГ2М к стержневым резьбовым тягам, выполненным из алюминиевого сплава АМГ3. Для этого были испытаны 18 соединений указанных типов и выполнены контрольные расчеты нормативными методами на растяжение и срез с целью оценки их применимости для расчетов соединений данных типов.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"74 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80743489","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
RESUDIAL STRESSES IN I-BEAMS AND ITS EFFECT ON RODS BUCKLING 工字梁残余应力及其对杆屈曲的影响
Q4 Engineering Pub Date : 2023-06-27 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-2-172-187
Denis Konin, Alexander Fimkin, A. Olurombi
Stability calculation of steel rods should consider residual stresses, as well as local imperfections (bends, buckling). Codes of EU, USA, PCR considering difference between welded and rolled I-beams on compression and compression with bending. Coefficient of longitudinal bending has values that consider the presence of different values of residual stresses for welded and rolled I-beams. Russian code for the design of steel structures (SP 16.13330) for conditionally centrally compressed rods does not distinguish between methods of I-beams production. To determine residual stresses, a wide range of Russian profiles with different thin-walled was studied. Residual stresses for small-sized profiles were carried out by partitioning, for large I-beams - by drilling blind holes. The actual values of residual stresses in flanges and walls are established; most suitable curves for their approximation are selected. The actual shape of I-beams was also measured with a laser scanner. According to the results of curvature measuring, the limit and average values of local flanges deflection are established. Considering experimental studies, FE-modeling of rods with residual stresses was performed for both rolled and welded I-beams. In addition to code eccentricities, local shape imperfections were modeled. It is established that rolled I-beams show higher values of critical forces than welded ones by 8-16%. This is true for steels C355 and C390 with a lambda-factor of more than 4, and for C255 with lambda-factor more than 3. According to the study, a coefficient is proposed that increases the bearing capacity of rolled I-beams for medium and large flexibilities.
钢棒的稳定性计算应考虑残余应力,以及局部缺陷(弯曲、屈曲)。欧盟、美国、PCR规范考虑了焊接工字钢和轧制工字钢的受压和带弯受压差异。焊接工字钢和轧制工字钢的纵向弯曲系数的取值考虑了残余应力的不同值。条件集中压缩棒的钢结构设计的俄罗斯规范(SP 16.13330)不区分工字梁的生产方法。为了确定残余应力,研究了大范围不同薄壁的俄罗斯型材。对小尺寸型材的残余应力采用分区法,对大工字梁的残余应力采用钻盲孔法。建立了法兰和壁面残余应力的实际值;选择最合适的近似曲线。用激光扫描仪测量了工字光束的实际形状。根据曲率测量结果,建立了法兰局部挠度的极限值和平均值。结合试验研究,对轧制工字钢和焊接工字钢的残余应力进行了有限元模拟。除了编码偏心外,局部形状缺陷也被建模。结果表明,轧制工字钢的临界受力值比焊接工字钢高8-16%。对于系数大于4的C355和C390钢,以及系数大于3的C255钢都是如此。在此基础上,提出了提高中、大挠度轧制工字梁承载力的系数。
{"title":"RESUDIAL STRESSES IN I-BEAMS AND ITS EFFECT ON RODS BUCKLING","authors":"Denis Konin, Alexander Fimkin, A. Olurombi","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-2-172-187","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-2-172-187","url":null,"abstract":"Stability calculation of steel rods should consider residual stresses, as well as local imperfections (bends, buckling). Codes of EU, USA, PCR considering difference between welded and rolled I-beams on compression and compression with bending. Coefficient of longitudinal bending has values that consider the presence of different values of residual stresses for welded and rolled I-beams. Russian code for the design of steel structures (SP 16.13330) for conditionally centrally compressed rods does not distinguish between methods of I-beams production. \u0000To determine residual stresses, a wide range of Russian profiles with different thin-walled was studied. Residual stresses for small-sized profiles were carried out by partitioning, for large I-beams - by drilling blind holes. The actual values of residual stresses in flanges and walls are established; most suitable curves for their approximation are selected. The actual shape of I-beams was also measured with a laser scanner. According to the results of curvature measuring, the limit and average values of local flanges deflection are established. \u0000Considering experimental studies, FE-modeling of rods with residual stresses was performed for both rolled and welded I-beams. In addition to code eccentricities, local shape imperfections were modeled. It is established that rolled I-beams show higher values of critical forces than welded ones by 8-16%. This is true for steels C355 and C390 with a lambda-factor of more than 4, and for C255 with lambda-factor more than 3. According to the study, a coefficient is proposed that increases the bearing capacity of rolled I-beams for medium and large flexibilities.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"83071167","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
CALCULATION MODEL OF A MULTI-STOREY REINFORCED CONCRETE FRAME WITH COMPLEXLY STRESSED BEAMS UNDER ACCIDENTAL IMPACT 具有复杂应力梁的多层钢筋混凝土框架在意外冲击下的计算模型
Q4 Engineering Pub Date : 2023-06-27 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-2-150-160
V. Moskovtseva, S. Fedorov, M. Amelina
A computational model is presented for determining deformations in complexly stressed beams of a structurally non-linear reinforced concrete frame in a transcendental state caused by a special emergency action in the form of a sudden removal of one of the structural elements. The determination of the stress-strain state after the formation of spatial cracks in the reinforced concrete elements of the frame was carried out using the calculated spatial section. At the same time, dynamic additional loads in the design section of the reinforced concrete frame element from a special impact are determined on an energy basis using the “bending moment-curvature” and “torque-angle of rotation” diagrams. The considered calculation algorithm includes the determination of forces in compressed concrete, longitudinal and transverse reinforcement for primary and secondary design schemes and verification of special limit state criteria. The results of a numerical analysis of the effect of cracking, the ratio of torque and bending moment on the stress state in transverse and longitudinal reinforcement and on the dissipative properties of a frame structural system are presented
提出了一种计算模型,用于确定结构非线性钢筋混凝土框架复杂应力梁在结构单元突然移除的特殊紧急作用下处于超越状态时的变形。利用计算得到的空间截面,确定了框架钢筋混凝土构件空间裂缝形成后的应力-应变状态。同时,利用“弯矩-曲率”图和“扭矩-转角”图,以能量为基础确定了钢筋混凝土框架单元设计截面中特殊冲击作用下的动附加荷载。所考虑的计算算法包括压缩混凝土受力的确定、一次和二次设计方案的纵向和横向配筋以及特殊极限状态准则的验证。本文给出了裂缝、弯矩比对框架结构横向和纵向钢筋受力状态及耗散性能影响的数值分析结果
{"title":"CALCULATION MODEL OF A MULTI-STOREY REINFORCED CONCRETE FRAME WITH COMPLEXLY STRESSED BEAMS UNDER ACCIDENTAL IMPACT","authors":"V. Moskovtseva, S. Fedorov, M. Amelina","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-2-150-160","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-2-150-160","url":null,"abstract":"A computational model is presented for determining deformations in complexly stressed beams of a structurally non-linear reinforced concrete frame in a transcendental state caused by a special emergency action in the form of a sudden removal of one of the structural elements. The determination of the stress-strain state after the formation of spatial cracks in the reinforced concrete elements of the frame was carried out using the calculated spatial section. At the same time, dynamic additional loads in the design section of the reinforced concrete frame element from a special impact are determined on an energy basis using the “bending moment-curvature” and “torque-angle of rotation” diagrams. The considered calculation algorithm includes the determination of forces in compressed concrete, longitudinal and transverse reinforcement for primary and secondary design schemes and verification of special limit state criteria. The results of a numerical analysis of the effect of cracking, the ratio of torque and bending moment on the stress state in transverse and longitudinal reinforcement and on the dissipative properties of a frame structural system are presented","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"150 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75778728","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ACOUSTIC EMISSION-BASED DAMAGE DETECTION IN STEEL FRAMED STRUCTURE- A REVIEW 基于声发射的钢框架结构损伤检测研究进展
Q4 Engineering Pub Date : 2023-06-27 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-2-188-204
Mr. Anupam Kumar Biswas, Dr. Aloke Kumar Datta, Dr. Pijush Topdar, Dr. Sanjay Sengupta
Steel structures are commonly utilized in vast areas in industries, and also now a days they are used in residential settings as well. Structures made of steel is a better alternative as their constructions have high strength, light weight and quick compared to other construction materials. Steel structure degradation is frequently related to an engineering system's underperformance and leads to collapse. Therefore, it is essential to identify the problem and take remedial steps to make sure that structures function as intended throughout their design lives. Among the best non-destructive assessment methods for finding problems is acoustic emission (AE). The current study evaluates the available literature on this method in a few major areas and discusses historical advances in each category. The pros and cons of each approach are discussed, and future study directions are suggested. This review examines the fundamental Acoustic Emission techniques and contemporary research to identify damage in different types of steel structures using various localization approaches. This research aims to find the ideal placement for a real-time sensor to detect deterioration in a steel-framed construction. Finally, the artificial intelligence techniques used to identify deterioration in the steel frame construction are discussed.
钢结构在工业中广泛应用,现在也被用于住宅环境中。钢结构是一个更好的选择,因为与其他建筑材料相比,它们的结构强度高,重量轻,速度快。钢结构的退化往往与工程系统性能不佳有关,并导致其倒塌。因此,必须确定问题并采取补救措施,以确保结构在其设计寿命期间按预期功能运行。声发射(AE)是发现问题的最佳无损评估方法之一。目前的研究在几个主要领域评估了关于这种方法的现有文献,并讨论了每个类别的历史进展。讨论了每种方法的优缺点,并提出了未来的研究方向。本文综述了基本声发射技术和当前研究,以识别不同类型的钢结构损伤,使用各种定位方法。这项研究的目的是找到一个实时传感器的理想位置,以检测钢框架结构的恶化。最后,讨论了用于识别钢架结构劣化的人工智能技术。
{"title":"ACOUSTIC EMISSION-BASED DAMAGE DETECTION IN STEEL FRAMED STRUCTURE- A REVIEW","authors":"Mr. Anupam Kumar Biswas, Dr. Aloke Kumar Datta, Dr. Pijush Topdar, Dr. Sanjay Sengupta","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-2-188-204","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-2-188-204","url":null,"abstract":"Steel structures are commonly utilized in vast areas in industries, and also now a days they are used in residential settings as well. Structures made of steel is a better alternative as their constructions have high strength, light weight and quick compared to other construction materials. Steel structure degradation is frequently related to an engineering system's underperformance and leads to collapse. Therefore, it is essential to identify the problem and take remedial steps to make sure that structures function as intended throughout their design lives. Among the best non-destructive assessment methods for finding problems is acoustic emission (AE). The current study evaluates the available literature on this method in a few major areas and discusses historical advances in each category. The pros and cons of each approach are discussed, and future study directions are suggested. This review examines the fundamental Acoustic Emission techniques and contemporary research to identify damage in different types of steel structures using various localization approaches. This research aims to find the ideal placement for a real-time sensor to detect deterioration in a steel-framed construction. Finally, the artificial intelligence techniques used to identify deterioration in the steel frame construction are discussed.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"9 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-06-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"84607214","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
BULK THEORY ELASTICITY FINITE ELEMENT BASED ON PIECEWISE CONSTANT APPROXIMATIONS OF STRESSES 基于应力分段常数近似的体理论弹性有限元
Q4 Engineering Pub Date : 2023-03-29 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-1-168-177
Y. Tyukalov
The solution of the volume theory elasticity problem was obtained on the basis of the additional energy functional and the possible displacements principle. On the basis of the possible displacements’ principle, equilibrium equations for grid nodes are compiled, which are added to the additional energy functional using Lagrange multipliers. Linear functions are taken as possible displacements. The volumetric finite element based on piecewise constant approximations of stresses is presented. The stress fields are continuous along finite element boundaries and discontinuous inside ones. The calculation results of a cantilever beam and a bending plate are presented. The obtained solutions are compared with the solutions by the finite element method in displacements. The proposed finite element makes it possible to obtain more accurate stress values.
基于附加能量泛函和可能位移原理,得到了体积理论弹性问题的解。根据可能位移原理,编制网格节点的平衡方程,利用拉格朗日乘法器将其加入到附加能量泛函中。采用线性函数作为可能的位移。提出了基于分段恒应力近似的体积有限元方法。应力场沿有限元边界是连续的,在有限元边界内是不连续的。给出了悬臂梁和弯曲板的计算结果。将所得解与有限元法求解的位移进行了比较。所提出的有限元可以获得更精确的应力值。
{"title":"BULK THEORY ELASTICITY FINITE ELEMENT BASED ON PIECEWISE CONSTANT APPROXIMATIONS OF STRESSES","authors":"Y. Tyukalov","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-1-168-177","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-1-168-177","url":null,"abstract":"The solution of the volume theory elasticity problem was obtained on the basis of the additional energy functional and the possible displacements principle. On the basis of the possible displacements’ principle, equilibrium equations for grid nodes are compiled, which are added to the additional energy functional using Lagrange multipliers. Linear functions are taken as possible displacements. The volumetric finite element based on piecewise constant approximations of stresses is presented. The stress fields are continuous along finite element boundaries and discontinuous inside ones. The calculation results of a cantilever beam and a bending plate are presented. The obtained solutions are compared with the solutions by the finite element method in displacements. The proposed finite element makes it possible to obtain more accurate stress values.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"25 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78226547","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАРУЖНЫХ СТЕН С ТЕПЛОПРОВОДНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ 外墙热效率数值分析
Q4 Engineering Pub Date : 2023-03-29 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-1-155-167
В практике проектирования и строительства  широко применяются численные расчеты с использованием современных вычислительных комплексов, позволяющие эффективно решать задачи по проектированию, возведению и эксплуатации зданий и сооружений различного функционального назначения. Сравнительный анализ численных, теоретических и экспериментальных исследований в области строительных конструкций, зданий и сооружений показывает, что точные методы расчета дают достоверные данные о предмете исследования. В настоящей статье приводятся результаты численных исследований тепловой эффективности неоднородных вертикальных ограждений на примере нескольких вариантов конструктивного решения наружных стен здания. Исследования проводились с использованием вычислительного комплекса  TEPL, разработанного для расчета трехмерных температурных полей на основе метода контрольного объема. Приведены результаты анализа распределения температур на поверхностях теплообмена, позволившие определить зоны излишних тепловых потерь в исследуемых конструкциях. Выявлены значительные тепловые потери на откосах оконных проемов, которые следует учитывать при расчете приведенного сопротивления теплопередаче ограждения. Вычислительный комплекс  TEPL позволяет не только корректно оценить тепловые потери, но и автоматически получить величину приведенного сопротивления теплопередаче конструкции ограждения с учетом всех особенностей её конструктивного решения.
在设计和建造实践中,数字计算广泛应用于现代计算综合体,有效地解决各种功能用途的建筑、建筑、建筑的设计、建造和使用问题。对建筑结构、建筑和建筑的数值、理论和实验研究的比较分析表明,精确的计算方法提供了对研究对象的可靠数据。本文引用了对非均匀垂直围栏热效率的数值研究,说明了建筑外部结构解决方案的几种选择。研究是使用TEPL计算复合体进行的,该复合体旨在根据控制量计算三维温度场。这是热交换表面温度分布分析的结果,可以确定研究结构中多余的热损失区域。在窗框的斜坡上发现了大量的热损失,在计算栅栏的热传动阻力时应该考虑到这一点。TEPL计算复合体不仅允许对热损失进行正确的评估,而且还允许根据电栅栏结构的所有特征自动获得电阻。
{"title":"ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАРУЖНЫХ СТЕН С ТЕПЛОПРОВОДНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ","authors":"","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-1-155-167","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-1-155-167","url":null,"abstract":"В практике проектирования и строительства  широко применяются численные расчеты с использованием современных вычислительных комплексов, позволяющие эффективно решать задачи по проектированию, возведению и эксплуатации зданий и сооружений различного функционального назначения. Сравнительный анализ численных, теоретических и экспериментальных исследований в области строительных конструкций, зданий и сооружений показывает, что точные методы расчета дают достоверные данные о предмете исследования. В настоящей статье приводятся результаты численных исследований тепловой эффективности неоднородных вертикальных ограждений на примере нескольких вариантов конструктивного решения наружных стен здания. Исследования проводились с использованием вычислительного комплекса  TEPL, разработанного для расчета трехмерных температурных полей на основе метода контрольного объема. Приведены результаты анализа распределения температур на поверхностях теплообмена, позволившие определить зоны излишних тепловых потерь в исследуемых конструкциях. Выявлены значительные тепловые потери на откосах оконных проемов, которые следует учитывать при расчете приведенного сопротивления теплопередаче ограждения. Вычислительный комплекс  TEPL позволяет не только корректно оценить тепловые потери, но и автоматически получить величину приведенного сопротивления теплопередаче конструкции ограждения с учетом всех особенностей её конструктивного решения.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"23 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74213486","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
NUMERICAL SIMULATION OF OSCILLATIONS OF A PLATE IN RESTING FLUID 静息流体中平板振动的数值模拟
Q4 Engineering Pub Date : 2023-03-29 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-1-124-134
Irina Negrozova, O. Goryachevsky
This paper presents a numerical solution of the problem of oscillations of a flexible plate placed in a viscous incompressible fluid done with ANSYS. In constructing a finite element model of the plate, both volumetric and shell finite elements, which are more commonly used in engineering applications, are considered. By way of example it is shown that it is possible to transition from a volumetric mesh to a shell mesh without loss of accuracy in solving this problem and similar problems. The considered coupled approach to solving the problem for the shell plate mesh has an important practical application in solving real-world problems of aeroelasticity, because in engineering practice it is much more convenient to represent structures and constructions in the form of beam and shell models. The solution of this problem is of particular importance for the verification of techniques of numerical modelling of coupled aeroelasticity problems.
本文用ANSYS软件对粘性不可压缩流体中挠性板的振动问题进行了数值求解。在构造板的有限元模型时,考虑了工程中常用的体积有限元和壳层有限元。通过实例表明,在解决该问题和类似问题时,可以从体网格过渡到壳网格而不损失精度。考虑耦合求解壳板网格问题的方法在解决实际空气弹性问题中具有重要的实际应用,因为在工程实践中,用梁和壳模型的形式来表示结构和构造要方便得多。这一问题的解决对于验证耦合气动弹性问题的数值模拟技术具有特别重要的意义。
{"title":"NUMERICAL SIMULATION OF OSCILLATIONS OF A PLATE IN RESTING FLUID","authors":"Irina Negrozova, O. Goryachevsky","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-1-124-134","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-1-124-134","url":null,"abstract":"This paper presents a numerical solution of the problem of oscillations of a flexible plate placed in a viscous incompressible fluid done with ANSYS. In constructing a finite element model of the plate, both volumetric and shell finite elements, which are more commonly used in engineering applications, are considered. By way of example it is shown that it is possible to transition from a volumetric mesh to a shell mesh without loss of accuracy in solving this problem and similar problems. The considered coupled approach to solving the problem for the shell plate mesh has an important practical application in solving real-world problems of aeroelasticity, because in engineering practice it is much more convenient to represent structures and constructions in the form of beam and shell models. The solution of this problem is of particular importance for the verification of techniques of numerical modelling of coupled aeroelasticity problems.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"16 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"72741413","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСПЕРСИИ КООРДИНАТ АТОМОВ ГАЗА В МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УПЛОТНЕНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ ГЛУБИННЫМИ ВЗРЫВАМИ 数值模拟气体原子在数学模型中的位置位置
Q4 Engineering Pub Date : 2023-03-29 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-1-147-154
Елена Олеговна Тарасенко
В рамках математического моделирования геологических систем возникают прикладные обратные задачи, требующие решения. В настоящей работе представлены подходы построения решений (приближенных и в явном аналитическом виде) краевых задач, описывающих уплотнение просадочных грунтов методом глубинных взрывов. Проведено численное моделирование дисперсии координат атомов газа, образующегося в просадочном грунте, в результате глубинного взрыва сосредоточенного заряда. Построены приближённые решения поставленной задачи для грунтов с характерными свойствами изотропности и анизотропности для случаев полного поглощения атомов газа окружающим его грунтом и полного отражения от него.
地质系统的数学模拟产生了需要解决的应用问题。本文介绍了解决方案(近似且分析)的边缘问题,这些问题描述了深层爆炸对灌溉土壤的压缩。由于集中电荷的深层爆炸,在花园土壤中形成的气体原子的分散坐标进行了数值模拟。为具有各向异性和各向异性特征的土壤建造了近距离解决方案,以便在周围的土壤完全吸收气体原子并从其反射中完全反射。
{"title":"ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСПЕРСИИ КООРДИНАТ АТОМОВ ГАЗА В МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УПЛОТНЕНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ ГЛУБИННЫМИ ВЗРЫВАМИ","authors":"Елена Олеговна Тарасенко","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-1-147-154","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-1-147-154","url":null,"abstract":"В рамках математического моделирования геологических систем возникают прикладные обратные задачи, требующие решения. В настоящей работе представлены подходы построения решений (приближенных и в явном аналитическом виде) краевых задач, описывающих уплотнение просадочных грунтов методом глубинных взрывов. Проведено численное моделирование дисперсии координат атомов газа, образующегося в просадочном грунте, в результате глубинного взрыва сосредоточенного заряда. Построены приближённые решения поставленной задачи для грунтов с характерными свойствами изотропности и анизотропности для случаев полного поглощения атомов газа окружающим его грунтом и полного отражения от него.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"11 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87767103","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
СТЫКОВЫЕ БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С КОСЫМИ ФЛАНЦАМИ И ИХ РАСЧЕТ 对接螺栓元件与斜面连接及其计算
Q4 Engineering Pub Date : 2023-03-29 DOI: 10.22337/2587-9618-2023-19-1-112-123
Приведено новое техническое решение монтажных стыков металлических конструкций в виде болтовых соединений на косых фланцах, расположенных под углом 30 градусов относительно продольных осей стержневых элементов и снабженных опорными столиками. В таких стыках продольные усилия, приходящиеся на фланцы, раскладываются на нормальные и касательные (тангенциальные) составляющие. Нормальные составляющие передаются на болтовые крепления, а касательные – воспринимаются опорными столиками. При этом в косых фланцах болты нагружены в два раза меньше, чем в прямых. Стыковые соединения обладают необходимым и достаточным запасом несущей способности, обеспечивают уменьшение расхода конструкционного материала и являются равнопрочными со стыкуемыми стержневыми элементами. Предложена практическая методика расчета таких соединений, подтвержденная итогами пробной (контрольной) серии исследований опытных образцов.
这是一种新的技术解决方案,将金属结构安装在侧边,角度为30度,相对于棒轴和支撑桌。在这些关节中,侧翼的纵向努力被分解成正常的切向(切线)成分。正常的部件被转移到螺栓支架上,切向部件被认为是支撑台。然而,在斜面上,螺栓的重量是在直线上的一半。对接连接具有所需和充足的承载力,减少了结构材料的消耗,并且与对接元件相同。提供了一种实用的方法来计算这些化合物,由一系列测试样本的测试结果证实。
{"title":"СТЫКОВЫЕ БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С КОСЫМИ ФЛАНЦАМИ И ИХ РАСЧЕТ","authors":"","doi":"10.22337/2587-9618-2023-19-1-112-123","DOIUrl":"https://doi.org/10.22337/2587-9618-2023-19-1-112-123","url":null,"abstract":"Приведено новое техническое решение монтажных стыков металлических конструкций в виде болтовых соединений на косых фланцах, расположенных под углом 30 градусов относительно продольных осей стержневых элементов и снабженных опорными столиками. В таких стыках продольные усилия, приходящиеся на фланцы, раскладываются на нормальные и касательные (тангенциальные) составляющие. Нормальные составляющие передаются на болтовые крепления, а касательные – воспринимаются опорными столиками. При этом в косых фланцах болты нагружены в два раза меньше, чем в прямых. Стыковые соединения обладают необходимым и достаточным запасом несущей способности, обеспечивают уменьшение расхода конструкционного материала и являются равнопрочными со стыкуемыми стержневыми элементами. Предложена практическая методика расчета таких соединений, подтвержденная итогами пробной (контрольной) серии исследований опытных образцов.","PeriodicalId":36116,"journal":{"name":"International Journal for Computational Civil and Structural Engineering","volume":"30 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"84569793","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
期刊
International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
全部 Acc. Chem. Res. ACS Applied Bio Materials ACS Appl. Electron. Mater. ACS Appl. Energy Mater. ACS Appl. Mater. Interfaces ACS Appl. Nano Mater. ACS Appl. Polym. Mater. ACS BIOMATER-SCI ENG ACS Catal. ACS Cent. Sci. ACS Chem. Biol. ACS Chemical Health & Safety ACS Chem. Neurosci. ACS Comb. Sci. ACS Earth Space Chem. ACS Energy Lett. ACS Infect. Dis. ACS Macro Lett. ACS Mater. Lett. ACS Med. Chem. Lett. ACS Nano ACS Omega ACS Photonics ACS Sens. ACS Sustainable Chem. Eng. ACS Synth. Biol. Anal. Chem. BIOCHEMISTRY-US Bioconjugate Chem. BIOMACROMOLECULES Chem. Res. Toxicol. Chem. Rev. Chem. Mater. CRYST GROWTH DES ENERG FUEL Environ. Sci. Technol. Environ. Sci. Technol. Lett. Eur. J. Inorg. Chem. IND ENG CHEM RES Inorg. Chem. J. Agric. Food. Chem. J. Chem. Eng. Data J. Chem. Educ. J. Chem. Inf. Model. J. Chem. Theory Comput. J. Med. Chem. J. Nat. Prod. J PROTEOME RES J. Am. Chem. Soc. LANGMUIR MACROMOLECULES Mol. Pharmaceutics Nano Lett. Org. Lett. ORG PROCESS RES DEV ORGANOMETALLICS J. Org. Chem. J. Phys. Chem. J. Phys. Chem. A J. Phys. Chem. B J. Phys. Chem. C J. Phys. Chem. Lett. Analyst Anal. Methods Biomater. Sci. Catal. Sci. Technol. Chem. Commun. Chem. Soc. Rev. CHEM EDUC RES PRACT CRYSTENGCOMM Dalton Trans. Energy Environ. Sci. ENVIRON SCI-NANO ENVIRON SCI-PROC IMP ENVIRON SCI-WAT RES Faraday Discuss. Food Funct. Green Chem. Inorg. Chem. Front. Integr. Biol. J. Anal. At. Spectrom. J. Mater. Chem. A J. Mater. Chem. B J. Mater. Chem. C Lab Chip Mater. Chem. Front. Mater. Horiz. MEDCHEMCOMM Metallomics Mol. Biosyst. Mol. Syst. Des. Eng. Nanoscale Nanoscale Horiz. Nat. Prod. Rep. New J. Chem. Org. Biomol. Chem. Org. Chem. Front. PHOTOCH PHOTOBIO SCI PCCP Polym. Chem.
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
0
微信
客服QQ
Book学术公众号 扫码关注我们
反馈
×
意见反馈
请填写您的意见或建议
请填写您的手机或邮箱
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
现在去查看 取消
×
提示
确定
Book学术官方微信
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术
文献互助 智能选刊 最新文献 互助须知 联系我们:info@booksci.cn
Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。
Copyright © 2023 Book学术 All rights reserved.
ghs 京公网安备 11010802042870号 京ICP备2023020795号-1