Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Прикладные задачи динамики ледяного покрова
Козин В. М., Жесткая В. Д., Погорелова А. В., Чижиумов С. Д., Джабраилов М. Р., Морозов В. С., Кустов А. Н.,
4.4.5. Сравнительное исследование напряженно-деформированного состояния ледяного покрова в зависимости от направления движения нагрузки относительно торосов
Для решения вопроса о том, продольный или поперечный курс СВП относительно торосов является более выгодным при необходимости разрушения льда, были рассмотрены расчетные схемы, показанные на рис. 4.38. Обозначения на этом рисунке те же, что и на рис. 4.16 – 4.19. Длина L и ширина B пластины равны 800 м, глубина воды H – 5 м, толщина льда h – 0,5 м, толщина тороса h1 – 1,5 м. Сила движется по оси симметрии пластины со скоростью v = 7 м/с. Дискретная модель пластины образована квадратными конечными элементами со стороной а = 50 м. Остальные параметры сохранили те же значения, что и в предыдущем случае.
На рис. 4.39 – 4.46 даны графики прогибов пластины в точках оси x при разных значениях координаты xP, определяющей точку, в которой в данный момент находится сила. Рис. 4.39 соответствует схеме 8, остальные рисунки - схеме 9.
Как видно из графиков прогибов, наибольшие прогибы возникают в точках оси x, лежащих несколько позади точки приложения силы. Сравнение значений прогибов, полученных для схем 8 и 9, показывает, что более высокие значения прогибов получаются при движении силы вдоль торосов. Однако только по значениям прогибов нельзя сделать вывод о предпочтительности того или другого варианта движения силы, поэтому для всех положений силы, показанных на рис. 4.39 – 4.46, были определены наибольшие значения нормальных напряжений.
При движении силы вдоль торосов (схема 8, рис. 4.39) максимальные по модулю напряжения получились следующими: sx max = - 0,79 МПа, sy max = - 0,65 МПа. Для случая движения силы в направлении, поперечном к торосам (схема 9, рис. 4.40 – 4.46) значения максимальных напряжений сведены в табл. 4.1.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Таблица 4.1
Наибольшие значения нормальных напряжений при движении силы в направлении, поперечном к торосам (схема 9)
| xP , м | sx max , МПа | sy max , МПа |
| 250 | - 0,82 | - 0,60 |
| 300 | - 0,84 | - 0,34 |
| 350 | - 0,42 | - 0,20 |
| 400 | - 0,67 | - 0,56 |
| 450 | - 0,78 | - 0,32 |
| 500 | - 0,44 | - 0,21 |
| 550 | - 0,67 | - 0,56 |
Анализ напряженного состояния при каждом данном значении xP показывает, что наибольшие нормальные напряжения возникают в той точке пластины, в которой в данный момент находится сила.
В обоих рассмотренных случаях движения силы (в продольном и поперечном направлении по отношению к торосам) наибольшие значения нормальных напряжений, возникающих при движении, в пределах точности расчета примерно одинаковы (при данном значении силы - около 0,8 МПа). Однако при движении по схеме 9 зоны наибольших напряжений вблизи тороса возникают только при подходе к нему - к первому торосу при xP = 250 м и ко второму при xP = 450 м (см. табл. 4.1). Таким образом, в этом случае разрушение льда вблизи тороса вероятно лишь в довольно ограниченной области. При движении же по схеме 8 зона наибольших напряжений как бы скользит вместе с силой и последовательно захватывает все новые участки ледяного покрова, расположенные вдоль тороса. Поэтому при необходимости разрушения льда вблизи тороса более предпочтительным представляется движение в продольном по отношению к торосу направлении.м