Ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда ток ташувчи айланма қобиқ магнитоэластиклик назариясини ривожлантириш

Annotasiya

Диссертация мавзусининг долзарблнги ва зарурияти. Кўшма майдонлар механикаси муаммоларидан ҳисобланган электромагнитоэластик-лик масаларига бўлган қизиқишлар ишлаб чиқаришнинг турли соҳаларидаги замонавий техник жараёнлар талаблари ва инновацион технологияларни яратиш эҳтиёжларидан келиб чиқади. Шуни алоҳида қайд этиб ўтиш лозимки, электромагнит эффектларни ҳисобга олган ҳолда туташ муҳитлар ҳаракатини ўрганиш масалалари, умуман замонавий механикада, хусусан қўшма майдонлар механикасида муҳим ўринни эгаллайди.
Уз навбатида, қўшма майдонлар назариясини ривожлангириш, хусусан, деформацияланувчан муҳит билан электромагнит эффектларнинг ўзаро таъсир назарияси замонавий қаттиқ жисм механикаси ривожланишининг бош йўналишларидан бири хдеобланади. Электромагнит майдони билан эластик мухитнинг ўзаро таъсир механизми хар хил бўлиб, қаралаётган жисмнинг геометрик хусусиятлари ва физикавий хоссаларига боғликдир. Хусусан, бу таъсир механизмини тадқиқ этиш муаммоли масалалардан бири сифатида анизотроп электр ўтказувчанлик юпқа пластинка ва қобиқларга нисбатан қаралганда бир қанча махсус хусусиятларга эга бўлади.
Замонавий техникада оптимал конструкцияларни яратиш чизиқли бўл-маган қонуният билан ўзгараётган таъсирни ҳисобга олган ҳолда юпқа плас-тинка ва кобиқлар шаклидаги консгруктив элементларнинг кенг равишда ишлаб чикаришда қўлланилиши долзарб ҳисобланади. Бунда магнит май-донининг қобиқ ва пластинка билан ўзаро таъсири гуфайли пайдо буладиган электромагнит эффектлар салмоқли ўрин эгаллайди. Элекгромагнит майдон билан электр ўтказувчи жисмларнинг динамик ва механик кўчишларининг боғлиқлик эффектлари пондеромотор Лоренц кучлари оркали амалга оширилади. Лоренц кучлари ўтказувчи туташ муҳит элементларининг ҳара-кати тезлиги ва гашқи магнит майдони, ташқи магнит майдонига нисбатан ўтказиш токининг йўналиши ва микдорларига боғлиқ бўлади. Импульсли магнит майдон ва ток ташувчи элементлар, кўчишлар амплитудасининг катта қийматларидаги юқори частогали тебранишлари учун пондеромотор ўзаро таъсир эффектлари жуда сезиларли бўлади. Шунинг учун биринчи навбатда магнитоэластикликнинг математик асосларини ва алоҳида олинган синф масалаларини ечишнинг амалий усулларини ривожлантириш ниҳоят даражада долзарб ва муҳимдир. Бундай синф масалалари қаторида кучли ташқи магнит майдонига жойлаштирилган юпқа ток ташувчи анизотроп пластинка ва қобиқлар масалалари, шунингдек магнит майдонида юпқа элементларнинг чизиқли бўлмаган магнитоэластик тебранишлари ҳақидаги масалалари алоҳида таъкидланиши лозимдир.
Чизиқли бўлмаган боғланишдаги масалалар тадқик қилинганда махсус магнитоэластик эффектлар пайдо бўлиши ҳисобга олинса, ностационар меха-ник ва электромагнит юкланишлар таъсирида бўлган юпқа ток ташувчи анизотроп электр ўтказувчанликли, анизотроп пластинка ва қобиқлар боғ-лиқли магнитоэластиклиги масаласаларини ечиш усулларини ривожлантириш долзарб ҳисобланади. Чизикли бўлмаган боғланишдаги магнито-эластиклик масалаларини ўрганишда анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда ўзгарув-чан механик ва электромагнит майдонлар таъсирида бўлган ток ташувчи пластинка ва қобиқларнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолат-ларини аниқлаш илмий жиҳатдан салмоқли ҳисобланади. Замонавий техникада конструктив элементлар сифатида кучли магнит майдони гаъсири остида бўлган юпқа пластинка ва қобиқларнинг кенг равишда ишлаб чиқаришда қўллаш амалий аҳамият касб этади. Шунингдек, кучли магнитли қурилмаларнинг ташқи майдонини экранлаш учун гашувчи элементлар ёки тўсиқлар сифатида бундай конструкцияларнинг ишлатилиши ҳам сабаб бўлади. Шу билан биргаликда, замонавий ўлчагич тизимларни ишлаб чиқишда, ҳисоблаш техникаси қурилмаларида, катта майдон фонида кучсиз импульсли майдонни ўлчашда, электромагнит майдон таъсирида хизмат қилувчи ходимларни ҳи.моя қилиш масалаларини ишлаб чиқишда ва бошкаларда электромагнит мосланувчанлик масалаларини ечиш зарурияти ҳам ушбу омиллар қаторига киради.
Диссертация мавзуси долзарблиги ва зарурияти “Электромагнит мосла-нувчанликни таъминлаш” тўғрисидаги Узбекистон Республикаси қонун-ларига (1999 й., 1 рақамли, 16 банд; 2003 й., 5 рақамли, 67 банд; 2013 й., № 18 рақамли, 233 банд) мос равишда муаммоларнинг қўйилиши ва уларни ечи-лиши билан изоҳланади. Анизотроп электр ўтказувчан анизотроп пластинка ва қобиқлар электромагнитоэластиклиги боғлиқли масаласалари замонавий илмий қизиқишлар уйғотади. Анизотроп электр ўтказувчан юпқа анизотроп жисмларда жисм материалининг барча физика-механикавий параметрларини вариациялаш орқали магнитоэластикликнинг оптимал масалаларини ечиш мумкин. Хусусий ҳолда механик ва геометрик параметрлар доимий бўлганда, фақат анизотроп электродинамик параметрларни ўзгартириш ёрда.мида сифатли янги механик хусусиятга эга бўлган консгруктив элементларни яратиш мумкин. Сўнги йилларда янги электромагнит хусусиятларга эга бўлган янги материаллар яратилган. Бундай материаллар замонавий техни-канинг турли соҳаларида янги технологияларни ишлаб чикишда самарали ишлатилиши мумкин.
Тадқиқотнинг мақсади анизотроп электр ўтказувчанликли анизотроп ток ташувчи жисмлар чизиқлимас магнитоэластиклиги назариясини ривож-лантириш, ортотроп айланма қобиқ магнитоэластикликнинг масалаларини математик моделлаштириш ва уларни ечиш.
Диссертация тадқиқотининг илмий янгилиги куйидагилардан иборат:
илк маротаба анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни, шунингдек, геометрик чизиқлимасликни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи қобиклар магнигоэластиклиги боғлиқли динамик масалаларининг математик қўйилиши шакллантирилган;
илк маротаба чекли оргогроп электр ўтказувчанлик, магнит ва ди-электрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи ортотроп қобиқлар магнитоэластиклиги чизиқлимас икки ўлчамли модели яратилган;
ностационар механик ва электромагнит кучлар таъсири остида бўлган, ортотроп электр ўтказувчанликли, бикирлиги икки координага йўналишида ўзгарувчан, юпка токўтказувчи айланма қобиқнинг симметрик бўлмаган деформацияланишини ифодалайдиган ҳал қилувчи системаси олинган;
ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчан-ликларни хисобга олган ҳолда ностационар механик ва электромагнит юкла-нишлар таъсирлари остида жойлашган, ихтиёрий меридианли юпқа ток ташувчи орготроп айланма қобиқнинг деформацияланишини ифодалайдиган магнитоэластикликнинг чизиқлимас дифференциал тенгламалари боғликли ҳал қилувчи сисгемаси олинган;
илк маротаба ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда ортотроп айланма қобиқ магнитоэластиклиги боғликли чизиқлимас кўйилган масалаларини ечиш услубияти ва алгоритмлари яратилган;
чекли ортотрои электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингди-рувчанликларни хисобга олган холда, электромагнит майдони билан дефор-мациянинг механик майдони боғлиқлиги янги эффектлари аниқланган;
ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, гашки бегона токнинг йўналиши ва зичлиги миқдорини ганлаб ортотроп ток ташувчи қо-бикнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолати оптималлаштирилган.
Хулоса
1. Анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчан-ликларни ҳисобга олган холда, ток ташувчи қобиклар магнитоэластиклиги боғлиқли динамик масалаларининг математик кўйилиши шакллантирилган.
2. Масала геометрик чизиқлимас кўйилганда ортотроп электр ўтказув-чанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток гашувчи ортотроп кобиқлар магнитоэластиклигининг икки ўлчамли чизиқлимас модели яратилган. Бунда кобиқ материалининг ортогроплик хоссаси бош йўналишлари мос координата ўқларининг йўналишлари билан мос тушади, шунингдек, ортотроп жисм магнит ва электрик хоссаларига нисбатан чизиқли деб фараз қилинган.
3. Пластинка ва қобиқлар геометрик чизиқлимас назариясининг квадра-тик варианти асосида, ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни хисобга олган ҳолда, ностационар механик ва электромагнит юкланишлар таъсирлари остида жойлашган, ихтиёрий меридианли юпқа гок ташувчи ортотроп айланма қобикнинг деформация-ланишини ифодалайдиган магнитоэластикликнинг чизиқлимас дифферен-циал тенгламалари боғлиқли хал қилувчи системаси хосил килинган.
4. Масала чизиқлимас қўйилганда ортотроп электр ўтказувчанлик, маг-нит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток гашувчи ортотроп айланма кобиқнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатини тадқиқ қилиш имконини берадиган магнитоэластикликнинг боғлиқли янги синф масалаларини сонли ечиш услубияти ва алгоритмлари ишлаб чиқилган. Ишлаб чиқилган услубиятга асосланган ҳолда, механик кучлар, ташқи бегона ток ва ташқи магнит майдонлари таъсирлари остида жойлашган, изотроп ток ташувчи халқавий пластинка ва конуссимон қобикнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатлари хисоби ўтказилган. Вақт бўйича кадамнинг камайиши ва таъсир этувчи кучларнинг давомийлигининг ўсиши билан, ҳар хил қадамларда кўчиш ва кучланишлар қийматлари ўртасидаги фарқнинг сезиларли бўлмаган даражада ўсиши натижаларни таккослардан келиб чиқади. Тўртинчи ва бешинчи тақрибий олинган сонли маълумотлар деярли устма-уст тушади, бу эса итерацион жараён яқинлашиш шартининг қаноат-лаптирилиши ҳақида гувохдик беради. Изотроп ҳолда бошқа муаллифлар олган маълумотлар билан таққослашлар натижалари таклиф этилган ёндо-шувнинг ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, юпқа гок ташувчи ортотроп айланма қобикнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатини тадқиқ қилишда қўлланилиши мумкинлигини кўрсатади.
5. Ортотроп қобикнинг чизиқлимас ҳолатига конусликнинг гаъсирини ҳисобга олиш масаласи қаралган. Магнит индукцияси ва кесувчи кучларнинг ўзаро гаъсири кўчиш ва механик кучланиш, электр майдони кучлаш анлиги ва магнит индукцияси экстримал қийматларини пайдо килиши аниқланган. Магнит индукцияси ва кесувчи куч қобиқнинг чап контурида берилади (чега-равий шарглар), бунда кесувчи зўрикиш ва магнит индукциясининг нормал ташкил этувчиси қарама-карши йўналган. Конуслик бурчагининг камайиши билан кўчиш ва механик кучланиш, электр майдони кучланганлиги ва ма1 нит индукцияси абсолют қийматларининг ўсиш қонунияти ўрнатилган. Бу далил электромагнит ва механик майдонларнинг ўзаро боғлиқлигини намойиш қилади. Олти градусга тенг конуслик бурчаги қаралган геометрик чизикли-мас қобик учун танлаб олинган юкланишларда критик эканлиги аниқланган. Конуслик бурчагини янада камайтириш қобиқ турғунлигини йўқотишига олиб келади.
6. Токташувчи бериллийдан ясалган отротроп конус ва токташувчи алюминийдан ясалган изотроп конус ҳамда магнит майдони ва ташқи бегона ток мавжуд бўлмаганда алюминийдан ясалган изотроп конуслар учун олинган ечимлар натижаларини таққослаш асосида масала чизиқлимас қўйилганда, юпқа қобиқларнинг кучланганлик-дефор.мацияланганлик ҳолати тадқик қилинган. Учала ҳолда ҳам кўчишларнинг тақсимланиши чизиқлимас-дир ва улар максимал қийматларга кобикнинг чап контурида эришадилар. Шунингдек, бериллийдан ясалган ортотроп конус ва магнит майдонини ҳисобга олиб алюминийдан ясалган изотроп конуслар тақкосланганда, кўчиш максимал қийматлари деярли икки мартага фарқ қилади. Конус изотроп бўлиб, магнит ва электр майдонлари таъсирлари бўлмаган ҳолда, кўчишнинг сезиларли ошиши аникланган. Бу эса, қобиққа таъсир қилувчи электр майдони мавжуд бўлмаганда чўзувчи кучлар, яъни магнит майдони индук-цияси тангенциал ташкил этувчиси ва Лоренц кучи тангенциал ташкил этув-чилари нолга тенг эканлиги билан тушунтирилади. Масала чизиқли ва чизиқлимас қўйилганда олинган ечимлар натижалари таққосланган. Конус-лик бурчагининг камайиши билан масала чизиқли ва чизиқлимас қўйилганда олинган ечимлар натижалари ўртасидаги фарқнинг ўсиши қонунияти ўрна-тилган. Олинган натижаларни таҳлил қилиб, чизиқли назария билан таққос-лаганда ортотроп қобикнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатига геометрик чизиқлимасликнинг таъсири ҳақида фикр юритишимиз мумкин.
7. Қалинликлиги ўзгарувчан бўлган бериллийдан ясалган ортотроп конус учун меридионал йўналишда қалинликнинг ўзгаришини гавсифлай-диган параметрнинг ҳар хил қийматларида сонли натижалар олинган. “а” параметр қийматининг ошиши кўчиш, қобиқ айлан.ма кучланишлари, максвелл кучланишлари ва бошқа микдорларнинг ошишига олиб келиши қонунияти ўрнатилган. Қалинликнинг ўзгариши қобиқнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатига сезиларли таъсир кўрсатиши ва буни амалий масалаларни ҳисоблашларда ҳисобга олиш зарурлиги олинган натижалардан кўринади. Қобиқ контурларининг маҳкамланиши ҳар хил бўлганда сонли нагижалар олинган. Қобик контурларининг маҳкамланиш чегаравий шарт-лари кўчишлар, кесувчи кучлар ва эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, магнит индукцияси ва электр майдони кучланганликлари қийматларига ва тақсимланишларига муҳим таъсир кўрсатиши олинган натижалардан кўри-нади. Максимал кўчишлар ва эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, маг-нит индукцияси ва электр майдони кучланганликлари “сирпанувчи-шарнир” че-гаравий шартда пайдо бўлиши аниқланган. Қобиқнинг чап контурида Mai ни г индукцияси бор бўлган холда кўчишлар, эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, магнит индукцияси, электр майдони кучланганликлари қийматлари чап конгурда электр майдони бор бўлгандаги ҳол билан гаккосланганда кўпрок катта бўлиши қонунияти ўрнатилган. Олинган натижалардан келиб чиққан ҳолда, чегаравий шартларнинг механик ва элекгромагнит майдонларининг ўзаробоғлиқлигига таъсири хакида фикр юритишимиз мумкин.
8. Магнит индукциясининг ошиши билан кобикнинг эгилиши ва кучла-ниши ошиши қонунияти аниқланган. Ташқи магнит майдони индукцияси оширилганда ички магнит майдони индукцияси ҳам ошиши конунияги ўрна-тилган. Бу эса, қобикда содир бўладиган ҳақиқий физик жараёнларга мос келади ва ўз навбатида олинган натижаларнинг ишончлилигини тасдиқлайди. Ортотроп электрўтказувчанликни ҳисобга олиб, гашқи бегона гокнинг йўналиши ва зичлиги микдорини танлаган ҳолда ностационар электромагнит ва механик майдонлар таъсирлари остида жойлашган қобикнинг кучланган-лик ҳолатини оптималлаштириш мумкинлиги кўрсатилган. Ташқи бегона электр токи қийматининг ошиши қобикнинг кучланиши ва кўчишлари, Лоренц кучи нормал ва тангенциал ташкил этувчилари қийматларининг ошишига олиб келиши аникланган. Шундай килиб, ташки бегона электр токининг зичлиги микдори ва йўналишини ганлаб, кобиқда кучланиш ва кўчиш кийматларини минималлаштиришга эришиш мумкин.
9. Қаралган масалаларда кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатини тавсифловчи функциялар кийматлари электромагнит параметрлардан, хусу-сан ортотроп электрўтказувчанлик ва материалнинг ортотроп хоссаларидан боғлиқ бўлган, майдонларнинг ўзаро боғлиқлиқ таъсирларини баҳолаш имко-нини берадиган боғланишлар қурилган. Ҳосил қилинган ортотроп айланма кобиқ магнитоэластиклиги боғлиқли тенгамалари системасидан фойдаланиш, масала геометрик чизиклимас қўйилганда ортотроп электрўтказувчанликни ҳисобга олган холда, токташувчи кобиклар назариясининг носгационар маса-лаларини ечиш учун ишлаб чиқилган услубият янги синф масалаларини ечиш имкониятини беради. Бунда конструктив элементларнинг ҳақикий иш-лаш шартлари ва материалнинг ортотроп электрўтказувчанлиги, ма1 нит ва диэлектрик сингдирувчанликлари тўлароқ ҳисобга олинади, бу эса конструк-цияларнинг ишлаш мустаҳкамлигини ошириш учун геометрик, механик ва электромагнит иараметрларни рационал танлаш имкониятини беради.

Manba turi: Tezislar
Yildan beri qamrab olingan yillar 1992
inLibrary
Google Scholar
Chiqarish:
Bilim sohasi
CC BY f
1-84
44

Кўчирилди

Кўчирилганлиги хақида маълумот йук.
Ulashish
Indiaminov, R. (1970). Ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда ток ташувчи айланма қобиқ магнитоэластиклик назариясини ривожлантириш. Avtoreferat Katalogi, 1(1), 1–84. Retrieved from https://inlibrary.uz/index.php/autoabstract/article/view/31254
Crossref
Сrossref
Scopus
Scopus

Annotasiya

Диссертация мавзусининг долзарблнги ва зарурияти. Кўшма майдонлар механикаси муаммоларидан ҳисобланган электромагнитоэластик-лик масаларига бўлган қизиқишлар ишлаб чиқаришнинг турли соҳаларидаги замонавий техник жараёнлар талаблари ва инновацион технологияларни яратиш эҳтиёжларидан келиб чиқади. Шуни алоҳида қайд этиб ўтиш лозимки, электромагнит эффектларни ҳисобга олган ҳолда туташ муҳитлар ҳаракатини ўрганиш масалалари, умуман замонавий механикада, хусусан қўшма майдонлар механикасида муҳим ўринни эгаллайди.
Уз навбатида, қўшма майдонлар назариясини ривожлангириш, хусусан, деформацияланувчан муҳит билан электромагнит эффектларнинг ўзаро таъсир назарияси замонавий қаттиқ жисм механикаси ривожланишининг бош йўналишларидан бири хдеобланади. Электромагнит майдони билан эластик мухитнинг ўзаро таъсир механизми хар хил бўлиб, қаралаётган жисмнинг геометрик хусусиятлари ва физикавий хоссаларига боғликдир. Хусусан, бу таъсир механизмини тадқиқ этиш муаммоли масалалардан бири сифатида анизотроп электр ўтказувчанлик юпқа пластинка ва қобиқларга нисбатан қаралганда бир қанча махсус хусусиятларга эга бўлади.
Замонавий техникада оптимал конструкцияларни яратиш чизиқли бўл-маган қонуният билан ўзгараётган таъсирни ҳисобга олган ҳолда юпқа плас-тинка ва кобиқлар шаклидаги консгруктив элементларнинг кенг равишда ишлаб чикаришда қўлланилиши долзарб ҳисобланади. Бунда магнит май-донининг қобиқ ва пластинка билан ўзаро таъсири гуфайли пайдо буладиган электромагнит эффектлар салмоқли ўрин эгаллайди. Элекгромагнит майдон билан электр ўтказувчи жисмларнинг динамик ва механик кўчишларининг боғлиқлик эффектлари пондеромотор Лоренц кучлари оркали амалга оширилади. Лоренц кучлари ўтказувчи туташ муҳит элементларининг ҳара-кати тезлиги ва гашқи магнит майдони, ташқи магнит майдонига нисбатан ўтказиш токининг йўналиши ва микдорларига боғлиқ бўлади. Импульсли магнит майдон ва ток ташувчи элементлар, кўчишлар амплитудасининг катта қийматларидаги юқори частогали тебранишлари учун пондеромотор ўзаро таъсир эффектлари жуда сезиларли бўлади. Шунинг учун биринчи навбатда магнитоэластикликнинг математик асосларини ва алоҳида олинган синф масалаларини ечишнинг амалий усулларини ривожлантириш ниҳоят даражада долзарб ва муҳимдир. Бундай синф масалалари қаторида кучли ташқи магнит майдонига жойлаштирилган юпқа ток ташувчи анизотроп пластинка ва қобиқлар масалалари, шунингдек магнит майдонида юпқа элементларнинг чизиқли бўлмаган магнитоэластик тебранишлари ҳақидаги масалалари алоҳида таъкидланиши лозимдир.
Чизиқли бўлмаган боғланишдаги масалалар тадқик қилинганда махсус магнитоэластик эффектлар пайдо бўлиши ҳисобга олинса, ностационар меха-ник ва электромагнит юкланишлар таъсирида бўлган юпқа ток ташувчи анизотроп электр ўтказувчанликли, анизотроп пластинка ва қобиқлар боғ-лиқли магнитоэластиклиги масаласаларини ечиш усулларини ривожлантириш долзарб ҳисобланади. Чизикли бўлмаган боғланишдаги магнито-эластиклик масалаларини ўрганишда анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда ўзгарув-чан механик ва электромагнит майдонлар таъсирида бўлган ток ташувчи пластинка ва қобиқларнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолат-ларини аниқлаш илмий жиҳатдан салмоқли ҳисобланади. Замонавий техникада конструктив элементлар сифатида кучли магнит майдони гаъсири остида бўлган юпқа пластинка ва қобиқларнинг кенг равишда ишлаб чиқаришда қўллаш амалий аҳамият касб этади. Шунингдек, кучли магнитли қурилмаларнинг ташқи майдонини экранлаш учун гашувчи элементлар ёки тўсиқлар сифатида бундай конструкцияларнинг ишлатилиши ҳам сабаб бўлади. Шу билан биргаликда, замонавий ўлчагич тизимларни ишлаб чиқишда, ҳисоблаш техникаси қурилмаларида, катта майдон фонида кучсиз импульсли майдонни ўлчашда, электромагнит майдон таъсирида хизмат қилувчи ходимларни ҳи.моя қилиш масалаларини ишлаб чиқишда ва бошкаларда электромагнит мосланувчанлик масалаларини ечиш зарурияти ҳам ушбу омиллар қаторига киради.
Диссертация мавзуси долзарблиги ва зарурияти “Электромагнит мосла-нувчанликни таъминлаш” тўғрисидаги Узбекистон Республикаси қонун-ларига (1999 й., 1 рақамли, 16 банд; 2003 й., 5 рақамли, 67 банд; 2013 й., № 18 рақамли, 233 банд) мос равишда муаммоларнинг қўйилиши ва уларни ечи-лиши билан изоҳланади. Анизотроп электр ўтказувчан анизотроп пластинка ва қобиқлар электромагнитоэластиклиги боғлиқли масаласалари замонавий илмий қизиқишлар уйғотади. Анизотроп электр ўтказувчан юпқа анизотроп жисмларда жисм материалининг барча физика-механикавий параметрларини вариациялаш орқали магнитоэластикликнинг оптимал масалаларини ечиш мумкин. Хусусий ҳолда механик ва геометрик параметрлар доимий бўлганда, фақат анизотроп электродинамик параметрларни ўзгартириш ёрда.мида сифатли янги механик хусусиятга эга бўлган консгруктив элементларни яратиш мумкин. Сўнги йилларда янги электромагнит хусусиятларга эга бўлган янги материаллар яратилган. Бундай материаллар замонавий техни-канинг турли соҳаларида янги технологияларни ишлаб чикишда самарали ишлатилиши мумкин.
Тадқиқотнинг мақсади анизотроп электр ўтказувчанликли анизотроп ток ташувчи жисмлар чизиқлимас магнитоэластиклиги назариясини ривож-лантириш, ортотроп айланма қобиқ магнитоэластикликнинг масалаларини математик моделлаштириш ва уларни ечиш.
Диссертация тадқиқотининг илмий янгилиги куйидагилардан иборат:
илк маротаба анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни, шунингдек, геометрик чизиқлимасликни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи қобиклар магнигоэластиклиги боғлиқли динамик масалаларининг математик қўйилиши шакллантирилган;
илк маротаба чекли оргогроп электр ўтказувчанлик, магнит ва ди-электрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи ортотроп қобиқлар магнитоэластиклиги чизиқлимас икки ўлчамли модели яратилган;
ностационар механик ва электромагнит кучлар таъсири остида бўлган, ортотроп электр ўтказувчанликли, бикирлиги икки координага йўналишида ўзгарувчан, юпка токўтказувчи айланма қобиқнинг симметрик бўлмаган деформацияланишини ифодалайдиган ҳал қилувчи системаси олинган;
ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчан-ликларни хисобга олган ҳолда ностационар механик ва электромагнит юкла-нишлар таъсирлари остида жойлашган, ихтиёрий меридианли юпқа ток ташувчи орготроп айланма қобиқнинг деформацияланишини ифодалайдиган магнитоэластикликнинг чизиқлимас дифференциал тенгламалари боғликли ҳал қилувчи сисгемаси олинган;
илк маротаба ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда ортотроп айланма қобиқ магнитоэластиклиги боғликли чизиқлимас кўйилган масалаларини ечиш услубияти ва алгоритмлари яратилган;
чекли ортотрои электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингди-рувчанликларни хисобга олган холда, электромагнит майдони билан дефор-мациянинг механик майдони боғлиқлиги янги эффектлари аниқланган;
ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, гашки бегона токнинг йўналиши ва зичлиги миқдорини ганлаб ортотроп ток ташувчи қо-бикнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолати оптималлаштирилган.
Хулоса
1. Анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчан-ликларни ҳисобга олган холда, ток ташувчи қобиклар магнитоэластиклиги боғлиқли динамик масалаларининг математик кўйилиши шакллантирилган.
2. Масала геометрик чизиқлимас кўйилганда ортотроп электр ўтказув-чанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток гашувчи ортотроп кобиқлар магнитоэластиклигининг икки ўлчамли чизиқлимас модели яратилган. Бунда кобиқ материалининг ортогроплик хоссаси бош йўналишлари мос координата ўқларининг йўналишлари билан мос тушади, шунингдек, ортотроп жисм магнит ва электрик хоссаларига нисбатан чизиқли деб фараз қилинган.
3. Пластинка ва қобиқлар геометрик чизиқлимас назариясининг квадра-тик варианти асосида, ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни хисобга олган ҳолда, ностационар механик ва электромагнит юкланишлар таъсирлари остида жойлашган, ихтиёрий меридианли юпқа гок ташувчи ортотроп айланма қобикнинг деформация-ланишини ифодалайдиган магнитоэластикликнинг чизиқлимас дифферен-циал тенгламалари боғлиқли хал қилувчи системаси хосил килинган.
4. Масала чизиқлимас қўйилганда ортотроп электр ўтказувчанлик, маг-нит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток гашувчи ортотроп айланма кобиқнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатини тадқиқ қилиш имконини берадиган магнитоэластикликнинг боғлиқли янги синф масалаларини сонли ечиш услубияти ва алгоритмлари ишлаб чиқилган. Ишлаб чиқилган услубиятга асосланган ҳолда, механик кучлар, ташқи бегона ток ва ташқи магнит майдонлари таъсирлари остида жойлашган, изотроп ток ташувчи халқавий пластинка ва конуссимон қобикнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатлари хисоби ўтказилган. Вақт бўйича кадамнинг камайиши ва таъсир этувчи кучларнинг давомийлигининг ўсиши билан, ҳар хил қадамларда кўчиш ва кучланишлар қийматлари ўртасидаги фарқнинг сезиларли бўлмаган даражада ўсиши натижаларни таккослардан келиб чиқади. Тўртинчи ва бешинчи тақрибий олинган сонли маълумотлар деярли устма-уст тушади, бу эса итерацион жараён яқинлашиш шартининг қаноат-лаптирилиши ҳақида гувохдик беради. Изотроп ҳолда бошқа муаллифлар олган маълумотлар билан таққослашлар натижалари таклиф этилган ёндо-шувнинг ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, юпқа гок ташувчи ортотроп айланма қобикнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатини тадқиқ қилишда қўлланилиши мумкинлигини кўрсатади.
5. Ортотроп қобикнинг чизиқлимас ҳолатига конусликнинг гаъсирини ҳисобга олиш масаласи қаралган. Магнит индукцияси ва кесувчи кучларнинг ўзаро гаъсири кўчиш ва механик кучланиш, электр майдони кучлаш анлиги ва магнит индукцияси экстримал қийматларини пайдо килиши аниқланган. Магнит индукцияси ва кесувчи куч қобиқнинг чап контурида берилади (чега-равий шарглар), бунда кесувчи зўрикиш ва магнит индукциясининг нормал ташкил этувчиси қарама-карши йўналган. Конуслик бурчагининг камайиши билан кўчиш ва механик кучланиш, электр майдони кучланганлиги ва ма1 нит индукцияси абсолют қийматларининг ўсиш қонунияти ўрнатилган. Бу далил электромагнит ва механик майдонларнинг ўзаро боғлиқлигини намойиш қилади. Олти градусга тенг конуслик бурчаги қаралган геометрик чизикли-мас қобик учун танлаб олинган юкланишларда критик эканлиги аниқланган. Конуслик бурчагини янада камайтириш қобиқ турғунлигини йўқотишига олиб келади.
6. Токташувчи бериллийдан ясалган отротроп конус ва токташувчи алюминийдан ясалган изотроп конус ҳамда магнит майдони ва ташқи бегона ток мавжуд бўлмаганда алюминийдан ясалган изотроп конуслар учун олинган ечимлар натижаларини таққослаш асосида масала чизиқлимас қўйилганда, юпқа қобиқларнинг кучланганлик-дефор.мацияланганлик ҳолати тадқик қилинган. Учала ҳолда ҳам кўчишларнинг тақсимланиши чизиқлимас-дир ва улар максимал қийматларга кобикнинг чап контурида эришадилар. Шунингдек, бериллийдан ясалган ортотроп конус ва магнит майдонини ҳисобга олиб алюминийдан ясалган изотроп конуслар тақкосланганда, кўчиш максимал қийматлари деярли икки мартага фарқ қилади. Конус изотроп бўлиб, магнит ва электр майдонлари таъсирлари бўлмаган ҳолда, кўчишнинг сезиларли ошиши аникланган. Бу эса, қобиққа таъсир қилувчи электр майдони мавжуд бўлмаганда чўзувчи кучлар, яъни магнит майдони индук-цияси тангенциал ташкил этувчиси ва Лоренц кучи тангенциал ташкил этув-чилари нолга тенг эканлиги билан тушунтирилади. Масала чизиқли ва чизиқлимас қўйилганда олинган ечимлар натижалари таққосланган. Конус-лик бурчагининг камайиши билан масала чизиқли ва чизиқлимас қўйилганда олинган ечимлар натижалари ўртасидаги фарқнинг ўсиши қонунияти ўрна-тилган. Олинган натижаларни таҳлил қилиб, чизиқли назария билан таққос-лаганда ортотроп қобикнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатига геометрик чизиқлимасликнинг таъсири ҳақида фикр юритишимиз мумкин.
7. Қалинликлиги ўзгарувчан бўлган бериллийдан ясалган ортотроп конус учун меридионал йўналишда қалинликнинг ўзгаришини гавсифлай-диган параметрнинг ҳар хил қийматларида сонли натижалар олинган. “а” параметр қийматининг ошиши кўчиш, қобиқ айлан.ма кучланишлари, максвелл кучланишлари ва бошқа микдорларнинг ошишига олиб келиши қонунияти ўрнатилган. Қалинликнинг ўзгариши қобиқнинг кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатига сезиларли таъсир кўрсатиши ва буни амалий масалаларни ҳисоблашларда ҳисобга олиш зарурлиги олинган натижалардан кўринади. Қобиқ контурларининг маҳкамланиши ҳар хил бўлганда сонли нагижалар олинган. Қобик контурларининг маҳкамланиш чегаравий шарт-лари кўчишлар, кесувчи кучлар ва эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, магнит индукцияси ва электр майдони кучланганликлари қийматларига ва тақсимланишларига муҳим таъсир кўрсатиши олинган натижалардан кўри-нади. Максимал кўчишлар ва эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, маг-нит индукцияси ва электр майдони кучланганликлари “сирпанувчи-шарнир” че-гаравий шартда пайдо бўлиши аниқланган. Қобиқнинг чап контурида Mai ни г индукцияси бор бўлган холда кўчишлар, эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, магнит индукцияси, электр майдони кучланганликлари қийматлари чап конгурда электр майдони бор бўлгандаги ҳол билан гаккосланганда кўпрок катта бўлиши қонунияти ўрнатилган. Олинган натижалардан келиб чиққан ҳолда, чегаравий шартларнинг механик ва элекгромагнит майдонларининг ўзаробоғлиқлигига таъсири хакида фикр юритишимиз мумкин.
8. Магнит индукциясининг ошиши билан кобикнинг эгилиши ва кучла-ниши ошиши қонунияти аниқланган. Ташқи магнит майдони индукцияси оширилганда ички магнит майдони индукцияси ҳам ошиши конунияги ўрна-тилган. Бу эса, қобикда содир бўладиган ҳақиқий физик жараёнларга мос келади ва ўз навбатида олинган натижаларнинг ишончлилигини тасдиқлайди. Ортотроп электрўтказувчанликни ҳисобга олиб, гашқи бегона гокнинг йўналиши ва зичлиги микдорини танлаган ҳолда ностационар электромагнит ва механик майдонлар таъсирлари остида жойлашган қобикнинг кучланган-лик ҳолатини оптималлаштириш мумкинлиги кўрсатилган. Ташқи бегона электр токи қийматининг ошиши қобикнинг кучланиши ва кўчишлари, Лоренц кучи нормал ва тангенциал ташкил этувчилари қийматларининг ошишига олиб келиши аникланган. Шундай килиб, ташки бегона электр токининг зичлиги микдори ва йўналишини ганлаб, кобиқда кучланиш ва кўчиш кийматларини минималлаштиришга эришиш мумкин.
9. Қаралган масалаларда кучланганлик-деформацияланганлик ҳолатини тавсифловчи функциялар кийматлари электромагнит параметрлардан, хусу-сан ортотроп электрўтказувчанлик ва материалнинг ортотроп хоссаларидан боғлиқ бўлган, майдонларнинг ўзаро боғлиқлиқ таъсирларини баҳолаш имко-нини берадиган боғланишлар қурилган. Ҳосил қилинган ортотроп айланма кобиқ магнитоэластиклиги боғлиқли тенгамалари системасидан фойдаланиш, масала геометрик чизиклимас қўйилганда ортотроп электрўтказувчанликни ҳисобга олган холда, токташувчи кобиклар назариясининг носгационар маса-лаларини ечиш учун ишлаб чиқилган услубият янги синф масалаларини ечиш имкониятини беради. Бунда конструктив элементларнинг ҳақикий иш-лаш шартлари ва материалнинг ортотроп электрўтказувчанлиги, ма1 нит ва диэлектрик сингдирувчанликлари тўлароқ ҳисобга олинади, бу эса конструк-цияларнинг ишлаш мустаҳкамлигини ошириш учун геометрик, механик ва электромагнит иараметрларни рационал танлаш имкониятини беради.


background image

ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ

ВА

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ФАН

ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ 16.07.2013 Т/FM.02.02

РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС

ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

ТОШКЕНТ

ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ







ИНДИАМИНОВ РАВШАН ШУКУРОВИЧ



ОРТОТРОП ЭЛЕКТР ЎТКАЗУВЧАНЛИКНИ ҲИСОБГА ОЛГАН

ҲОЛДА ТОК ТАШУВЧИ АЙЛАНМА ҚОБИҚ МАГНИТО

-

ЭЛАСТИКЛИК НАЗАРИЯСИНИ РИВОЖЛАНТИРИШ


01.02.04 –

Деформацияланувчан қаттиқ жисм механикаси

(физика

-

математика фанлари)









ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ











Тошкент

– 2014


background image

2

УДК 5

39.3

Докторлик диссертацияси автореферати мундарижаси

Оглавление автореферата докторской диссертации

Content of the abstract of doctoral dissertation



Индиаминов Равшан Шукурович

Ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда ток

ташувчи

айланма қобиқ магнитоэластиклик

назариясини ривожлантириш

…………………………3


Индиаминов Равшан Шукурович

Развитие теории магнитоупругости токонесущих оболочек

вращения с учетом ортотропной электропроводности

………………………………………29


Indiaminov Ravshan Shukurovich

Development of the theory of magnetoelasticity current-carring shells
of rotation with respect to orthotropic electroconductivity……………………………………...55

Эълон

қилинган ишлар рўйхати

Список опубликованных работ

List of published works………………………………………………………………………….79


background image

3

ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ

ВА

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ФАН

ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ 16.07.2013 Т/FM.02.02

РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС

ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ

ТОШКЕНТ

ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ







ИНДИАМИНОВ РАВШАН ШУКУРОВИЧ



ОРТОТРОП ЭЛЕКТР ЎТКАЗУВЧАНЛИКНИ ҲИСОБГА ОЛГАН

ҲОЛДА ТОК ТАШУВЧИ АЙЛАНМА ҚОБИҚ МАГНИТО

-

ЭЛАСТИКЛИК НАЗАРИЯСИНИ РИВОЖЛАНТИРИШ


01.02.04 –

Деформацияланувчан қаттиқ жисм механикаси

(физика

-

математика фанлари)









ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ











Тошкент

– 2014


background image

4

Докторлик диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси

ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида

20.02.2014/B2013.1.FM1

рақам билан рўйхатга

олинган.

Докторлик диссертацияси Ўзбекистон Республикаси Фанлар академияси Механика ва

иншоотлар

сейсмик

мустаҳкамлиги

институти

ва

Тошкент

ахборот

технологиялари

университетининг Самарқанд филиалида бажарилган.

Докторлик диссертациясининг тўлиқ матни Тошкент давлат техника университети ва

Ўзбекистон Миллий университети ҳузуридаги 16.07.2013.Т/FM.02.02 рақамли фан доктори илмий
даражасини берувчи илмий кенгаш веб

-

саҳифасида

www.tdtu.uz/tadqiqitchi/dis_matn.htm

манзилига жойлаштирилган.

Диссертация автореферати уч тилда ( ўзбек, рус, инглиз) веб

-

саҳифада

www.tdtu.uz/

tadqiqitchi/avr_matn.htm

манзилига ва

“ZIYONET”

Ахборот

-

таълим порталида

www.ziyonet.uz

манзилига жойлаштирилган.

Илмий

маслахатчилар:

Ширинкулов Ташпулат Ширинкулович

техника фанлари доктори, академик

Мольченко Леонид Васильевич

физика

-

математика фанлари доктори, профессор

Расмий

оппонентлар:





Мардонов Ботиржан Мардонович

физика

-

математика фанлари доктори, профессор

Сафаров Исмоил Ибрагимович

физика

-

математика фанлари доктори, профессор

Карнаухов Василий Гаврилович

физика

-

математика фанлари доктори, профессор

Етакчи

ташкилот:

Тошкент темир йўл мухандислари институти

Диссертация ҳимояси Тошкент давлат техника университети ва Ўзбекистон Миллий

университети

ҳузуридаги

16.07.2013

.

Т/FM.02.02

рақамли

Илмий

кенгашнинг

«___»_______________2014

йил соат____ даги мажлисида бўлиб ўтади

. (

Манзил:

100095,

Тошкент

,

Университет кўч

.,2.

Тел.

/

факс

: (99871) 227-10-32, e-mail: tadqiqitchi@tdtu.uz).

Докторлик диссертацияси Тошкент давлат техника университети Ахборот

-

ресурс

марказида 01 рақам билан рўйхатга олинган, диссертация билан АРМда танишиш мумкин.

(

Манзил: 100095, Тошкент, Университет кўч

. 2.

Тел.:

(99871) 246-46-00).

Диссертация автореферати 2014 йил «__» ________ да тарқатилди.

(2014 йил «___»______

____

даги №__ рақамли

реестр баённомаси).

К.А. Каримов

Фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш раиси т.ф.д., профессор

Н.Дж. Тураходжаев

Фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш илмий котиби т.ф.н., доцент

М.М. Мирсаидов

Фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш қошидаги илмий семинар

раиси т.ф.д., профессор


background image

5

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АННОТАЦИЯСИ

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурияти.

Қўшма

майдонлар механикаси муаммоларидан ҳисобланган электромагнитоэластик

-

лик масаларига бўлган қизиқишлар

ишлаб чиқаришнинг турли соҳаларидаги

замонавий техник жараёнлар талаблари ва инновацион технологияларни
яратиш эҳтиёжларидан келиб чиқади. Шуни алоҳида қайд этиб ўтиш
лозимки, электромагнит эффектларни ҳисобга олган ҳолда туташ муҳитлар
ҳаракатини ўрганиш масалалари, умуман замонавий механикада, хусусан
қўшма майдонлар механикасида муҳим ўринни эгаллайди.

Ўз навбатида, қўшма майдонлар назариясини ривожлантириш, хусусан,

деформацияланувчан муҳит билан электромагнит эффектларнинг ўзаро
таъсир назарияси замонавий қаттиқ жисм механикаси ривожланишининг бош
йўналишларидан бири ҳисобланади.

Электромагнит майдони билан эластик

муҳитнинг ўзаро таъсир механизми ҳар хил бўлиб, қаралаётган жисмнинг
геометрик хусусиятлари ва физикавий хоссаларига боғлиқдир. Хусусан, бу
таъсир механизмини тадқиқ этиш муаммоли масалалардан бири сифатида
анизотроп электр ўтказувчанлик юпқа пластинка ва қобиқларга нисбатан
қаралганда бир қанча махсус хусусиятларга эга бўлади.

Замонавий техникада оптимал конструкцияларни яратиш чизиқли бўл

-

маган қонуният билан ўзгараётган таъсирни ҳисобга олган ҳолда юпқа плас

-

тинка ва қобиқлар шаклидаги конструктив элементларнинг кенг равишда
ишлаб чиқаришда қўлланилиши долзарб ҳисобланади. Бунда магнит май

-

донининг қобиқ ва пластинка билан ўзаро таъсири туфайли пайдо буладиган
электромагнит эффектлар салмоқли ўрин эгаллайди.

Электромагнит майдон

билан электр ўтказувчи жисмларнинг динамик ва механик кўчишларининг
боғлиқлик эффектлари пондеромотор Лоренц кучлари орқали амалга
оширилади. Лоренц кучлари ўтказувчи туташ муҳит элементларининг ҳара

-

кати тезлиги ва ташқи магнит майдони, ташқи магнит майдонига нисбатан
ўтказиш токининг йўналиши ва миқдорларига боғлиқ бўлади. Импульсли
магнит майдон ва ток ташувчи элементлар, кўчишлар амплитудасининг катта
қийматларидаги юқори частотали тебранишлари учун пондеромотор ўзаро
таъсир эффектлари жуда сезиларли бўлади.

Шунинг учун биринчи навбатда

магнитоэластикликнинг математик асосларини ва алоҳида олинган синф
масалаларини ечишнинг амалий усулларини ривожлантириш ниҳоят
даражада долзарб ва муҳимдир.

Бундай синф масалалари қаторида кучли

ташқи магнит майдонига жойлаштирилган юпқа ток ташувчи анизотроп
пластинка ва қобиқлар масалалари, шунингдек магнит майдонида юпқа
элементларнинг чизиқли бўлмаган магнитоэластик тебранишлари ҳақидаги
масалалари алоҳида таъкидланиши лозимдир.

Чизиқли бўлмаган боғланишдаги масалалар тадқиқ қилинганда махсус

магнитоэластик эффектлар пайдо бўлиши ҳисобга олинса, ностационар меха

-

ник ва электромагнит юкланишлар таъсирида бўлган юпқа ток ташувчи
анизотроп электр ўтказувчанликли, анизотроп пластинка ва қобиқлар боғ

-

лиқли магнитоэластиклиги масаласаларини ечиш усулларини ривожлан

-


background image

6

тириш долзарб ҳисобланади.

Чизиқли бўлмаган боғланишдаги магнито

-

эластиклик масалаларини ўрганишда анизотроп электр ўтказувчанлик,
магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда ўзгарув

-

чан механик ва электромагнит майдонлар таъсирида бўлган ток ташувчи
пластинка ва қобиқларнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолат

-

ларини аниқлаш илмий жиҳатдан салмоқли ҳисобланади.

Замонавий

техникада конструктив элементлар сифатида кучли магнит майдони таъсири
остида бўлган юпқа пластинка ва қобиқларнинг кенг равишда ишлаб
чиқаришда қўллаш амалий аҳамият касб этади.

Шунингдек, кучли магнитли

қурилмаларнинг ташқи майдонини экранлаш учун ташувчи элементлар ёки
тўсиқлар сифатида бундай конструкцияларнинг ишлатилиши ҳам сабаб
бўлади

.

Шу билан биргаликда, замонавий ўлчагич тизимларни ишлаб

чиқишда, ҳисоблаш техникаси қурилмаларида, катта майдон фонида кучсиз
импульсли майдонни ўлчашда, электромагнит майдон таъсирида хизмат
қилувчи ходимларни ҳимоя қилиш масалаларини ишлаб чиқишда ва
бошқаларда электромагнит мосланувчанлик масалаларини ечиш зарурияти
ҳам ушбу омиллар қаторига киради.

Диссертация

мавзуси

долзарблиги

ва

зарурияти

“Электромагнит

мосла

-

нувчанликни

таъминлаш

тўғрисидаги

Ўзбекистон

Республикаси

қонун

-

ларига

(1999

й.,

1

рақамли,

16

банд

; 2003

й

., 5

рақамли

, 67

банд

; 2013

й

.,

18

рақамли

, 233

банд

)

мос

равишда

муаммоларнинг

қўйилиши

ва

уларни

ечи

-

лиши

билан

изоҳланади.

Анизотроп электр ўтказувчан анизотроп пластинка

ва қобиқлар электромагнитоэластиклиги боғлиқли масаласалари замонавий
илмий қизиқишлар уйғотади. Анизотроп электр ўтказувчан юпқа анизотроп
жисмларда жисм материалининг барча физика

-

механикавий параметрларини

вариациялаш орқали магнитоэластикликнинг оптимал масалаларини ечиш
мумкин.

Хусусий ҳолда механик ва геометрик параметрлар доимий бўлганда,

фақат анизотроп электродинамик параметрларни ўзгартириш ёрдамида
сифатли янги механик хусусиятга эга бўлган конструктив элементларни
яратиш мумкин. Сўнги йилларда янги электромагнит хусусиятларга эга
бўлган янги материаллар яратилган. Бундай материаллар замонавий техни

-

канинг турли соҳаларида янги технологияларни ишлаб чиқишда самарали
ишлатилиши мумкин.

Тадқиқотнинг Ўзбекистон Республикаси фан ва технологиялар

тараққиётининг устувор йўналишларига мослиги.

Диссертация Ўзбекис

-

тон Республикаси фан ва технологиялар тараққиётининг

Ф4 «Математика,

механика и информатика» устувор йўналишига мос равишда бажарилган

.

Диссертация мавзуси бўйича халқаро илмий тадқиқотлар шарҳи.

АҚШ, Германия, Япония, Украина, Арманистон ва бошқа давлатларнинг
илмий марказлари, олий таълим муассасаларида қобиқлар ва пластинкалар
магнитоэластиклиги назариялари муаммолари ечиш бўйича, шунингдек
Англия, Франция, Россия ва

бошқа давлатларда қобиқлар назариясининг

геометрик чизиқлимас қўйилган масалаларини ечишда сонли усулларни қўл

-

лашга доир илмий

-

тадқиқот ишлари олиб борилмоқда.

Замонавий техника

-

нинг ривожланиши, унинг ҳар хил физик омилларнинг ўзаро таъсири нати

-


background image

7

жасида мураккаб юкланиш шароитида қўлланилиши эластик жисмларда
қўшма майдонлар назариясини яратиш заруриятини талаб этади.

Ўзаро

таъсир муаммолари магнитоэластиклик масалаларида ва магнит майдонида
эластик деформацияланувчи электр ўтказувчи жисм ҳаракати масалаларида
асос ҳисобланади.

Деформацияланувчан қаттиқ жисм механикасида электро

-

магнит майдон билан механик майдонларнинг ўзаро таъсири эффектларини
ўрганиш долзарб масала

ҳисобланади

.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.

Пластинка ва қобиқ шакли

-

даги юпқа элементларнинг электромагнит майдони билан мураккаб ўзаро
таъсир муаммоларини ишлаб чиқиш кўплаб тадқиқотлар олиб борилган

-

лигига қарамасдан тугалланишдан узоқдир ва бу соҳадаги бундан кейинги
олиб бориладиган тадқиқотлар, албатта янги эффектларни олиш имко

-

ниятини яратади.

Эластик жисмнинг электромагнит майдони билан ўзаро

таъсири бўйича бажарилган ишларнинг кўпчилиги масала чизиқли қўйил

-

ганда қаралган бўлиб, анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик
сингдирувчанликлар ҳисобга олинмаган.

Агар ўтказувчи эластик жисмнинг

материали анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингди

-

рувчанлик хоссаларига эга бўлса, у ҳолда майдонларнинг ўзаро таъсири
сезиларли равишда мураккаблашади.

Шунинг учун анизотроп электр ўтка

-

зувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда
магнитоэластик ўзаро таъсир чизиқли бўлмаган

назариясини яратиш жаҳон

миқёсидаги илмий муаммо ҳисобланади.

Мавжуд ишларнинг тахлилидан

келиб чиқиб айтиш жойизки, анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва ди

-

электрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда ток ташувчи қобиқлар
магнитоэластиклигининг боғлиқли чизиқли бўлмаган масалалари ҳозирги
кунгача ҳал этилмаган.

Бунга бошланғич боғлиқли магнитоэластик хусусий

ҳосилали дифференциал тенгламалар системасининг мураккаблиги, бундай
масалаларни ечиш усуллари ва алгоритмлари мавжуд эмаслиги сабабдир.

Диссертациянинг

илмий

-

тадқиқот

ишлари

режалари

билан

боғлиқлиги

қуйидаги лойиҳаларда ўз аксини

топган:

фундаментал илмий лойиҳалар: ФА

-

Ф8

-

Ф089

-

«Уч ўлчамли динамик

эластиклик назарияси доирасида пластинка ва қобиқ шаклидаги конструк

-

циялар

кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатларини ҳисоблаш назарий

асосларини ишлаб чиқиш

» (2007-

2011йй.); Ф4

-

ФК

-0-11951-

Ф4

-024 -

«Анизо

-

троп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда ток ташувчи анизотроп
қобиқлар электромагнитоэластиклиги боғлиқли чизиқлимас масалаларини
ечиш методикаси, алгоритми ва дастурий таъминотини яратиш»

(2012-

2016йй.); Ўзбекистон Республикаси Фанлар академияси фундаментал тадқи

-

қотларни қўллаб

-

қувватлаш жамғармаси илмий лойиҳаси № 48

-08 -

«Эластик

асос билан ўзаро таъсирда бўлган анизотроп пластинка ва қобиқларнинг
кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатларини тадқиқ қилиш усулларини

ишлаб чиқиш

» (2008-

2009йй.).

Тадқиқотнинг мақсади

анизотроп электр ўтказувчанликли анизотроп

ток ташувчи жисмлар чизиқлимас магнитоэластиклиги назариясини ривож

-


background image

8

лантириш

,

ортотроп айланма қобиқ магнитоэластикликнинг масалаларини

математик моделлаштириш ва уларни ечиш.

Мақсадга эришиш учун қуйидаги

тадқиқот

вазифалари

қўйилган:

анизотроп электр ўтказувчанлик магнит ва диэлектрик сингдирувчан

-

ликларни ҳисобга олган ҳолда ток ташувчи анизотроп жисмларнинг магнито

-

эластик деформацияланишини математик моделлаштириш ва физик ҳолат

-

ларини шакллантириш;

ностационар механик ва электромагнит юкланишлар таъсири остида

бўлган анизотроп электр ўтказувчанликли юпқа ток ташувчи қобиқлар
деформацияланиши назариясининг амалий усуллари ва математик асос

-

ларини яратиш;

ностационар механик ва электромагнит кучлар таъсири остида бўлган

ортотроп электр ўтказувчанликли бикирлиги икки координата йўналишида
ўзгарувчан бўлган ток ташувчи айланма қобиқ чизиқли бўлмаган магнито

-

эластиклиги

чегаравий

масалаларини

тақрибий

ечиш

услубиятини

ривожлантириш;

ностационар таъсирлар остида жойлашган ортотроп электр ўтказувчан

-

ликли юпқа ток ташувчи ортотроп айланма қобиқнинг магнитоэластиклиги
ҳал

қилувчи боғлиқли системаси чизиқлимас дифференциал тенгламаларини

яратиш;

ортотроп айланма қобиқ магнитоэластиклиги чизиқлимас қўйилган

боғлиқли динамик масалаларини самарали сонли ечиш усулларини ишлаб
чиқиш;

юқорида кўрсатилган жисмларнинг геометрик, мехник ва электро

-

магнит параметрларини кенг диапазонда ўзгартириш ёрдамида кучлан

-

ганлик

-

деформацияланганлик ҳолати ва электромагнит эффектлар таҳли

-

лини асослаб бериш;

Тадқиқот объекти

сифатида

анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит

ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда ток ташувчи
анизотроп жисмлар олинган.

Тадқиқот предмети

-

анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва

диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда электрўтказувчан
жисмларда механик ва электромагнит ўзаро таъсир муаммоларини тадқиқ
қилиш учун магнитоэластиклик масалаларини математик моделларини
ривожлантириш ва ечиш усулларини ишлаб чиқиш

.

Тадқиқот усуллари.

Тадқиқот жараёнида чизиқлилаштириш ва турғун

бўлган дискрет ортогоналлаштириш усуллари қўлланилган.

Диссертация тадқиқотининг илмий янгилиги

қуйидагилардан

иборат:

илк маротаба анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик

сингдирувчанликларни, шунингдек, геометрик чизиқлимасликни ҳисобга
олган ҳолда, ток ташувчи қобиқлар магнитоэластиклиги боғлиқли динамик
масалаларининг математик қўйилиши шакллантирилган;


background image

9

илк маротаба чекли ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва ди

-

электрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи ортотроп
қобиқлар магнитоэластиклиги чизиқлимас икки ўлчамли модели яратилган

;

ностационар механик ва электромагнит кучлар таъсири остида бўлган,

ортотроп электр ўтказувчанликли, бикирлиги икки координата йўналишида
ўзгарувчан, юпқа токўтказувчи айланма қобиқнинг симметрик бўлмаган
деформацияланишини ифодалайдиган ҳал қилувчи системаси олинган;

ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчан

-

ликларни ҳисобга олган ҳолда ностационар механик ва электромагнит юкла

-

нишлар таъсирлари остида жойлашган, ихтиёрий меридианли юпқа ток
ташувчи ортотроп айланма қобиқнинг деформацияланишини ифодалайдиган
магнитоэластикликнинг чизиқлимас дифференциал тенгламалари боғлиқли
ҳал қилувчи системаси олинган;

илк маротаба ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик

сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда ортотроп айланма қобиқ
магнитоэластиклиги боғлиқли чизиқлимас қўйилган масалаларини ечиш
услубияти ва алгоритмлари яратилган;

чекли ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингди

-

рувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, электромагнит майдони билан дефор

-

мациянинг механик майдони боғлиқлиги янги эффектлари аниқланган;

ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, ташқи бегона

токнинг йўналиши ва зичлиги миқдорини танлаб ортотроп ток ташувчи қо

-

биқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолати оптималлаштирилган

.

Тадқиқотнинг амалий натижалари

қуйидагилардан иборат:

эластик жисмнинг электромагнит майдон билан ўзаро таъсирининг

янги эффектлари олинган, бу эффектларни ҳисобга олиш янги техниканинг
ҳар хил соҳаларидаги кўпгина амалий масалаларни ечишда қўлланилиши

мумкин;

олинган тенгламаларга асосланиб, ишда ишлаб чиқилган услубиятдан

фойдаланган ҳолда

ҳам материалнинг анизотропиясини ҳамда

қобиқ

ички

электромагнит майдонининг анизотропиясини ҳисобга олиш имконияти
яратилади, бу эса ўтказилган ишнинг амалий қиймати

ҳисобланади;

кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатининг характерли функция

-

лари қийматлари электромагнит параметрлар, хусусан, ортотроп электр ўтка

-

зувчанлик ва материалнинг ортотроп хоссаларига боғлиқ, майдонларнинг
ўзаро боғлиқлиқ таъсирини амалиётда баҳолаш имконини берадиган боғла

-

нишлар яратилган

.

Олинган натижаларнинг ишончлилиги

чегаравий масаланинг кор

-

рект қўйилиши, келтириб чиқарилган математик ифодаларнинг

қатъийлиги

,

асосланган ечиш усулларидан фойдаланиш ва ечимларнинг аниқлигини баҳо

-

лашлар ҳамда бошқа математик қўйилган масалаларнинг ечимлари билан
таққослашлар ёрдамида асосланади.

Тадқиқот

натижаларининг

назарий

ва

амалий

аҳамияти.

Тадқиқотда

олинган натижаларнинг назарий аҳамияти

юпқа қобиқлар


background image

10

назарияси ва чизиқлимас магнитоэластиклик назарияларининг ривожлани

-

шига салмоқли ҳисса қўшишдан иборат.

Тадқиқот ишининг амалий аҳамиятини эса, ностационар кучлар ва

электромагнит майдони таъсирлари остида бўлган, ортотроп электр ўтказув

-

чанликли юпқа токташувчи ортотроп айланма қобиқнинг геометрик, механик
ва электромагнит параметрларини кенг диапазонда ўзгартириш ёрдамида,
шунингдек, ҳар хил юкланишлар ва маҳкамланиш турларида кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатини оптималлаштириш ва ҳисоблашлар учун
ишлаб чиқилган услубият ва алгоритмлар ташкил этади.

Магнит индукцияси

ва қирқувчи кучларнинг ўзаро таъсири экстремал қийматларнинг пайдо
бўлишини келтириб чиқаради. Олти градусга тенг бўлган конуслик бурчаги
танлаб олинган юкланишларда геометрик чизиқли бўлмаган назария учун
критик эканлиги аниқланган. Бу бурчакни янада камайтириш танлаб олинган
юкланишларда қобиқнинг турғунлигини йўқотишига олиб келади.

Конуслик

бурчагининг камайиши билан кўчиш ва механик кучланиш, электр майдони
кучланганлиги ва магнит индукцияси абсолют қийматларининг ўсиш

қону

-

нияти ўрнатилган. Бу далил электромагнит ва механик майдонларнинг ўзаро
боғлиқлигини намойиш қилади.

Механик юкланишлар ва ташқи магнит май

-

донининг параметрлари аниқ бўлганда ташқи бегона электр токининг орто

-

троп қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатига таъсири баҳо

-

ланган

.

Ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, ташқи бегона

электр токининг йўналиши ва зичлиги миқдорини танлаш орқали ностацио

-

нар механик ва электромагнит майдонлар таъсири остида бўлган қобиқнинг
кучланганлик

ҳолатини оптималлаштириш мумкинлиги кўрсатилган.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.

Тадқиқотда олинган

назарий натижалар фундаментал илмий лойиҳа ФА

-

Ф8

-

Ф089

-

«Уч ўлчамли

динамик эластиклик назарияси доирасида пластинка ва қобиқ шаклидаги
конструкциялар

кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатларини ҳисоблаш

назарий асосларини ишлаб чиқиш

» (

Ўзбекистон Республикаси Фанлар акаде

-

мияси Механика ва иншоотлар сейсмик мустаҳкамлиги институтида бажа

-

рилган

.

Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси ҳузуридаги Фан ва

технологияларни ривожлантиришни мувофиқлаштириш қўмитаси хулосаси
26.06.2007й.); ҳамда

48-08-

«Эластик асос билан ўзаро таъсирда бўлган

анизотроп пластинка ва қобиқларнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик

ҳолатларини тадқиқ қилиш усулларини ишлаб чиқиш

» (

Ўзбекистон Респуб

-

ликаси Фанлар академияси Механика ва иншоотлар сейсмик мустаҳкамлиги
институтида бажарилган

.

Ўзбекистон Республикаси Фанлар академияси

фундаментал тадқиқотларни қўллаб

-

қувватлаш жамғармаси кенгаши қарори

18.01.2008й

.)

лойиҳаларда ностационар механик ва электромагнит юкланиш

-

лар таъсири остида бўлган анизотроп пластинка ва қобиқларнинг дефор

-

мацияланиши чизиқлимас назарияларини ривожлантиришда фойдаланилган

.

Ишнинг апробацияси.

Тадқиқот натижалари

25

та илмий

-

амалий

анжуманлар, шу қаторда 20 та ҳалқаро анжуманларда апробациядан ўтказил

-

ган, жумладан:

The

5 th Interational Conference on «European Science and

Technology» (Munich, 2013);

«Фундаментал ва амалий тадқиқотлар, юқори


background image

11

савияли технологияларни яратиш ва уларнинг саноатда қўлланилиши» XI

-

халқаро илмий

-

амалий анжуман (Санкт

-

Петербург

, 2011);

«Сучаснi проб

-

леми природничих наук та проблеми пiдготовки фахiвцiв в цiй галузi» XI ва

XII -

илмий

-

амалий анжуман (Николаев

, 2007, 2009);

«Деформацияланувчи

қаттиқ жисм ҳисоблаш механикаси

»

халқаро илмий

-

техник анжуман

(Москва

, 2006)

ва бошқалар

.

Диссертация ишининг асосий натижалари қуйидаги илмий семинар

-

ларда маъруза қилинди ва муҳокама этилди:

Т.Г.Шевченко номидаги Киев

Миллий университети «Туташ муҳитлар механикаси» кафедраси семинар

-

ларида

(Киев, 2006

-2009);

С.П.Тимошенко номидаги Украина Миллий

Фанлар академияси Механика институти термоэластиклик бўлими илмий
семинарида

(Киев, 2009)

;

Ўзбекистон Республикаси Фанлар академияси

Механика ва иншоотлар сейсмик мустаҳкамлиги институти «Фазовий тизим

-

лар динамикаси» лабораторияси илмий семинарларида (Тошкент, 2005

-2011);

Ўзбекистон Миллий университети «Назарий ва амалий механика» кафедраси
илмий семинарида (Тошкент, 2010);

М.Улуғбек номидаги Самарқанд давлат

архитектура

-

қурилиш институти

қошидаги «Деформацияланувчан қаттиқ

жисм механикаси» бирлашган шаҳар илмий семинарида (Самарқанд, 2008);

Тошкент ахборот технологиялари университети Самарқанд филиали «Ахбо

-

рот технологиялар», «Компьютер тизимлари», «Табиий фанлар» кафедра

-

ларининг бирлашган илмий семинарида

(Самарқанд, 2013);

Абу Райхон

Беруний номидаги Тошкент давлат техника университети ҳамда Ўзбекистон
Миллий университети ҳузуридаги 16.07.2013.Т/FM.02.02. рақамли Илмий
кенгаш қошидаги

01.02.04 - «

Деформацияланувчан қаттиқ жисм механикаси»

мутахассислиги бўйича илмий семинарида (Тошкент, 2014)

.

Натижаларнинг эълон қилинганлиги.

Диссертация мавзуси бўйича

51 та илмий иш, жумладан, 12 та илмий мақола халқаро журналларда чоп
этилган.

Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми

. Диссертация иши кириш,

бешта боб, 253 та номдан иборат фойдаланилган адабиётлар рўйхати ва 9 та
иловадан иборат. Диссертациянинг умумий ҳажми 200 бетдан иборат бўлиб,

110

та расм

,

5 та жадвални ўз ичига олади.

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида

диссертация тадқиқотининг долзарблиги ва эҳтиёжи

асосланган, тадқиқот мақсади ва вазифалари, ҳамда объект ва предметлари
шакллантирилган, Ўзбекистон Республикаси фан ва технологияси тарақ

-

қиётининг устувор йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқот илмий
янгилиги ва амалий натижалари баён қилинган, олинган натижаларнинг
назарий ва амалий аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини жорий
қилиш рўйхати, нашр этилган ишлар ва диссертация тузилиши бўйича
маълумотлар келтирилган.

Диссертациянинг

биринчи бобида

электромагнит майдонининг дефор

-

мацияланувчи муҳит билан ўзаро таъсири муаммолари, пластинка ва қобиқ

-

лар назарияси магниоэластиклиги геометрик чизиқлимас қўйилган масала

-


background image

12

ларини ечишга ёндошув муаммоларига бағишланган ҳалқаро илмий тадқиқот
ишлари шарҳи келтирилган.

Электромагнитоэластикликнинг маълум бир йўналишлари ривожлани

-

шига С.А. Амбарцумян, А.И. Ахиезер, Г.Е. Багдосарян, М.В. Белубекян, Я.И.
Бурак, К.Б. Власов, А.С. Вольмир, Б.П. Галапац, А.Р. Гачкевич, Б.М. Гнидец,

В.Т. Гринченко, Л.А. Ильюшин, Б.И. Колодий, В.Ф.Кондрат, Я.И. Лопушанс

-

кий, В.3. Партон, Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Я.С. Подстригач, Л.И.Седов,
А.Н. Гузь, Ф.Г. Махорт, И.Т. Селезов, А.Ф. Улитко, С.А. Калоеров, В.Г.
Карнаухов, M.Р. Короткина, Б.А. Кудрявцев, В. Новацский, Д.И. Бардзокас,
П.А. Мкртчян, К.В. Казарян, С.О. Саркисян, W.F. Brown, L

. Knopoff, J.W.

Dunkin, A.C. Eringen, Mc. Carthy, S. Chattopadhyay, S. Kaliski, P. Chadwick,
J.C. Baumhaner, H.F. Ticrsten, A.E. Green, P.M. Naghdi, F.C. Moon, G.A.

Maugin, R.A. Toupin, H. Parkus ва бошқалар салмоқли ҳисса қўшган.

Пластинка ва қобиқлар назариясининг чизиқлимас магнитоэластиклиги

муаммоларини тадқиқ қилишга Я.И. Бурак, А.Р. Гачкевич, Л.В. Мольченко,
В.И. Дресвянников, Я.И. Лопушанский, Ф.Г. Махорт, О.Н. Петрищев, А.Л.
Радовинский, Р.Ш. Индиаминов, K

. Hiroyuki, N. Kikuo, I. Yoshio, T.

Nobukazu, G. Nariboli, B.L. Juneja ва бошқаларнинг ишлари бағишланган.

Қобиқлар назариясининг геометрик чизиқлимас қўйилган масалаларини
ечишда сонли усулларни қўллашга Н.В. Валишвили, Я.М. Григоренко ва
унинг шогирдлари, А.В. Кармишин, М.С. Корнишин, В.А. Постнов ва бошқа

-

ларнинг ишлари бағишланган.

Эластик жисмнинг электромагнит майдони билан ўзаро таъсири бўйича

бажарилган ишларнинг кўпчилиги анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит
ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олмаган ҳолда қаралган. Агар
ўтказувчи эластик жисмнинг материали анизотроп электр ўтказувчанлик,
магнит ва диэлектрик сингдирувчанлик хоссаларига эга бўлса, у ҳолда май

-

донларнинг ўзаро таъсири сезиларли равишда мураккаблашади.

Шунинг

учун анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчан

-

ликларни ҳисобга олган магнитоэластик ўзаро таъсир чизиқлимас назария

-

сини яратиш назария ва амалиёт нуқтаи назарларидан муҳим илмий қизи

-

қишлар уйғотади.

Анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик

сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда токташувчи қобиқлар магнито

-

эластикликнинг боғлиқли чизиқлимас масалалари ечилмаган эканлигини кел

-

тирилган шарҳдан келиб чиқади. Бунга бошланғич боғлиқли магнитоэластик
хусусий ҳосилали дифференциал тенгламалар системасининг мураккаблиги,
бундай масалаларни ечиш усуллари ва алгоритмлари мавжуд эмаслиги
сабабдир, бу эса диссертация иши мақсадини аниқлаш имконини берди.

Диссертациянинг

иккинчи бобида

анизотроп электр ўтказувчанлик,

магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток

ташувчи қобиқлар чизиқлимас магнитоэластиклигининг масала уч ўлчамли
қўйилгандаги бошланғич физик ва математик ҳолатлари, муносабатлари
шакллантирилган. Масалани бир қийматли ечиш учун зарур бўлган бошлан

-

ғич ва чегаравий шартлар қўйилган. Анизотроп электр ўтказувчанликни
ҳисобга олган ҳолда, токташувчи жисмлар магнитоэластиклиги боғлиқли


background image

13

чизиқлимас масалалари эйлер ва лагранж кўринишларида муҳокама қилин

-

ган. Электродинамика тенгламаларида лагранж ўзгарувчиларига ўтиш амалга
оширилган.

Фараз қилайлик жисм электр токи жисмнинг ўзида ҳосил қиладиган

магнит майдони ва жисмдан ташқаридаги манба ҳосил қиладиган магнит
майдонлари таъсири остида жойлашган бўлсин. Шунингдек жисм электр
токини ўтказиш учун ўтказгич (токташувчи жисм) бўлиб хизмат қилади деб
қабул қиламиз. Бу ток жисм сиртига ташқи манбадан келтирилади. Бегона
электр токи ўйғонмаган ҳолатда жисм бўйича текис тақсимланган (ток зич

-

лиги координаталардан боғлиқ эмас) деб фараз қиламиз. Жисм чекли электр
ўтказувчанлик хоссасига эга ва поляризацияланиш ҳамда намагнитланиш
хоссаларига эга эмас.

Электромагнит майдони муҳитини тавсифлайдиган тенгламаларни ёза

-

миз ва миқдорларни аниқлаймиз. Фараз қилайлик жисмнинг электромагнит
майдони эйлер координаталар системасида

e

электр майдони кучланганлиги

вектори,

h

магнит майдони кучланганлиги вектори,

d

электр индукцияси

вектори,

b

магнит индукцияси векторлари билан тавсифлансин, лагранж

координаталар системасида эса мос ҳолда

E

,

H

,

D

ва

B

билан тавсифлансин.

Эйлер координаталар системаси

x

дан лагранж координаталар систе

-

маси

га ўтишни қуйидаги боғланишлар ёрдамида амалга оширамиз:

;

;

;

h

F

H

e

F

E

Г

T

T

;

;

;

1

1

T

PF

b

F

B

d

F

D

(1)

j

F

J

R

n

P

P

e

e

R

R

1

;

;

бунда

x

Г

det

,

)

3

,

2

,

1

,

(

j

i

x

F

j

i

.

Бу ҳолда анизотроп жисм учун

магнитоэластиклик тенгламалари лагранж ўзгарувчиларида жисм эгаллаб
турган соҳада (ички соҳа) қуйидагича ёзилади:

;

t

B

E

rot

ст

J

J

H

rot

;

0

B

div

,

0

D

div

;

(2)

?

)

(

div

f

f

t

(3)

бунда

ст

J

бегона электр токи зичлиги,

f

ҳажмий куч,

f

ҳажмий

Лоренц кучи,

J

электр токи зичлиги,

?

ички кучланиш тензори.

Кучланганлик векторларини электромагнит майдони индукциялари

билан боғловчи муносабатлар, шунингдек ҳаракатланувчи муҳитда ўтказгич
токини аниқлайдиган Ом қонуни билан магнитоэластиклик тенгламалар
системасини ёпиш

зарур.

Агар анизотроп жисм магнит ва электрик хосса

-

ларига нисбатан чизиқли бўлса, у ҳолда электромагнит характеристикалар
учун аниқловчи тенгламалар ва электрўтказувчанлик учун кинематик муно

-

сабатлар, шунингдек

ст

J

бегона токни ҳисобга олган ҳолда Лоренц кучи учун

ифодалар лагранж ўзгарувчиларида мос ҳолда қуйидагича кўринишда
ёзилади:


background image

14

H

B

j

i

,

E

D

j

i

, (4)

B

E

J

F

F

J

т

с

T

j

i

1

, (5)

B

B

E

B

J

F

f

j

i

т

с

1

1

. (6)

Бу ерда

j

i

,

j

i

,

j

i

мос ҳолда чизиқли анизотроп токташувчи жисмнинг

электр ўтказувчанлик, диэлектрик ва магнит сингдирувчанлик тензорлари

3

,

2

,

1

,

j

i

.

Улар бир жинсли анизотроп муҳитлар учун симметрик иккинчи

рангли тензорлар ҳисобланади.

Шундай қилиб, (2), (3) муносабатлар (4)

–(6)

билан биргаликда

,

лагранж шаклида анизотроп электрўтказувчанлик, магнит

ва диэлектр сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда анизотроп ток

ташувчи жисмнинг магнитоэластиклиги чизиқлимас тенгламалари ёпиқ
системасини ташкил этади.

Диссертациянинг

учинчи бобида

ортотроп электр ўтказувчанлик, маг

-

нит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи
қобиқлар икки ўлчамли назариясининг геометрик чизиқлимас

модели яратил

-

ган. Бунда чекли ўтказувчан, юпқа токташувчи қалинлиги ўзгарувчан қобиқ
поляризацияланиш ва намагнитланиш эффектларини, шунингдек, темпера

-

тура кучланишини ҳисобга олмаган ҳолда қаралади. Қобиқ материалининг
эластиклик хоссаси ортотроп ҳисобланади, бунда эластикликнинг бош йўна

-

лишлари мос координата чизиқларининг йўналишлари билан устма

-

уст

тушади. Қобиқ материали умумлашган Гук қонунига бўйсунади ва чекли
электрўтказувчандир. Ток ташувчи қобиқ материалининг электромагнит хос

-

салари

j

i

электр ўтказувчанлик,

j

i

магнит сингдирувчанлик ва

j

i

3

,

2

,

1

,

j

i

диэлектрик сингдирувчанлик тензорлари билан тавсифланади.

Бунда, кристаллофизикадан келиб чиққан ҳолда, кристал тузилиши

ромбик бўлган қаралган ўтказувчи муҳитлар синфи учун

j

i

,

j

i

,

j

i

тензор

-

лар диагонал кўринишни қабул қилади деб ҳисобланган.

Қобиқ ўрта сирти

-

нинг координат чизиқлари бош эгрилик чизиқлари билан устма

-

уст тушади

деб ҳисоблаб, деформацияланмаган ҳолатда ток ташувчи ортотроп қобиқ

-

нинг координат сиртига

z

,

,

эгри чизиқли ортогонал координаталар систе

-

масини қўямиз.

Кирхгоф

-

Ляв ва унга мос бўлган электромагнит гипотезаларидан фойда

-

ланиб, виртуал кўчишлар ёрдамида, ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит
ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи
ортотроп қобиқлар магнитоэластиклигининг боғлиқли чизиқлимас тенглама

-

лари тақрибий икки ўлчамли системаси ҳосил қилинган.

Бу олинган

системанинг ечимини масаланинг моҳиятидан келиб чиққан ҳолда, вакум
учун электродинамика тенгламалари билан биргаликда излаш зарурдир, яъни
ташқи масалани ечиш керак. Бу муаммо масала чизиқлимас қўйилганда
ҳозирги вақтгача деярли ечилмаган

.

Аниқ ҳолларда тадқиқ қилинаётган

масалалар

ҳар хил соддалаштирилиши мумкин. Ортотроп қобиқ сиртида

магнит майдонининг вақт бўйича ўзгариши ва тақсимланиш тавсифини аниқ
деб ҳисоблаб, фақат ички маса

-

лани қараш билан чекланиш мумкин.


background image

15

Анизотроп пластинка ва қобиқлар магнитоэластиклиги гипотезалари

сифатида қўйидагиларни танлаймиз:

;

;

)

,

,

(

;

)

,

,

(

2

1

1

2

3

2

2

1

1

B

t

u

B

t

u

E

t

E

t

E

E

E

;

0

;

)

,

,

(

;

)

,

,

(

3

2

2

1

1

J

t

J

J

t

J

J

(7)

;

2

1

1

1

1

1

1

H

H

h

z

H

H

H

;

2

1

2

2

2

2

2

H

H

h

z

H

H

H

.

)

,

,

(

3

3

t

H

H

бу ерда

i

u

қобиқ нуқталари кўчиши вектори компоненталари;

i

i

H

E

,

қобиқ

электр ва магнит майдонлари кучланганлик векторлари компоненталари;

i

J

уюрмавий ток компоненталари;

i

H

қобиқ сирти магнит майдони куч

-

ланганлиги тангенциал тузувчилари;

h

қобиқ қалинлиги.

Қобиқ сиртидаги

чегаравий шартлар, ҳосил қилинган гипотезалардан ва бошланғич статик
масаланинг ечимидан фойдаланиб, ортотроп қобиқ сиртида ташқи магнит
майдонининг тақрибий тақсимланиши аниқланган:

.

;

z

z

z

z

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

(8)

Бу ерда

B

B

,

ташқи бегона ток пайдо қиладиган бошланғич хусусий

магнит майдони магнит индукцияси компоненталари;

z

B

B

B

,

,

статик

масалани ечишдан ҳосил қилинган ташқи магнит майдони компоненталари;

z

B

қобиқ магнит индукцияси нормал тузувчиси;

ва

лар нормалнинг

бурилиш бурчаклари.

Кейинчалик, (

8

) чегаравий шартлардан фойдаланиб,

ортотроп электр ўтказувчан ортотроп қобиқ сиртида магнит майдонининг
кучланганлиги ўзгаришини унинг деформацияланиши жараёнида ҳисобга
олиш имкониятига эга бўламиз.

Ортотроп

электр

ўтказувчанлик,

магнит

ва

диэлектрик

сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи ортотроп қобиқлар
магнитоэластиклигининг ҳозирги икки ўлчамли модели квадратик яқин

-

лашишда қурилган, Лоренц кучи учун ифодаларда эса кубик чизиқлимаслик
ҳисобга олинган. Бу деформация чекли бўлган бундай масалаларда
чизиқлимас эффектлар асосий ҳисобланиши билан тушунтирилади ва
электромагнит майдонининг деформация майдонига таъсири асосан ана шу
кучлар орқали содир бўлади. Бурилиш бурчаги ва деформациянинг
кичиклиги тўғрисидаги фараздан фойдаланиб, эйлер ва лагранж кўриниш

-

ларида электромагнит миқдорларнинг тенглиги кўрсатилган.

Ҳосил қилинган тенгламалар икки ўлчамли системаси, деформация

-

ланмаган сиртга нисбатан, ўзгарувчан коэффициентли ўнинчи тартибли
гипербола

-

параболик типдаги боғлиқли чизиқлимас дифференциал тенгла

-

малар системасини ташкил этади.

Олинган натижаларга асосланиб, ток ташувчи ортотроп қобиқларнинг

кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатини ифодаловчи бошланғич муно

-

сабатлар сифатида қуйидаги ёпиқ боғлиқли тенгламалар системасини қабул
қиламиз:


background image

16

ҳаракат тенгламалари

Q

R

AB

Н

A

R

R

AH

S

A

A

B

N

N

B



1

1

2

;

2

2

^

t

u

h

AB

f

n

p

AB



Q

R

AB

H

B

R

R

BH

S

B

B

A

N

AN

1

1

2

;

2

2

^

t

h

AB

f

n

p

AB

;

2

2

^

t

w

h

AB

f

n

p

AB

R

N

R

N

AB

AQ

BQ

z

z

z



(9)

;

12

1

1

2

2

3

2

t

h

AB

ABS

M

R

N

AB

Q

AB

M

B

BM

H

A

A



;

12

1

1

2

2

3

2

t

h

AB

ABS

M

R

N

AB

ABQ

M

A

AM

H

B

B



электродинамика тенгламалари

;

1



AE

BE

AB

t

B

z

;

1

5

.

0

1

h

H

H

B

H

B

B

B

t

w

B

t

z

z

E

(10)



h

H

H

A

H

A

B

B

t

w

B

t

u

E

z

z

1

5

.

0

2

;

кўчишлар ва деформациялар ўртасидаги муносабатлар

;

2

1

1

1

2



R

w

A

AB

u

A

;

2

1

1

1

2



R

w

u

B

AB

B

;

B

A

B

A

u

B

A

;

1

1

A

AB

A

;

1

1

B

AB

B

(11)





A

AB

B

A

1

1

1

2

;

1

1

1

1

1

1









u

A

AB

A

R

B

AB

u

B

R

бунда

.

1

;

1

R

w

B

R

u

w

A

;

эластиклик муносабатлари

;

1





v

h

e

N



1

h

e

N

;





h

g

S

;





2

12

3

h

g

H

; (12)





)

1

(

12

3

h

e

M

;





)

1

(

12

3

h

e

M

;

бунда

;



;



e

e

.

Бу ерда

N

N

,

лар

const ва

const кесимлардаги нормал тангенциал зўриқишлар;

S

силжитувчи


background image

17

зўриқишлар;

Q

Q

,

кесувчи зўриқишлар;

M

M

,

эгувчи моментлар;

H

буровчи

момент;

w

v

u

,

,

кўчиш

вектори

компоненталари;

,

,

чўзилиш

ва

силжиш

тангенциал

деформация

-

лари;

,

,

эгилиш деформациялари ва буралиш;

e

e

,

лар мос ҳолда

,

йўналишлар бўйича эластиклик модуллари;

R

R

,

лар эгрилик

радиуслари;

B

A

,

лар Ламе коэффициентлари;

,

лар Пуассон коэффи

-

циентлари;

)

,

(

h

h

қобиқ қалинлиги,

3

2

1

,

,

лар солиштирма электр

-

ўтказувчанлик тензори бош компоненталари.

^

^

^

,

,

z

f

f

f

лар орқали

координата ўқларига пондеромотор кучларнинг проекциялари қийматларини
ифодалаймиз:

2

1

^

5

.

0

z

z

z

z

CT

B

t

u

B

B

B

t

w

B

E

h

B

hJ

f





 

z

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

t

12

1

25

.

0

;

12

B

B

B

B

B

B

B

t

h

z

B

B

t

w

B

E

h

B

hJ

f

z

z

T

C

5

.

0

2

^

(13)

2

2

2

12

1

25

.

0

5

.

0

B

B

B

B

B

B

B

B

B

t

z

z

z

;

12

2

B

B

B

B

B

t

h

z

B

B

J

B

B

J

h

f

T

C

T

C

z

5

.

0

^

B

B

E

B

B

E

h

5

.

0

5

.

0

3

2

2

2

2

12

1

12

1

25

.

0

25

.

0

B

B

B

B

B

B

B

B

t

w

z

z

B

B

B

t

B

B

B

t

u

5

.

0

5

.

0

.

12

12

z

z

B

B

B

t

h

B

B

B

t

h

(9)-(13)

тенгламалар системаси, қобиқ сиртида магнит майдони кучлан

-

ганлиги тақсимланиши маълум деган шартда, ортотроп электр ўтказувчан

-

лик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда,
токташувчи ортотроп қобиқ магнитоэластиклиги чизиқлимас дифференциал
тенгламалари тўлиқ ёпиқ боғлиқли системасини ташкил этади. Бу тенгла

-

малар системасини ҳосил қилишда электромагнит майдони ва ташқи бегона
токнинг деформация майдонига таъсири Лоренц кучи орқали содир бўлади
деб қабул қилинган. Магнитоэластик тенгламалар ёпиқ системаси дефор

-

мацияланмаган ўрта сиртга нисбатан, отрогонал эгри чизиқли координаталар
системасида лагранж ўзгарувчиларида ҳосил қилинган.

Диссертациянинг

тўртинчи бобида

ностационар таъсирлар остида жой

-

лашган ортотроп электрўтказувчанли токташувчи ортотроп айланма қобиқ

-

лар назарияси чизиқлимас магнитоэластиклиги чегаравий масалаларини
ечиш услубияти баён қилинган.

Қобиқлар назарияси магнитоэластиклиги

чизиқлимас масалаларини сонли ечиш учун таклиф этилаётган ёндошув


background image

18

чекли айирмали Ньюмарк схемаси, чизиқлилаштириш ва дискрет ортогонал

-

лаштириш усулларини кетма

-

кет қўлланилишига асосланган. Келтирилган

муносабатлар ва мос гипотезаларга асосланиб, бикирлиги икки координата
йўналишида ўзгарувчан бўлган, юпқа токташувчи ортотроп айланма қобиқ
кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатини ёритувчи, ўзгарувчан коэф

-

фициентли, чизиқлимас дифференциал тенгламаларнинг ҳал қилувчи
боғлиқли системаси келтириб чиқарилган. Ностационар механик ва
электромагнит кучлар таъсири остида жойлашган, ортотроп электрўтказув

-

чанли, бикирлиги икки координата йўналишида ўзгарувчан бўлган, юпқа
токташувчи ортотроп айланма қобиқнинг динамик масаласи чизиқлимас
икки ўлчамли чегаравий масалага келтирилган.

Тенгламалар тўлиқ системасидан фойдаланиб, ортогонал эгри чизиқли

координаталар системасида ортотроп айланма қобиқ магнитоэластиклиги
чизиқлимас икки ўлчамли моделини математик ёзиш имкониятини беради

-

ган, ностационар механик ва электромагнит кучлар таъсири остида жойлаш

-

ган, ортотроп электрўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанлик

-

ларни ҳисобга олган ҳолда, ихтиёрий меридианли юпқа токташувчи ортотроп
айланма қобиқ магнитоэластиклиги чизиқлимас дифференциал тенглама

-

ларининг ҳал қилувчи боғлиқли системаси келтириб чиқарилган.

Ясовчиси

бўйлаб ўзгарувчан қалинликли ортотроп айланма қобиқнинг ҳал қилувчи
тенгламалар системасини қуришда, эластик ва магнитомеханик тавсифлар
параллел бўйлаб ўзгармайди деб ҳисобланади шунингдек, электромагнит
майдони ва кўчишлар майдонларининг тенгламаларга кирадиган ҳамма
изланаётган компоненталари

координатадан боғлиқ эмас деб фараз

қилинади.

Ихтиёрий шаклдаги айланма ортотроп қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатини тадқиқ қилишда қуйидаги фикрлашлардан
келиб чиқамиз. Биринчидан, изланаётган тенгламалар системаси ҳамма
айланма қобиқлар синфини, цилиндрик қобиқ ва доиравий пластинкани ҳам
ўз ичига олиши керак, иккинчидан, масалани сонли ечиш учун қулай
кўринишда кўрсатилиши керак, учинчидан, чегаравий шартларни зўриқиш,
момент, кўчиш ва аралаш кўринишларда ифодалаш имкониятини бериши
керак. Ва ниҳоят, дифференциал тенгламалар системаси шундай функциялар

-

га нисбатан ёзилиши керакки, яъни ҳар хил қобиқлар қўшмалик шартларини
оддий ҳолда амалга ошириш мумкин бўлсин.

Бу фикрлашлардан келиб

чиққан ҳолда, ҳал қилувчи функциялар сифатида қуйидагиларни танлаймиз:

B

E

M

N

N

u

u

s

z

x

s

z

x

,

,

,

,

,

,

,

(14)

бунда

z

x

u

u

,

лар радиал ва ўқ бўйлаб кўчишлар;

z

x

N

N

,

лар радиал ва ўқ

бўйлаб зўриқишлар;

B

E

,

лар электр майдони кучланганлиги ва магнит

майдони индукциясидир, улар

w

u

,

кўчишлар ва

s

s

Q

N

,

зўриқишлар орқали

қуйидагича ифодаланади:

.

cos

sin

;

sin

cos

;

cos

sin

;

sin

cos

w

u

u

w

u

u

Q

N

N

Q

N

N

z

x

s

s

z

s

s

x

(15)

бунда

координат сирти нормали ва айланиш ўқи ўртасидаги бурчак.


background image

19

(14), (15

) ларни ҳисобга олиб, бир қанча алмаштиришлардан кейин

қуйидаги чизиқлимас дифференциал тенгламаларнинг боғлиқли системасини
Коши шаклида ҳосил қиламиз:

S

z

S

x

Z

x

s

s

x

u

R

u

r

v

N

N

h

e

v

v

s

u

sin

1

cos

cos

sin

cos

1

2

2

cos

S

;

z

S

x

z

x

s

s

z

u

R

u

r

v

N

N

h

e

v

v

s

u

1

sin

sin

sin

cos

1

2

2

sin

cos

S

S

;

S

S

s

s

S

r

v

M

h

e

v

v

s

cos

1

12

3

;





x

z

S

x

S

S

x

u

r

h

e

N

r

v

R

N

e

e

v

r

s

N

cos

sin

1

1

cos

2

;

sin

cos

2

2

t

u

h

F

P

F

P

x

S

S

2

2

cos

sin

1

cos

t

u

h

F

P

F

P

N

R

N

r

s

N

z

S

S

x

S

z

z

; (16)





x

z

S

S

S

S

S

N

N

r

h

e

M

e

e

v

r

s

M

sin

cos

cos

12

1

cos

2

2

3

2

2

3

sin

cos

12

sin

sin

cos

S

S

S

S

S

S

z

x

r

h

e

M

r

e

e

v

N

N

;

h

B

B

E

s

B

S

S

1

3

3

2

)

(

.

cos

;

sin

cos

cos

sin

5

.

0

3

2

E

r

t

B

s

E

B

t

u

t

u

B

B

t

u

t

u

z

x

S

S

z

x









Пондеромотор Лоренц кучи компоненталари қуйидаги кўринишга эга:

B

E

h

B

J

h

F

т

с

S

1

;

sin

cos

cos

sin

5

.

0

2

B

t

u

t

u

B

B

B

t

u

t

u

z

x

S

S

z

x









2

2

3

12

1

25

.

0

cos

sin

5

.

0

5

.

0

S

S

S

S

z

x

S

S

S

S

т

с

B

B

B

B

t

u

t

u

B

B

E

h

B

B

J

h

F

(17)



.

sin

cos

5

.

0

S

S

z

x

B

B

B

t

u

t

u

Бу ерда

S

B

деганда

S

S

S

S

S

B

B

B

B

B

0

0

0

эканлигини тушунамиз, бунда

0

S

B

ташқи электр токи пайдо қиладиган, бошланғич хусусий магнит май

-

донининг магнит индукцияси компоненталари;

0

S

B

статика масаласини

ечишдан ҳосил қилинган ташқи магнит майдони компоненталари;

B

қобиқнинг магнит индукцияси нормал ташкил этувчиси;

 

s

h

h

қобиқ

-


background image

20

нинг қалинлиги.

Ҳосил қилинган саккизинчи тартибли

(16

) чизиқлимас

дифференциал тенгламалар боғлиқли ҳал қилувчи системаси, ортотроп

электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга
олган ҳолда, ихтиёрий меридианли юпқа ток ташувчи ортотроп айланма
қобиқнинг

кучланганлик

-

деформацияланганлик

ҳолатини

ифодалайди.

Лоренц кучи тузувчилари қобиқ деформацияланиши тезлиги, ташқи магнит
майдони, ташқи магнит майдонига нисбатан ўтказиш токи кучланганлиги ва
миқдорларини ҳисобга олади. Ҳаракат тенгламаларида чизиқлимасликни
ҳисобга олиш пондеромотор кучда чизиқлимасликни пайдо қилади. Ҳосил
қилинган системага бошланғич ва чегаравий шартларни қўшиб чегаравий
масалани ҳосил қиламиз. Чизиқлимас чегаравий масалани вектор шаклда
қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин:

ҳаракат тенгламалари

,

,

,

,

,

,

,

0

0

2

2









N

N

t

t

t

s

s

s

t

N

t

N

N

t

s

F

s

N

(18)

чегаравий шартлар

,

,

,

,

2

2

1

0

1

b

t

s

N

g

b

t

s

N

g

N

(19)

бошланғич шартлар

.

0

,

0

,

0

t

при

t

N

N

(20)

Бу ерда

T

S

S

S

S

B

E

M

Q

N

w

u

N

,

,

,

,

,

,

,

изланаётган функциялар устун век

-

тори

;

,

F

1

g

,

2

g

,

1

b

,

2

b

умумий ҳолда чизиқлимас вектор функциялар.

Магнитоэластикликнинг чегаравий масалаларини ечиш сезиларли даражада
ҳисоблаш қийинчиликлари билан боғлиқдир. Бу эса

(16)

ҳал қилувчи

система, саккизинчи тартибли гипербола

-

параболик типли ўзгарув

-

чан

коэффициентли дифференциал тенгламалар системаси эканлиги билан
тушунтирилади.

Ностационар механик ва магнит таъсирлари остида бўлган,

қаралаётган

қобиқларнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатларини

аниқлаш масалаларида (1

8), (19

) чегаравий масала фиксирланган вақт

моментлари учун ечилади. Вақт координатаси бўйича хусусий ҳосилалар
Ньюмаркнинг аниқмас схемаси чекли айирмали ифодалари билан аппрок

-

симацияланади ва бу схема қўлланилгандан кейин чизиқлимас оддий диффе

-

ренциал тенгламалар системаси учун чегаравий масалани қуйидаги
кўринишда ҳосил қиламиз:

,

,

N

s

F

s

d

N

d

(21)

ва мос чегаравий шартлар

.

;

2

2

1

1

0

d

N

D

d

N

D

N

S

S

S

S

(22)

Чизиқлилаштириш усули ёрдамида (15), (16) чегаравий масала чизиқли
чегаравий масалалар кетма

-

кетлигига келтирилади ва уларни қисқача

қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин:

,

,

1

1

k

k

k

N

N

G

s

d

N

d

(23)

,

....

2

,

1

,

0

,

,

2

1

2

1

0

1

1

k

N

b

s

N

N

B

N

b

s

N

N

B

k

N

k

k

k

k

k

(24)


background image

21

бунда

;

,

,

,

,

,

,

,

T

S

S

S

S

B

E

M

Q

N

w

u

N

1

k

N

ва

k

N

лар мос ҳолда

1

k

чи ва

k

чи итерациялардаги ечимлар;

k

k

N

N

G

,

1

тенгламалар системаси ўнг

томони вектори;

k

k

k

k

N

b

N

b

N

B

N

B

2

1

2

1

,

,

,

лар мос ҳолда чегаравий

шартлар ўнг қисми матрицалари.

Охирги босқичда

(23), (24

) чизиқли

чегаравий масалаларнинг ҳар бири дискрет ортогоналлаштириш усули билан
ечилади. Бу усул алоҳида олинган интеграллаш нуқталарида Коши масаласи
вектор ечимларини ортогоналлаштиришда турғун ҳисоблаш жарёнини
таъминлайди. Юпқа токташувчи ортотроп айланма қобиқ магнитоэластик

-

лиги чизиқлимас чегаравий масаласини ечиш алгоритми ва дастурини ёзиш
берилган.

Ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчан

-

ликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи ортотроп айланма қобиқ
магнитоэластиклиги янги синф масалаларини ечиш учун ишлаб чиқилган
алгоритм, қобиқнинг геометрик параметрлари, материалнинг механик тав

-

сифлари, сирт ва контур юкланишлари, чегаравий контурнинг маҳкамланиш
турлари, электромагнит майдони параметрларини кенг диапозонда ўзгар

-

тириш ёрдамида ечимни олиш имкониятини беради. Алгоритм шундай
қурилганки, яъни у бир томондан, физик шакллантириш маъносида етарлича
умумийликка эга, бошқа томондан эса, ҳар хил типли қобиқлар учун
масалаларни ечишда ҳам умумийликка эгадир. Яна у шундай хоссага эгаки,
яъни унинг тузилишини бошқа қобиқлар назарияси танланганда ҳам
ишлатиш мумкин. Шунингдек, тенгламалар системасининг ўнг қисмини
ҳисоблашларда ҳар хил интерполяцион формулаларни ҳам ишлатишга рухсат
берилади. Ишлаб чиқилган алгоритм ШЭҲМ учун визуал фортран тилида
дастур кўринишида жорий қилинган. Дастур модулли тузилишга эга.
Ҳисоблаш жараёнининг маълум қисмини жорий қилувчи модулларнинг
катта қисми стандарт ҳисобланади. Тақрибий олинган ечимлар бўйича
масаланинг ечиш жараёни яқинлашишини баҳолаш, ҳамда масаланинг
математик қўйилиши бошқача бўлганда ечимларни таққослашлар ёрдамида
олинган натижаларнинг ишончлилиги таҳлили ўтказилган.

Ишлаб чиқилган

услубиятга асосланган ҳолда, механик кучлар, ташқи бегона ток ва ташқи
магнит майдонлари таъсирлари остида жойлашган, изотроп ток ташувчи
халқавий пластинка ва конуссимон қобиқнинг кучланганлик

-

деформациялан

-

ганлик ҳолатлари ҳисоби ўтказилган. Вақт бўйича қадамнинг камайиши ва
таъсир этувчи кучлар давомийлигининг ўсиши билан, ҳар хил қадамларда
кўчиш ва кучланиш қийматлари ўртасидаги фарқнинг сезиларли бўлмаган
даражада ўсиши натижаларни таққослашлардан келиб чиқади. Тўртинчи ва
бешинчи тақрибий олинган сонли маълумотлар деярли устма

-

уст тушади, бу

эса, итерацион жараён яқинлашиш шартининг қаноатлатирилиши ҳақида
гувоҳлик беради. Изотроп ҳолда бошқа муаллифлар олган маълумотлар
билан таққослашлар натижалари таклиф этилган ёндошувнинг ортотроп

электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, юпқа ток ташувчи ортотроп
айланма қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатини татқиқ

қилишда қўлланилиши мумкинлигини кўрсатади.


background image

22

Диссертациянинг

бешинчи бобида

масала чизиқлимас қўйилганда

ортотроп электрўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, ностационар магнит
майдонида жойлашган, ток ташувчи ортотроп

конуссимон айланма қобиқ

учун

магнитоэластиклик

масалалари

қаралган.

Механик

юкланиш

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

таъсири остида жойлашган, бороалюминийдан ясалган,

м

h

4

10

5

ўзгармас қалинликли, юпқа ортотроп конуссимон қобиқнинг

кучланганлик

-

деформацияланганлик

ҳолати

тадқиқ

қилинган.

Қобиқ

Тл

B

S

1

.

0

0

ташқи

магнит

майдонида

жойлашган

ва

унга

ташқи

2

4

/

sin

10

5

м

А

t

J

T

C

бегона электр токи зичлиги келтирилади ҳамда

қобиқ чекли

)

,

,

(

3

2

1

ортотроп электрўтказувчанликка эга.

Қаралаётган

ҳолда солиштирма электрик қаршилик анизотропияси

27

.

2

/

1

3

тенг

.

Ортотроп қобиқнинг чизиқлимас ҳолатига конусликнинг таъсирини ҳисобга
олиш қаралган. Масала қуйидаги чегаравий шартларда ечилган:

0

s

s

кичик

радиус контури

S

Q

кесувчи зўриқиш билан юкланган ва нормал йўналишда

эркин ва вақт бўйича ўзгарувчан

t

B

sin

3

.

0

магнит индукцияси берилади,

бунда

доиравий частота, магнит индукцияси

0

B

бўлганда, иккинчи

N

s

s

контур қаттиқ маҳкамланган.

Магнит индукцияси ва кесувчи кучлар

-

нинг ўзаро таъсири кўчиш ва механик кучланиш, электр майдони кучланган

-

лиги ва магнит индукцияси экстримал қийматларини пайдо қилиши аниқ

-

ланган. Магнит индукцияси ва кесувчи куч қобиқнинг чап контурида
берилади (чегаравий шартлар), бунда

S

Q

кесувчи зўриқиш ва магнит индук

-

циясининг

B

нормал ташкил этувчиси қарама

-

қарши йўналганлигини

таъкидлаб ўтамиз. Конуслик бурчагининг камайиши билан кўчиш ва механик
кучланиш, электр майдони кучланганлиги ва магнит индукцияси абсолют
қийматларининг ўсиш қонунияти ўрнатилган.

30

бўлганда бу функция

-

ларнинг максимал қийматлари қолган бурчаклар учун максимал миқдорлари
билан таққослашлар бўйича сезиларли ўсади ва

0

s

га қараб силжийди. Бу

далил электромагнит ва механик майдонларнинг ўзаро боғлиқлигини
намойиш қилади.

Олти градусга тенг конуслик бурчаги қаралган геометрик

чизиқлимас қобиқ учун танлаб олинган юкланишларда критик эканлиги
аниқланган. Шунингдек, (

30

/

) бурчак янада камайтирилса, қобиқ

турғунлигини йўқотади. Олинган натижалардан келиб чиқиб,

бурчакнинг

конус асосининг бурчагини

0

90

гача тўлдиришини ҳисобга олган ҳолда,

конуслик бурчагининг ортотроп қобиқ кучланганлик

-

деформацияланганлик

ҳолатига таъсири ҳақида фикр юритишимиз мумкин.

Магнит майдонида

жойлашган ортотроп электрўтказувчанли қобиқда содир бўладиган тебраниш
жараён

-

ларининг соф механик қисми, механик юкланиш таъсири остида

жойлашган қобиқдаги тебраниш жараёнлари билан мос тушишини таъкидлаб
ўтамиз. Бу эса, танланган услубиятнинг тўғрилиги ва ҳосил қилинган
тенгламалар коррект эканлигининг яна бир тасдиғи

ҳисобланади.


background image

23

Магнит майдонида жойлашган токташувчи ортотроп қобиқнинг ҳолати

-

га чизиқлимасликнинг таъсирини ҳисобга олиш масаласи тадқиқ қилинган.
Ортотроп

конуссимон

қобиқнинг

кучланганлик

-

деформацияланганлик

ҳолатига чизиқлимасликнинг таъсирини ҳисобга олишни таҳлил қилиш учун
масала чизиқли ва чизиқлимас қўйилганда олинган ечимлар таққосланган.

Масала қуйидаги чегаравий шартларда ечилган:

0

s

s

кичик радиус контури

S

Q

кесувчи зўриқиш билан юкланган ва нормал йўналишда эркин ва вақт

бўйича ўзгарувчан

t

B

sin

3

.

0

магнит индукцияси берилади, бунда

доиравий частота, магнит индукцияси

0

B

бўлганда, иккинчи

N

s

s

контур қаттиқ маҳкамланган. Магнитостатика масаласини қаноатлан

-

тирувчи

0

B

нинг қиймати чизиқлимас масала ечимларининг ўртача қиймати

сифатида танланган ва

T

л

B

3

0

10

79

,

0

тенг деб қабул қилинган.

Қобиқнинг ташқи сиртидаги

айланма механик кучланиш,

w

кўчиш,

магнит майдони индукциясининг

B

нормал ташкил этувчиси, Лоренц кучи

s

F

меридионал ташкил этувчилари қийматлари

s

дан боғлиқ равишда

15

/

,

30

/

бурчаклар учун масала чизиқли ва чизиқлимас қўйилганда

таққосланган. Функцияларнинг қийматлари

c

t

3

10

5

бўлганда олинган,

бунда бу функциялар максимал қийматларга эришади. Функцияларнинг

30

/

бурчак учун қийматларини қараб, иккита назария бўйича бу

функцияларнинг максимал қийматлари фарқи қуйидагича бўлганлигини,
яъни

0

s

s

контурда

w

кўчишнинг максимал қий

-

матлари фарқи 27%;

учун

м

s

08

,

0

бўлганда бу фарқ 97%;

B

учун

м

s

04

,

0

бўлганда бу фарқ

41%;

0

s

s

контурда

s

F

нинг максимал қийматлари деярли тенг ва бу фарқ

0,3% ташкил этганлигини таъкидлаб ўтамиз. Функцияларнинг

15

/

бурчак учун қийматларини қараган ҳолда, чизиқли ва чизиқлимас назариялар
бўйича, бу функцияларнинг максимал қийматлари натижалари мос
тушганлигини таъкидлаб ўтамиз.

бурчакнинг камайиши билан масала

чизиқли ва чизиқлимас қўйилганда олинган ечимлар ўртасидаги фарқнинг
ўсиши

қонунияти

ўрнатилган.

Шу

билан

биргаликда,

қобиқнинг

(

;

28

.

0

s

;

32

.

0

м

36

.

0

) ўнг ён сиртида кучланиш, магнит индукцияси ва Лоренц

кучлари учун чизиқли ва чизиқлимас назариялар бўйича муҳим фарқ
борлигини таъкидлаб ўтиш зарурдир. Олинган натижаларни таҳлил қилиб,
чизиқли назария билан таққослаганда ортотроп қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатига геометрик чизиқлимасликнинг таъсири
ҳақида фикр юритишимиз мумкин.

Ток

ташувчи бериллийдан ясалган отротроп конус ва ток

ташувчи

алюминийдан ясалган изотроп конус ҳамда магнит майдони ва ташқи бегона
ток мавжуд бўлмаганда алюминийдан ясалган изотроп конуслар учун олин

-

ган ечимларнинг натижаларини таққослаш асосида масала чизиқлимас
қўйилганда, юпқа қобиқларнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолати

тадқиқ қилинган. Учала ҳолда ҳам кўчишларнинг тақсимланиши чизиқли

-

масдир ва улар максимал қийматларга қобиқнинг чап контурида эришадилар.


background image

24

Шунингдек, бериллийдан ясалган ортотроп конус ва магнит майдонини
ҳисобга олиб алюминийдан ясалган изотроп конуслар таққосланганда, кўчиш
максимал қийматлари деярли икки мартага фарқ қилади. Конус изотроп
бўлиб, магнит ва электр майдонлари таъсирлари бўлмаган ҳолда, кўчишнинг
етарлича ошиши аниқланган (

4

/

0

h

w

). Бу эса, қобиққа таъсир қилувчи

электр майдони мавжуд бўлмаганда чўзувчи кучлар, яъни магнит майдони
индукцияси (

s

B

) тангенциал ташкил этувчиси ва Лоренц кучи (

S

F

) танген

-

циал ташкил этувчилари нолга тенг эканлиги билан тушунтирилади. Бу ҳол

-

да қобиқ эгилишга нисбатан янада мойилроқ ва юпқа бўлади. Магнит май

-

донининг (

0

B

) мавжуд бўлмаслиги ҳам кўчишнинг ортишига олиб келади

.

Ортотроп конуссимон қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик

ҳолатига қалинликнинг ўзгариш таъсири тадқиқ қилинган. Қобиқ контур

-

ларининг маҳкамланиш шартлари қуйидагича танланган:

0

s

s

кичик

радиусли контур шарнирли маҳкамланган ва вақт бўйича ўзгарувчан

B

маг

-

нит индукцияси берилади, иккинчи

N

s

s

контур эса, магнит индукцияси

нулга тенг бўлганда меридионал йўналишда эркин. Қобиқ қалинлигининг
ўзгаришидан боғлиқ равишда ортотроп қобиқнинг ҳолати тадқиқ қилинган.
Ўзгарувчан қалинликли

)

1

(

10

5

4

N

s

s

h

бериллийдан ясалган ортотроп

конус учун масала меридионал йўналишда қалинликнинг ўзгаришини
тавсифлайдиган

5

.

0

;

4

.

0

;

3

.

0

;

2

.

0

параметрнинг ҳар хил қийматларида

ҳисобланган.

параметр қийматининг ошиши кўчиш, қобиқ

)

(

22

s

айланма

кучланишлари,

)

(

22

s

T

максвелл кучланишлари ва бошқаларнинг ошишига

олиб келиши қонунияти ўрнатилган. Қалинликнинг ўзгариши қобиқнинг
кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатига сезиларли таъсир кўрсатиши

ва буни амалий масалаларни ҳисоблашларда ҳисобга олиш зарурлиги олин

-

ган натижалардан кўринади.

Қобиқ контурлари маҳкамланиши ҳар хил бўлганда, ўзгарувчан қалин

-

ликли, бериллийдан ясалган юпқа токташувчи ортотроп конуснинг
кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолати тадқиқ қилинган. Қобиқ контур

-

ларининг маҳкамланиш чегаравий шартлари кўчишлар, кесувчи кучлар ва
эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, магнит индукцияси ва электр майдони
кучланганликлари қийматларига ва тақсимланишларига муҳим таъсир
кўрсатиши олинган натижалардан кўринади.

Кўчиш ва эгувчи моментлар,

Лоренц кучлари, магнит индукцияси ва электр майдони кучланганлик

-

ларининг максимал қийматлари “сирпанувчи

-

шарнир” чегаравий шартда

пайдо бўлиши аниқланган. Қобиқ контурлари шарнирли маҳкамланиб, чап
контурда магнит индукцияси ва электр майдони кучланганлиги берилган
ҳолда сонли ечимлар олинган. Қобиқнинг чап контурида магнит индукцияси
бор бўлган ҳолда кўчишлар, эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, магнит
индукцияси, электр майдони кучланганликлари қийматлари чап контурда
электр майдони бор бўлгандаги ҳол билан таққосланганда сезиларли катта
бўлиши қонунияти ўрнатилган. Олинган натижалардан келиб чиққан ҳолда,
чегаравий шартларнинг механик ва электромагнит майдонларининг ўзаро

-


background image

25

боғлиқлигига таъсири ҳақида фикр юритишимиз мумкин.

Масала геометрик

чизиқлимас қўйилганда ортотроп қобиқ кучланганлик ҳолатига ташқи магнит
индукциясининг таъсири таҳлил қилинган. Ўзгарувчан қалинликли берил

-

лийдан ясалган ортотроп кесик конуссимон қобиқ

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

механик куч,

2

5

/

sin

10

5

м

А

t

J

T

C

ташқи бегона электр токи ва

Тл

B

S

1

.

0

0

ташқи магнит майдони таъсирлари остида жойлашган ҳамда қобиқ чекли

)

,

,

(

3

2

1

ортотроп электрўтказувчанлик хоссасига эга. Бу ҳолда қобиққа

пондеромотор Лоренц кучи, ташқи магнит май

-

дони ва механик кучлардан

ташкил топган биргаликдаги юкланиш таъсир қилади. Масала қуйидаги
чегаравий шартларда ечилган:

0

s

s

кичик радиусли контур шарнирли

маҳкамланган ва вақт бўйича ўзгарувчан

B

магнит индукцияси берилади,

иккинчи

N

s

s

контур эса, магнит индукцияси нолга тенг бўлганда

меридионал йўналишда эркин.

Ташқи магнит индукцияси

0

B

нормал

ташкил этувчисининг ўзгаришидан боғлиқ равишда ортотроп қобиқнинг
ҳолати тадқиқ қилинган. Магнит индукцияси ташқи нормал ташкил этувчи

-

сининг ўзгариши билан, қобиқ кучланганлик ҳолати ва унинг электромагнит
майдонида муҳим ўзгаришлар содир бўлиши кўрсатилган. Магнит индукция

-

сининг ошиши билан қобиқнинг эгилиши ошиши аниқланган. Ташқи магнит
майдони индукциясининг ошиши қобиқ механик кучла

-

ниши миқдорининг

ошишига олиб келади. Қобиқ ички магнит майдони индукцияси миқдорининг
ўзгариши, ташқи магнит майдонининг ўзгариши ва ортотроп электрўтказув

-

чанликлардан боғлиқ равишда тадқиқ қилинган.

Ташқи магнит майдони

индукцияси оширилганда ички магнит майдони индукцияси ҳам ошиши
қонунияти ўрнатилган. Бу эса, қобиқда содир бўладиган ҳақиқий физик
жараёнларга мос келади ва ўз навбатида олинган натижаларнинг
ишончлилигини тасдиқлайди.

Ўзгарувчан қалинликли ортотроп конуссимон қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолати ташқи бегона токнинг ўзгаришидан боғлиқ
равишда тадқиқ қилинган. Бериллийдан ясалган қобиқ

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

механик куч,

2

/

sin

м

А

t

J

J

T

C

T

C

(

,

10

5

5

T

C

J

,

10

5

7

,

10

8

5

8

10

1

) ташқи

бегона электр токлари ва

Тл

B

S

1

.

0

0

ташқи магнит майдони таъсирлари

остида жойлашган, ҳамда қобиқ чекли

)

,

,

(

3

2

1

ортотроп электрўтказув

-

чанлик хоссасига эга. Қаралаётган ҳолда бериллийнинг солиштирма электр
қаршилиги анизотропияси

07

.

4

/

1

3

тенг.

Масала қуйидаги чегаравий

шартларда ечилган:

0

s

s

кичик радиусли контур шарнирли маҳкамланган

ва вақт бўйича ўзгарувчан

B

магнит индукцияси берилади, иккинчи

N

s

s

контур эса, магнит индукцияси нолга тенг бўлганда меридионал йўналишда
эркин.

Ортотроп электрўтказувчанликни ҳисобга олиб, ташқи бегона токнинг

йўналиши ва зичлиги миқдорини танлаган ҳолда ностационар электромагнит
ва механик майдонлар таъсирлари остида жойлашган қобиқнинг кучланган

-

лик ҳолатини оптималлаштириш мумкинлиги кўрсатилган.

Ташқи бегона


background image

26

электр токи қийматининг ошиши қобиқнинг кучланиши ва кўчиши, Лоренц
кучи нормал ва тангенциал ташкил этувчилари қийматларининг ошишига
олиб келиши аниқланган.

Ташқи бегона токнинг йўналиши ўзгартирилганда,

пондеромотор кучнинг йўналиши механик юкланиш нормал ташкил этув

-

чиси йўналиши билан мос тушади, бу эса қобиқнинг кучланиши ва кўчиши,
ҳамда электромагнит майдони параметрларининг сон ва сифат ўзгариш

-

ларига олиб келади.

Шундай қилиб, ташқи бегона электр токининг зичлиги

миқдори ва йўналишини танлаб, қобиқда кучланиш ва кўчиш қийматларини
минималлаштиришга эришиш мумкин.

Келтирилган ҳисоблашлар натижа

-

ларини таҳлил қилиб, улар электромагнит ва механик таъсирлар остида
жойлашган қобиқда содир бўладиган механик ва физик жараёнлар тўғриси

-

даги тасаввурларга қарама

-

қарши эмаслигини таъкидлаб ўтамиз.

ХУЛОСА

1.

Анизотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчан

-

ликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи қобиқлар магнитоэластиклиги
боғлиқли динамик масалаларининг математик қўйилиши шакллантирилган

.

2. Масала геометрик чизиқлимас қўйилганда ортотроп электр ўтказув

-

чанлик, магнит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда,
ток ташувчи ортотроп қобиқлар магнитоэластиклигининг

икки ўлчамли

чизиқлимас

модели яратилган. Бунда қобиқ материалининг ортотроплик

хоссаси бош йўналишлари мос координата ўқларининг

йўналишлари билан

мос тушади, шунингдек, ортотроп жисм магнит ва электрик хоссаларига
нисбатан чизиқли деб фараз қилинган.

3.

Пластинка ва қобиқлар геометрик чизиқлимас назариясининг квадра

-

тик варианти асосида, ортотроп электр ўтказувчанлик, магнит ва диэлектрик
сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ностационар механик ва
электромагнит юкланишлар таъсирлари остида жойлашган, ихтиёрий
меридианли юпқа ток ташувчи ортотроп айланма қобиқнинг деформация

-

ланишини ифодалайдиган магнитоэластикликнинг чизиқлимас дифферен

-

циал тенгламалари боғлиқли ҳал қилувчи системаси ҳосил қилинган

.

4. Масала чизиқлимас қўйилганда ортотроп электр ўтказувчанлик, маг

-

нит ва диэлектрик сингдирувчанликларни ҳисобга олган ҳолда, ток ташувчи
ортотроп айланма қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатини

тадқиқ қилиш имконини берадиган магнитоэластикликнинг боғлиқли янги
синф масалаларини сонли ечиш услубияти ва алгоритмлари ишлаб чиқилган.
Ишлаб чиқилган услубиятга асосланган ҳолда, механик кучлар, ташқи бегона
ток ва ташқи магнит майдонлари таъсирлари остида жойлашган, изотроп ток
ташувчи халқавий пластинка ва конуссимон қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатлари ҳисоби ўтказилган. Вақт бўйича қадамнинг
камайиши ва таъсир этувчи кучларнинг давомийлигининг ўсиши билан, ҳар
хил қадамларда кўчиш ва кучланишлар қийматлари ўртасидаги фарқнинг
сезиларли бўлмаган даражада ўсиши натижаларни таққослардан келиб
чиқади.

Тўртинчи ва бешинчи тақрибий олинган сонли маълумотлар деярли

устма

-

уст тушади, бу эса итерацион жараён яқинлашиш шартининг қаноат

-


background image

27

лантирилиши ҳақида гувоҳлик беради. Изотроп ҳолда бошқа муаллифлар
олган маълумотлар билан таққослашлар натижалари таклиф этилган ёндо

-

шувнинг ортотроп электр ўтказувчанликни ҳисобга олган ҳолда, юпқа ток
ташувчи ортотроп айланма қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик

ҳолатини тадқиқ қилишда қўлланилиши мумкинлигини кўрсатади.

5.

Ортотроп қобиқнинг чизиқлимас ҳолатига конусликнинг таъсирини

ҳисобга олиш масаласи қаралган. Магнит индукцияси ва кесувчи кучларнинг
ўзаро таъсири кўчиш ва механик кучланиш, электр майдони кучланганлиги
ва магнит индукцияси экстримал қийматларини пайдо қилиши аниқланган.
Магнит индукцияси ва кесувчи куч қобиқнинг чап контурида берилади (чега

-

равий шартлар), бунда кесувчи зўриқиш ва магнит индукциясининг нормал
ташкил этувчиси қарама

-

қарши йўналган

.

Конуслик бурчагининг камайиши

билан кўчиш ва механик кучланиш, электр майдони кучланганлиги ва магнит
индукцияси абсолют қийматларининг ўсиш қонунияти ўрнатилган. Бу далил
электромагнит ва механик майдонларнинг ўзаро боғлиқлигини намойиш
қилади.

Олти градусга тенг конуслик бурчаги қаралган геометрик чизиқли

-

мас қобиқ учун танлаб олинган юкланишларда критик эканлиги аниқланган.
Конуслик бурчагини янада камайтириш қобиқ турғунлигини йўқотишига
олиб келади.

6.

Токташувчи бериллийдан ясалган отротроп конус ва токташувчи

алюминийдан ясалган изотроп конус ҳамда магнит майдони ва ташқи бегона
ток мавжуд бўлмаганда алюминийдан ясалган изотроп конуслар учун
олинган ечимлар натижаларини таққослаш асосида масала чизиқлимас
қўйилганда, юпқа қобиқларнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолати

тадқиқ қилинган. Учала ҳолда ҳам кўчишларнинг тақсимланиши чизиқлимас

-

дир ва улар максимал қийматларга қобиқнинг чап контурида эришадилар.
Шунингдек, бериллийдан ясалган ортотроп конус ва магнит майдонини
ҳисобга олиб алюминийдан ясалган изотроп конуслар таққосланганда, кўчиш
максимал қийматлари деярли икки мартага фарқ қилади.

Конус изотроп

бўлиб, магнит ва электр майдонлари таъсирлари бўлмаган ҳолда, кўчишнинг
сезиларли ошиши аниқланган. Бу эса, қобиққа таъсир қилувчи электр
майдони мавжуд бўлмаганда чўзувчи кучлар, яъни магнит майдони индук

-

цияси

тангенциал ташкил этувчиси ва Лоренц кучи тангенциал ташкил этув

-

чилари нолга тенг эканлиги билан тушунтирилади.

Масала чизиқли ва

чизиқлимас қўйилганда олинган ечимлар натижалари таққосланган. Конус

-

лик бурчагининг камайиши билан масала чизиқли ва чизиқлимас қўйилганда
олинган ечимлар натижалари ўртасидаги фарқнинг ўсиши қонунияти ўрна

-

тилган. Олинган натижаларни таҳлил қилиб, чизиқли назария билан таққос

-

лаганда ортотроп қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатига

геометрик чизиқлимасликнинг таъсири ҳақида фикр юритишимиз мумкин.

7.

Қалинликлиги ўзгарувчан бўлган бериллийдан ясалган ортотроп

конус учун меридионал йўналишда қалинликнинг ўзгаришини тавсифлай

-

диган

параметрнинг ҳар хил қийматларида сонли натижалар олинган.

параметр қийматининг ошиши кўчиш, қобиқ айланма кучланишлари,

максвелл кучланишлари ва бошқа миқдорларнинг ошишига олиб келиши


background image

28

қонунияти ўрнатилган.

Қалинликнинг ўзгариши қобиқнинг кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатига сезиларли таъсир кўрсатиши ва буни амалий
масалаларни ҳисоблашларда ҳисобга олиш зарурлиги олинган натижалардан
кўринади.

Қобиқ контурларининг маҳкамланиши ҳар хил бўлганда сонли

натижалар олинган. Қобиқ контурларининг маҳкамланиш чегаравий шарт

-

лари кўчишлар, кесувчи кучлар ва эгувчи моментлар, Лоренц кучлари,
магнит индукцияси ва электр майдони кучланганликлари қийматларига ва
тақсимланишларига муҳим таъсир кўрсатиши олинган натижалардан кўри

-

нади. Максимал кўчишлар ва эгувчи моментлар, Лоренц кучлари, маг

-

нит

индукцияси ва электр майдони кучланганликлари “сирпанувчи

-

шарнир” че

-

гаравий шартда пайдо бўлиши аниқланган.

Қобиқнинг чап контурида магнит

индукцияси бор бўлган ҳолда кўчишлар, эгувчи моментлар, Лоренц кучлари,
магнит индукцияси, электр майдони кучланганликлари қийматлари чап
контурда электр майдони бор бўлгандаги ҳол билан таққосланганда кўпроқ

катта бўлиши қонунияти ўрнатилган. Олинган натижалардан келиб чиққан
ҳолда, чегаравий шартларнинг механик ва электромагнит майдонларининг
ўзаробоғлиқлигига таъсири ҳақида фикр юритишимиз мумкин.

8.

Магнит индукциясининг ошиши билан қобиқнинг эгилиши ва кучла

-

ниши ошиши қонунияти аниқланган. Ташқи магнит майдони индукцияси
оширилганда ички магнит майдони индукцияси ҳам ошиши қонунияти ўрна

-

тилган. Бу эса, қобиқда содир бўладиган ҳақиқий физик жараёнларга мос
келади ва ўз навбатида олинган натижаларнинг ишончлилигини тасдиқлайди.

Ортотроп электрўтказувчанликни ҳисобга олиб, ташқи бегона токнинг
йўналиши ва зичлиги миқдорини танлаган ҳолда ностационар электромагнит
ва механик майдонлар таъсирлари остида жойлашган қобиқнинг кучланган

-

лик ҳолатини оптималлаштириш мумкинлиги кўрсатилган.

Ташқи бегона

электр токи қийматининг ошиши қобиқнинг кучланиши ва кўчишлари,
Лоренц кучи нормал ва тангенциал ташкил этувчилари қийматларининг
ошишига олиб келиши аниқланган.

Шундай қилиб, ташқи бегона электр

токининг зичлиги миқдори ва йўналишини танлаб, қобиқда кучланиш ва
кўчиш қийматларини минималлаштиришга эришиш мумкин.

9.

Қаралган масалаларда кучланганлик

-

деформацияланганлик ҳолатини

тавсифловчи функциялар қийматлари электромагнит параметрлардан, хусу

-

сан ортотроп электрўтказувчанлик ва материалнинг ортотроп хоссаларидан
боғлиқ бўлган, майдонларнинг ўзаро боғлиқлиқ таъсирларини баҳолаш имко

-

нини берадиган боғланишлар қурилган. Ҳосил қилинган ортотроп айланма
қобиқ магнитоэластиклиги боғлиқли тенгамалари системасидан фойдаланиш,
масала геометрик чизиқлимас қўйилганда ортотроп электрўтказувчанликни
ҳисобга олган ҳолда, токташувчи қобиқлар назариясининг ностационар маса

-

лаларини ечиш учун ишлаб чиқилган услубият янги синф масалаларини
ечиш имкониятини беради. Бунда конструктив элементларнинг ҳақиқий иш

-

лаш шартлари ва материалнинг ортотроп электрўтказувчанлиги, магнит ва
диэлектрик сингдирувчанликлари тўлароқ ҳисобга олинади, бу эса конструк

-

цияларнинг ишлаш мустаҳкамлигини ошириш учун геометрик, механик ва
электромагнит параметрларни рационал танлаш имкониятини беради.


background image

29

НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЁНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА НАУК

16.07.2013 Т/FM.02.02

ПРИ ТАШКЕНТСКОМ

ГОСУДАРСТВЕННОМ ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ И

НАЦИОНАЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ УЗБЕКИСТАНА


МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ




ИНДИАМИНОВ РАВШАН ШУКУРОВИЧ


РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ МАГНИТОУПРУГОСТИ

ТОКОНЕСУЩИХ ОБОЛОЧЕК

ВРАЩЕНИЯ С УЧЕТОМ

ОРТОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ


01.02.04 –

Механика деформируемого твердого тела

(физико

-

математические науки)






АВТОРЕФЕРАТ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ






Ташкент

– 2014


background image

30

Тема докторской диссертации зарегистрирована в Высшей аттестационной комиссии

при Кабинете Министров Республики Узбекистан за № 20.02.2014/B2013.1.

FM1.

Докторская диссертация выполнена в Институте механики и сейсмостойкости сооружений

Академии наук Республики Узбекистан и Самаркандском филиале Ташкентского университета
информационных технологий

.

Полный текст докторской диссертации размещен на веб

-

странице научного совета

16.07.2013.

Т/FM.02.02 при Ташкентском государственном техническом университете и

Национальном университете Узбекистана по адресу

www.tdtu.uz/tadqiqitchi/dis_matn.htm.

Атореферат диссертации на трех языках

(

узбекский, русский

,

английский) размещён на веб

-

странице по адресу

www.tdtu.uz/tadqiqitchi/avr_matn.htm

и Информационно

-

образовательном

портале

«ZIYONET»

по адресу

www.ziyonet.uz

Научные

консультанты

:

Ширинкулов Ташпулат Ширинкулович

доктор технических наук, академик

Мольченко Леонид Васильевич

доктор физико

-

математических наук, профессор

Официальные

оппоненты:





Мардонов Ботиржан Мардонович

доктор физико

-

математических наук, профессор

Сафаров Исмоил Ибрагимович

доктор физико

-

математических наук, профессор

Карнаухов Василий Гаврилович

доктор физико

-

математических наук, профессор

Ведущая

организация:

Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта

Защита состоится «__» ______ 2014 г. в

«___»

часов на заседании научного совета

16.07.2013.

Т/FM.02.02 при Ташкентском государственном техническом университете и

Национальном университете Узбекистана по адресу

:

100095, г. Ташкент,

ул. Университетская. 2.

Тел.

/

факс: (99871) 227

-10-32, e-mail: tadqiqitchi@tdtu.uz.

Докторская

диссертация

зарегистрирована

в

Информационно

-

ресурсном

центре

Ташкентского

государственного технического университета

за № 01, с которой можно

ознакомиться в ИРЦ

(

100095, г.Ташкент, ул. Университетская,

2

. Тел.

(99871 227-10-32).

Автореферат

диссертации разослан

«___»__________ 2014

года

(

протокол

рассылки

№ _____ от

_________2014

года

).


К.А.

Каримов

Председатель научного совета по присуждению

ученой степени доктора

наук д.т.н., профессор

Н.Дж.

Тураходжаев

Учёный секретарь научного совета по присуждению

ученой степени доктора

наук

к.т.н

.,

доцент

М.М. Мирсаидов

Председатель научного семинара при научном совете

по присуждению ученой степени доктора

наук

д.т.н., профессор


background image

31

АННОТАЦИЯ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность и востребованность темы диссертации.

Повышенный

интерес к проблемам механики связанных полей, в первую очередь к
электромагнитоупругости, обусловлен потребностями современного техни

-

ческого прогресса в различных отраслях промышленности при разработке
инновационных технологий. Важное место в механике сопряженных полей
занимают вопросы изучения движения сплошной среды с учетом электро

-

магнитных эффектов.

Развитие теории сопряженных полей и, в частности, теории электро

-

магнитного взаимодействия с деформируемой средой считается одним из
главных направлений развития современной механики твердого тела.

Механизм взаимодействия упругой среды с электромагнитным полем разно

-

образен и обусловлен геометрическими характеристиками и физическими
свойствами рассматриваемого тела. В частности, этот механизм получают
некоторые специфические особенности,

когда рассматриваем проблемы

относительно тонких пластин и оболочек, обладающих анизотропной
электропроводностью.

Создание оптимальных конструкций в современной технике связано с

вопросами широкого использования конструктивных элементов типа
тонкостенных оболочек и пластин с учетом нелинейного взаимодействия, в
которых электромагнитные эффекты магнитных полей с телом оболочки и
пластины оказываются весьма существенными.

Эффекты связанности дина

-

мических и механических перемещений электропроводных тел с электромаг

-

нитным полем обусловлены пондеромоторными силами Лоренца. Последние
зависят от скорости движения элементов проводящей сплошной среды и
внешнего магнитного поля, от величины и ориентации тока проводимости
относительного внешнего магнитного поля. Значительные эффекты пондеро

-

моторного взаимодействия имеют место для высокочастотных колебаний при
больших значениях амплитуд перемещений, импульсных магнитных полей и
токонесущих элементов.

Именно для этих условий в первую очередь необходимо развитие

математических основ магнитоупругости и прикладных методов решения
отдельных классов задач. Среди этих классов задач, прежде всего, отметим
задачи для тонкостенных токонесущих анизотропных пластин и оболочек,
помещенных в сильное внешнее магнитное поле, а также задачи о нелиней

-

ных магнитоупругих колебаниях тонкостенных элементов в магнитном поле.

Учитывая, что специфические магнитоупругие эффекты проявляются

при исследовании связанных задач в нелинейной постановке, представляется
актуальным развитие численных подходов к решению связанных задач
магнитоупругости гибких токонесущих анизотропных пластин и оболочек
обладающих анизотропной электропроводностью, находящихся под дейст

-

вием нестационарных электромагнитных и механических нагрузок.

При

изучении вопросов нелинейной магнитоупругости значительный научный
интерес представляет определение напряженно

-

деформированного состояния


background image

32

токонесущих пластин и оболочек с учетом анизотропной электропровод

-

ности, магнитной и диэлектрической проницаемости, подвергающихся воз

-

действию переменных электромагнитных и механических полей.

Востребованность этих задач и интерес к ним обусловлен широким

применением в современной технике в качестве конструктивных элементов
тонкостенных оболочек и пластин, находящихся под действием сильных
магнитных полей.

Эти задачи возникают в современной технике, где такие

конструкции используются в качестве ограждающих или несущих элементов
для экранирования внешних полей сильномагнитного оборудования.

Этот

интерес обусловлен также необходимостью и востребованностью решения
задач электромагнитной совместимости при разработках современных
измерительных систем, устройств вычислительной техники, при измерениях
слабых импульсных полей на фоне больших полей, при разработке вопросов
защиты обслуживающего персонала от электромагнитного воздействия и др.

Актуальность

и

восстребованность

темы

диссертации

заключается

в

постановке

и

решении

проблем

в

соответствии

с

Законом

Республики

Узбекистан

«Об

обеспечении

электромагнитной

совместимости»

(1999

г.,

1,

ст.

16; 2003

г.,

5,

ст.

67; 2013

г.,

18,

ст.

233).

Связанные задачи электромагнитоупругости анизотропных пластин и

оболочек обладающих анизотропной электропроводностью представляет
научный интерес современности. В случае тонких анизотропных тел с анизо

-

тропной электропроводностью можно решать оптимальные задачи магнито

-

упругости путем вариации всех физико

-

механических параметров материала

тела. В частности, при постоянных механических и геометрических парамет

-

рах задачи, с помощью изменения анизотропных электродинамических пара

-

метров можно получить конструктивные элементы с качественно новым
механическим поведением. В последнее время созданы материалы с новыми
электромагнитными свойствами. Эти материалы могут эффективно
использоваться в различных областях новой техники при разработке новых
технологий.

Соответствие исследования приоритетным направлениям развития

науки и технологий Республики Узбекистан.

Настоящая работа выполнена

в соответствии с приоритетными направлениями развития науки и техноло

-

гий Республики Узбекистан № Ф4 «Математика, механика и информатика».

Обзор международных научных исследований по теме диссертации.

В научных центрах, высших образовательных учреждениях США, Германии,
Японии, Украины, Армении и других ведутся научно

-

исследовательские

работы по решению проблем нелинейной магнитоупругости теории пластин
и оболочек, а по применению численных методов к решению задач теории
оболочек в геометрически нелинейной постановке ведутся исследования во
Франции, Великобритании, России и других странах мира.

Развитие новейшей современной техники, эксплуатация которой про

-

текает в сложных условиях нагружения при взаимодействия различных физи

-

ческих факторов, стимулировала создание и разработку теории сопряженных
полей в упругих телах.

Проблемы взаимодействия являются основопологаю

-


background image

33

щими в задачах магнитоупругости и в задачах движения упругих дефор

-

мируемых электропроводящих тел в магнитном поле.

В механике дефор

-

мируемого твердого тела получили значительно развитие вопросы по
изучению эффектов взаимодействия механических полей деформаций с
электромагнитными полями.

Степень изученности проблемы.

Несмотря на большое число

проведенных исследований разработка сложной проблемы взаимодействия
тонкостенных элементов типа оболочек и пластин с электромагнитным
полем еще далека от завершения.

В большинстве работ взаимодействие упругого тела с электромагнит

-

ным полем рассматривается в линейной постановке без учета анизотропной
электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости.

Когда

материал проводящего упругого тела обладает свойством анизотропной
электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости, то
картина взаимодействия полей значительно усложняется.

Поэтому создание

нелинейной теории магнитоупругого взаимодействия с учетом анизотропной
электропроводности,

магнитной

и

диэлектрической

проницаемости

представляет научный интерес.

Исходя из анализа существующих работ, необходимо отметить, что

решение нелинейных связанных задач магнитоупругости токонесущих
оболочек обладающих анизотропной электропроводностью, магнитной и
диэлектрической проницаемостью практически отсутствует.

Это обуслов

-

лено сложностью связанной исходной системы магнитоупругих дифферен

-

циальных уравнений в частных производных, отсутствием подходов и
алгоритмов решения таких задач.

Связь

диссертационного

исследования

с

планами

научно

-

исследовательских работ

отражена в следующих проектах:

фундаментальные научные проекты: ФА

-

Ф8

-

Ф089

-

«Разработка теоре

-

тических основ расчета напряженно

-

деформированного состояния пластин

-

чатых и оболочечных конструкций и взаимодействующих сред в рамках
трехмерной динамической теории упругости» (2007

-

2011гг.); Ф4

-

ФК

-0-

11951-

«Разработка методики, алгоритма и программных средств решения

нелинейных связанных задач электромагнитоупругости токонесущих анизо

-

тропных оболочек с учетом анизотропной электропроводности» (2012

-2016

гг.); научный проект № 48

-08-

«Разработка методов исследования напряжен

-

но

-

деформированного состояния анизотропных пластин и оболочек, взаимо

-

действующих с упругим основанием» фонда поддержки фундаментальных
исследований Академии наук Республики Узбекистан (20

08-

2009гг.).

Целью исследования

является развитие теории нелинейной магнито

-

упругости токонесущих анизотропных тел обладающей анизотропной
электропроводностью, математическое моделирование и решение задач
магнитоупругости ортотропных оболочек вращения

,

Для достижения цели сформулированы следующие

задачи исследования

:

формулирование физических положений и математического модели

-

рования магнитоупругого деформирования токонесущих анизотропных тел,


background image

34

обладающих анизотропной электропроводностью, магнитной и диэлектри

-

ческой проницаемостью;

разработка математических основ и прикладных методов теории дефор

-

мирования, гибких токонесущих оболочек, обладающих анизотропной
электропроводностью, находящихся под воздействием нестационарных

электромагнитных полей и механических нагрузок;

развитие методики приближенного решения нелинейных краевых задач

магнитоупругости токонесущих оболочек вращения, обладающих ортотроп

-

ной электропроводностью, переменной в двух координатных направлениях
жесткостью, находящихся под воздействием нестационарных как электро

-

магнитных, так и механических сил;

получение связанных разрешающих систем нелинейных дифферен

-

циальных уравнений магнитоупругости гибких токонесущих ортотропных
оболочек вращения, обладающих ортотропной электропроводностью,
находящихся под нестационарным воздействием;

разработка эффективного подхода к численному решению

связанных

динамических задач магнитоупругости ортотропных оболочек вращения в
нелинейной постановке;

проведение анализа электромагнитных эффектов и напряженно

-

дефор

-

мированного состояния указанных тел в широком диапазоне изменения
геометрических, механических и электромагнитных параметров.

Объектом исследования

является магнитоупругое поведение токоне

-

сущих анизотропных тел, обладающих анизотропной электропроводностью,
магнитной и диэлектрической проницаемостью.

Предмет исследования

-

развитие математических моделей и методов

решения задач магнитоупругости для исследования взаимосвязи механичес

-

ких и электромагнитных полей в электропроводящих телах, обладающих
анизотропной электропроводностью, магнитной и диэлектрической прони

-

цаемостью.

Методы исследований.

В процессе исследования применены методы

линеаризации и устойчивого численного метода дискретной ортогонали

-

зации.

Научная новизна

диссертационного исследования заключается в

следующем:

впервые сформулирована математическая постановка связанной динами

-

ческой задачи магнитоупругости токонесущих оболочек с учетом анизотроп

-

ной электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости в
геометрической нелинейной постановке;

впервые построена нелинейная двумерная модель магнитоупругости

токонесущих ортотропных оболочек с учетом конечной ортотропной
электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости;

получена разрешающая система уравнений, описывающая несимметрич

-

ную деформацию гибких проводящих оболочек вращения обладающих
ортотропной электропроводностью, переменной в двух координатных


background image

35

направлениях жесткостью, находящихся под воздействием нестационарных
как электромагнитных, так и механических сил;

получена связанная разрешающая система нелинейных дифферен

-

циальных уравнений магнитоупругости гибких токонесущих ортотропных
оболочек вращения произвольного меридиана, с учетом ортотропной
электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости, находя

-

щихся под нестационарным воздействием;

впервые разработаны методика и алгоритм решения связанных динами

-

ческих задач магнитоупругости ортотропных оболочек вращения с учетом
конечной ортотропной электропроводности, магнитной и диэлектрической
проницаемости в нелинейной постановке;

выявлены новые эффекты, обусловленные связанностью механических

полей деформаций с электромагнитными полями с учетом конечной орто

-

тропной электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости;

оптимизировано напряженно

-

деформированное состояние токонесущей

ортотропной оболочки, выбирая направленность и величину плотности
стороннего электрического тока с учетом ортотропной электропроводности.

Практические результаты исследования

заключаются в следующем:

получены новые эффекты взаимодействия проводящих упругих тел с

электромагнитными полями, учет которых будет полезен при решении
многочисленных практических задач в различных областях новой техники;

на основании полученных уравнений, с использованием разработанной в

работе методики получим возможность учитывать как анизотропию
материала, так и анизотропию внутреннего электромагнитного поля
оболочки, что является практическим значением проведенной работы;

построены зависимости значений характерных функций напряженно

-

деформированного состояния от электромагнитных параметров, в частности
от ортотропной электропроводности и от ортотропии свойств материала,
позволяющие на практике оценить влияние взаимосвязанности полей.

Достоверность

полученных результатов

обосновывается коррект

-

ностью постановки краевых задачи, строгостью математических выкладок,
использованием обоснованных методов решения и оценки точности реше

-

ний, сопоставлением с решением задач в другой математической постановке.

Теоретическая и практическая значимость результатов исследо

-

вания

.

Теоретическая значимость полученных результатов исследования

работы состоит в том, что они вносят важный вклад в развитие теории
нелинейной магнитоупругости, теории тонких оболочек.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработаны

методика и алгоритм для расчета и оптимизации напряженно

-

деформирован

-

ного состояния, гибких токонесущих ортотропных оболочек вращения обла

-

дающих электропроводностью в широком диапазоне изменения их парамет

-

ров при различных условиях закрепления их краев, находящихся под дейст

-

вием нестационарных силовых и электромагнитных полей.

Взаимодействие

магнитной индукции и перерезывающей силы вызывает появление экстре

-

мальных значений. Выявлено, что угол раствора конуса равный шести граду

-


background image

36

сам оказался критическим для рассматриваемой геометрически нелинейной
оболочки при подобранных нагрузках.

Дальнейшее уменьшение приводит к

потере устойчивости оболочки.

Установлено, что с уменьшением угла конус

-

ности абсолютные величины прогиба и механических напряжений, напря

-

женности электрического поля и магнитной индукции возрастают. Этот факт
иллюстрирует взаимосвязь электромагнитных и механических полей.

Произведена оценка влияния стороннего электрического тока на

напряженно

-

деформированное

состояние

ортотропной

оболочки

при

известных параметрах внешнего магнитного поля и поверхностной механи

-

ческой нагрузки.

Показано, что, подбирая величину плотности и направ

-

ленности стороннего тока с учетом ортотропной электропроводности можно
оптимизировать напряженное состояние оболочки, находящейся под
воздействием нестационарных электромагнитных и механических полей.

Внедрение результатов исследования.

Полученные теоретические

результаты использовались при развитии нелинейной теории деформиро

-

вания анизотропных пластин и оболочек, находящихся

под воздействием

нестационарных

электромагнитных и механических нагрузок в рамках

научных проектов: ФА

-

Ф8

-

Ф089

-

«Разработка теоретических основ расчета

напряженно

-

деформированного состояния пластинчатых и оболочечных

конструкций и взаимодействующих сред в рамках трехмерной динамической
теории упругости» выполненных в Институте механики и сейсмостойкости
сооружений Академии наук Республики Узбекистан (Заключение Комитета
по координации развития науки и технологий при Кабинете Министров
Республики Узбекистан от 26.06.2007г.); № 48

-

08 «Разработка методов иссле

-

дования напряженно

-

деформированного состояния анизотропных пластин и

оболочек, взаимодействующих с упругим основанием» выполненных в
Институте механики и сейсмостойкости сооружений Академии наук Респуб

-

лики Узбекистан (Решения совета Фонда поддержки фундаментальных
исследований Академии наук Республики Узбекистан от 18.01.2

008 г.).

Апробация работы.

Результаты исследования доложены на 25 научно

-

практических конференциях, в том числе 20 международных конференциях:

The

5 th Interational Conference on «European Science and Technology»

(Munich, 2013); XI-

Международная научно

-

практическая конференция «Фун

-

даментальные и прикладные исследования, разработка и применение высо

-

ких технологий в промышленности» (Санкт

-

Петербург, 2011);

XI

и

XII -

Международных научных конференциях «Сучасн

i

проблеми природничих

наук та проблеми п

i

дготовки фах

i

вц

i

в в ц

i

й галуз

i» (

Николаев, 2007, 2009);

Международная научно

-

техническая конференция «Вычислительная меха

-

ника деформируемого твердого тела» (Москва, 2006) и др

.

Основные результаты диссертационной работы докладывалась и обсуж

-

далась на научных семинарах: кафедры «Механики сплошных сред» Киевс

-

кого Национального университета им. Т.Г.Шевченко (Киев, 2006

-2009);

отдела термоупругости Института механики им. С.П.Тимошенко Нацио

-

нальной Академии наук Украины (Киев, 2009)

;

лаборатории «Динамика

пространственных систем» Института механики и сейсмостойкости сору

-


background image

37

жений Академии наук Республики Узбекистан (Ташкент, 2005

-2011);

объеди

-

ненном городском научном семинаре «Механики деформируемого твердого
тела» при Самаркандского государственного архитектурно строительного

им. М.Улугбека (Самарканд, 2008); кафедры теоретической и прикладной
механики Национального Университета Узбекистана (Ташкент, 2010); на
объединенном научном семинаре кафедр «Информационные технологии»,
«Компьютерные системы», «Естественные науки» Самаркандского филиала
Ташкентского университета информационных технологий

(Самарканд, 2013);

на научном семинаре по специальности 01.02.04

-

«Механика деформируе

-

мого твердого тела» при Научном совете 16.07.2013.Т/FM.02.02. при
Ташкентском государственном техническом университете

им. Абу Райхана

Беруни и Национальном Университете Узбекистана (Ташкент, 2014).

Опубликованность результатов

. По теме диссертации опубликовано

51 научных трудов, в том числе 12 научных статей в международных
журналах.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения,

пяти глав, заключения, списка литературы, 9 приложений и содержит 200
страниц текста, включает 110 рисунков, 5 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

обосновывается актуальность и востребованность темы

диссертации, формулируются цель и задачи, а также объект и предмет
исследования,

приводится

соответствие

исследования

приоритетным

направлениям развития науки и технологий Республики Узбекистан,
излагаются научная новизна и практические результаты исследования,
обосновывается достоверность полученных результатов, раскрывается
теоретическая и практическая значимость полученных результатов, приведен
список внедрений в практику результатов исследования, сведения по
опубликованным работам и структуре диссертации.

В первой главе

диссертации приводится международный обзор науч

-

ных исследований по теме диссертации, посвященных проблеме взаимо

-

действия электромагнитного поля с деформируемой средой, подходам к
решению задач магнитоупругости теории пластин и оболочек в геометрии

-

чески нелинейной постановке.

Значительный вклад в развитие определенных направлений электро

-

магнитоупругости внесли С.А. Амбарцумян, А.И. Ахиезер, Г.Е. Багдосарян,
М.В. Белубекян, Я.И. Бурак, К.Б. Власов, А.С. Вольмир, Б.П. Галапац, А.Р.
Гачкевича

,

Б.М. Гнидец, В.Т. Гринченко, Л.А.Ильюшин, Б.И. Колодий, В.Ф.

Кондрат, Я.И. Лопушанский, В.3. Партон, Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Я.С.
Подстригач, Л.И.Седов, А.Н. Гузь, Ф.Г. Махорт, И.Т. Селезов, А.Ф. Улитко,
С.А. Калоеров, В.Г. Карнаухов,

M

.Р. Короткина, Б.А. Кудрявцев, В

.

Новацский, Д.И. Бардзокас, П.А. Мкртчян, К.В. Казарян, С.О. Саркисян,

W.F.

Brown, L. Knopoff, J.W. Dunkin, A.C. Eringen, Mc. Carthy, S. Chattopadhyay, S.
Kaliski, P. Chadwick, J.C. Baumhaner, H.F. Ticrsten, A.E. Green, P.M. Naghdi,
F.C. Moon, G.A. Maugin, R.A. Toupin, H. Parkus

, и др.


background image

38

Проблемам нелинейной магнитоупругости теории пластин и оболочек

посвящены работы Я.И. Бурака, А.Р. Гачкевича

,

Л.В. Мольченко, Р.Ш.

Индиаминова,

K. Hiroyuki, N. Kikuo, I. Yoshio, T. Nobukazu, G. Nariboli, B.L.

Juneja

и др. Применению численных методов к решению задач теории

оболочек в геометрически нелинейной постановке посвящены работы Н.В.
Валишвили, Я.М. Григоренко и его учеников, А.В. Кармишина, М.С.
Корнишина, В.А. Постнова и многие другие.

В большинстве работ взаимодействие упругого тела с электромагнит

-

ным полем рассматривается без учета анизотропной электропроводности,
магнитной и диэлектрической проницаемости. Когда материал проводящего
упругого тела обладает свойством анизотропной электропроводности, маг

-

нитной и диэлектрической проницаемости, то картина взаимодействия полей
значительно

усложняется и поэтому создание упрощенной, нелинейной

теории магнитоупругого взаимодействия с учетом анизотропной электро

-

проводности, магнитной и диэлектрической проницаемости представляет
научный интерес, как с точки зрения теории, так и приложений.

Из обзора следует, что решение нелинейных связанных задач

магнитоупругости токонесущих оболочек обладающих анизотропной
электропроводностью, магнитной и диэлектрической проницаемостью
практически отсутствует.

Это обусловлено сложностью связанной исходной системы магнито

-

упругих дифференциальных уравнений в частных производных, отсутствием
подходов и алгоритмов решения таких задач, что и определило цель
настоящей диссертационной работы.

Во второй главе

диссертации формулируются исходные физические и

математические положения и соотношения нелинейной магнитоупругости
токонесущих оболочек обладающей анизотропной электропроводностью,
магнитной и диэлектрической проницаемостями в трехмерной постановке.
Поставлены начальные и граничные условия, необходимые для однозначного
решения задачи. Обсуждаются нелинейные связанные задачи магнитоупру

-

гости токонесущих анизотропных тел обладающих анизотропной электро

-

проводностью в эйлеровом и лагранжевом представлениях. Осуществляется
переход в уравнениях электродинамики к лагранжевым переменным.

Пусть тело находится в магнитном поле, создаваемым как электричес

-

ким током в самом теле, так и источником, находящимся вдали от тела.
Примем также, что тело служит проводником электрического тока (токоне

-

сущее тело), который подводится к торцам тела от внешнего источника.
Предполагается, что сторонний электрический ток в невозмущенном
состоянии равномерно распределен по телу (плотность тока не зависит от
координат). Тело обладает конечной электропроводностью и не обладает
свойством самовольной поляризации и намагничиваемости.

Определим величины и запишем уравнения, которые характеризуют

среды электромагнитные поле. Пусть электромагнитное поле тела в
эйлеровой системе координат характеризуется вектором напряженности
электрического поля

e

, вектором напряженности магнитного поля

h

,


background image

39

вектором электрической индукции

d

и вектором магнитной индукции

b

, а в

лагранжевой системе координат характеризуется соответственно

E

,

H

,

D

и

B

.

Осуществим переход от эйлеровой системы координат

x

к лагранжевой

с помощью зависимостей:

;

;

;

h

F

H

e

F

E

Г

T

T

;

;

;

1

1

T

PF

b

F

B

d

F

D

(1)

j

F

J

R

n

P

P

e

e

R

R

1

;

;

где

x

Г

det

,

)

3

,

2

,

1

,

(

j

i

x

F

j

i

.

В этом случае, уравнения магнитоупругости для анизотропных тел в

лагранжевых переменных, в области, занимаемой телом (внутренняя
область), запишутся следующим образом:

;

t

B

E

rot

ст

J

J

H

rot

;

0

B

div

,

0

D

div

;

(2)

?

)

(

div

f

f

t

(3)

где

ст

J

плотность стороннего электрического тока,

f

объемная сила,

f

объемная сила Лоренца,

J

плотность электрического тока,

?

тензор

внутренних напряжений.

Систему уравнений магнитоупругости необходимо замкнут соотно

-

шениями, связывающим векторы напряженности и индукции электро

-

магнитного поля, а также законам Ома, определяющим плотность тока
проводимости в подвижной среде. Если анизотропное тело линейно относи

-

тельно магнитных и электрических свойств, то определяющие уравнения для
электромагнитных характеристик поля и кинематические уравнение для
электропроводимости, а также выражения для сил Лоренца, с учетом сторон

-

него тока

ст

J

в переменных Лагранжа запишутся соответственно в виде:

H

B

j

i

,

E

D

j

i

, (4)

B

E

J

F

F

J

т

с

T

j

i

1

, (5)

B

B

E

B

J

F

f

j

i

т

с

1

1

. (6)

Здесь

j

i

,

j

i

,

j

i

соответственно тензоры электрической проводимости,

диэлектрической и магнитной проницаемости линейно анизотропного токо

-

несущего тела

3

,

2

,

1

,

j

i

. Для однородных анизотропных сред они являются

симметричными тензорами второго ранга.

Таким образом, (

2), (3

) вместе с соотношениями (4)

–(6

) составляет

замкнутую систему нелинейных уравнений магнитоупругости токонесущих
анизотропных тел, обладающих анизотропной электропроводностью, магнит

-

ной и диэлектрической проницаемостью в лагранжевой формулировке.

В третьей главе

диссертации построено геометрически нелинейной

модел двумерной теории токонесущих оболочек обладающей ортотропной
электропроводностью, магнитной и диэлектрической проницаемостями.


background image

40

Рассматриваются гибкие токонесущие оболочки переменной толщины,
конечной проводимости, без учета эффектов поляризации и намагничивания,
а также температурных напряжений. Упругие свойства материала оболочки
считаются ортотропными, главные направления упругости которого совпа

-

дают с направлениями соответствующих координатных линий. Материал
подчиняется обобщенному закону Гука, и имеет конечную электропровод

-

ность. Электромагнитные свойства материала токонесущей оболочки харак

-

теризуются тензорами электрической проводимости

j

i

, магнитной прони

-

цаемости

j

i

, диэлектрической проницаемости

j

i

3

,

2

,

1

,

j

i

.

При этом,

исходя из кристаллофизики, для рассматриваемого класса проводящих сред с
ромбической кристаллической структурой считалось, что тензоры

j

i

,

j

i

,

j

i

принимают диагональный вид.

Координатную поверхность токонесущей

ортотропной оболочки в недеформированном состоянии отнесем к криво

-

линейной ортогональной системе координат

z

,

,

, считая, что координат

-

ные линии срединной поверхности оболочки совпадают с линиями главных
кривизн.

Используя гипотезу Кирхгофа

-

Лява и адекватные ей электромагнитные

гипотезы, получена с помощью принципа виртуальных перемещений
приближенная двумерная система связанных нелинейных уравнений
магнитоупругости ортотропных токонесущих оболочек с учетом ортотроп

-

ной электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости.

Решение данной системы, исходя из специфики задач, необходимо искать
совместно с уравнениями электродинамики для вакуума, т.е. решать
внешнюю задачу.

Данная проблема в нелинейной постановке в настоящее время

практически неразрешима. В конкретных случаях исследуемая задача может
допускать различные упрощения.

Считая известным характер распределения

и изменения во времени магнитного поля на поверхностях ортотроп

-

ной

оболочки, можно ограничиться рассмотрением только внутренней задачи

.

В

качестве гипотез магнитоупругости анизотропных пластин и оболочек
выбираем:

;

;

)

,

,

(

;

)

,

,

(

2

1

1

2

3

2

2

1

1

B

t

u

B

t

u

E

t

E

t

E

E

E

;

0

;

)

,

,

(

;

)

,

,

(

3

2

2

1

1

J

t

J

J

t

J

J

(7)

;

2

1

1

1

1

1

1

H

H

h

z

H

H

H

;

2

1

2

2

2

2

2

H

H

h

z

H

H

H

.

)

,

,

(

3

3

t

H

H

где

i

u

компоненты вектора перемещений точек оболочки;

i

i

H

E

,

компо

-

ненты векторов напряженности электрического и магнитного полей
оболочки;

i

J

компоненты вихревого тока;

i

H

тангенциальные состав

-

ляющие напряженности магнитного поля на поверхностях оболочки;

h

толщина оболочки.

В дальнейшем, используя граничные условия на поверхности

оболочки, полученные гипотезы и решение начальной статической задачи,


background image

41

определено приближенное распределение внешнего магнитного поля на
поверхностях ортотропной оболочки:

.

;

z

z

z

z

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

(8)

Здесь через

B

B

,

обозначены компоненты магнитной индукции

начального собственного магнитного поля, обусловленные сторонним
электрическим током;

z

B

B

B

,

,

компоненты внешнего магнитного поля,

полученные из решения задачи статики;

z

B

нормальная составляющая маг

-

нитной индукции оболочки;

и

углы поворота нормали.

Используя граничные условия (8), в дальнейшем получаем возможность,

учитывать изменение напряженности магнитного поля на поверхностях
ортотропной оболочки, обладающих ортотропной электропроводностью в
процессе её деформирования.

Настоящая двумерная модель магнитоупругости тонких оболочек

обладающей ортотропной электропроводностью, магнитной и диэлектричес

-

кой проницаемостями построена в квадратичном приближении, а в выра

-

жениях для сил Лоренца учитывается кубическая нелинейность. Это объяс

-

няется тем, что в таких задачах при конечных деформациях нелинейные
эффекты являются определяющими и действие электромагнитного поля на
поле деформаций происходит в основном посредством этих сил.

Используя

допущение о малости деформаций и углов поворота, показано равенство
электромагнитных величин в эйлеровом и лагранжевом представлениях.

Полученная двумерная система уравнений представляет собой связанную
нелинейную систему дифферециальных уравнений десятого порядка
гиперболо

-

параболического типа с переменными коэффициентами, отнесен

-

ная к недеформированной поверхности.

На основании полученных

результатов, в качестве исходных соотношений, описывающих напряженно

-

деформированное состояние токонесущих ортотропных оболочек указанного
класса, принимаем следующую замкнутую связанную систему уравнений:

уравнения движения

Q

R

AB

Н

A

R

R

AH

S

A

A

B

N

N

B



1

1

2

;

2

2

^

t

u

h

AB

f

n

p

AB

;

1

1

2

2

^

2

t

h

AB

f

n

p

AB

Q

R

AB

H

B

R

R

BH

S

B

B

A

N

AN



;

2

2

^

t

w

h

AB

f

n

p

AB

R

N

R

N

AB

AQ

BQ

z

z

z



(9)

;

12

1

1

2

2

3

2

t

h

AB

ABS

M

R

N

AB

Q

AB

M

B

BM

H

A

A



;

12

1

1

2

2

3

2

t

h

AB

ABS

M

R

N

AB

ABQ

M

A

AM

H

B

B



уравнения электродинамики

;

1



AE

BE

AB

t

B

z


background image

42

;

1

5

.

0

1

h

H

H

B

H

B

B

B

t

w

B

t

z

z

E

(10)



h

H

H

A

H

A

B

B

t

w

B

t

u

E

z

z

1

5

.

0

2

;

связь между деформациями и перемещениями

;

2

1

1

1

2



R

w

A

AB

u

A

;

2

1

1

1

2



R

w

u

B

AB

B

;

B

A

B

A

u

B

A

;

1

1

A

AB

A

;

1

1

B

AB

B

(11)





A

AB

B

A

1

1

1

2

;

1

1

1

1

1

1









u

A

AB

A

R

B

AB

u

B

R

где

.

1

;

1

R

w

B

R

u

w

A

;

соотношения упругости

;

1





v

h

e

N



1

h

e

N

;





h

g

S

;





2

12

3

h

g

H

;





)

1

(

12

3

h

e

M

;





)

1

(

12

3

h

e

M

; (12)

где

;



;



e

e

.

Здесь

N

N

,

нормальные тангенциальные усилия в сечениях

const

и

const;

S

сдвигающее

усилие;

Q

Q

,

перерезывающие

усилия;

M

M

,

изгибающие моменты;

H

скручивающий момент;

w

v

u

,

,

компо

-

ненты вектора перемещений;

,

,

тангенциальные деформации

удлинения и сдвига;

,

,

изгибные деформации и кручение;

e

e

,

модули упругости по направлениям

,

соответственно;

R

R

,

радиусы

кривизн;

B

A

,

коэффициенты Ламе;

,

коэффициенты Пуассона;

)

,

(

h

h

толщина оболочки,

3

2

1

,

,

главные компоненты тензора

удельной электропроводности. Через

^

^

^

,

,

z

f

f

f

представлены значения

проекций пондеромоторной силы на координатные оси:

2

1

^

5

.

0

z

z

z

z

CT

B

t

u

B

B

B

t

w

B

E

h

B

hJ

f





 

z

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

t

12

1

25

.

0

;

12

B

B

B

B

B

B

B

t

h

z

B

B

t

w

B

E

h

B

hJ

f

z

z

T

C

5

.

0

2

^

2

2

2

12

1

25

.

0

5

.

0

B

B

B

B

B

B

B

B

B

t

z

z

z

;

12

2

B

B

B

B

B

t

h

z

(13)


background image

43

B

B

J

B

B

J

h

f

T

C

T

C

z

5

.

0

^

B

B

E

B

B

E

h

5

.

0

5

.

0

3

2

2

2

2

12

1

12

1

25

.

0

25

.

0

B

B

B

B

B

B

B

B

t

w

z

z

B

B

B

t

B

B

B

t

u

5

.

0

5

.

0

.

12

12

z

z

B

B

B

t

h

B

B

B

t

h

Системы уравнений (9)

-

(13), при условии, что известно распределение

напряженности магнитного поля на поверхностях оболочки, составляют
полную замкнутую связанную систему нелинейных дифференциальных урав

-

нений магнитоупругости токонесующей ортотропной оболочки обладающей
ортотропной электропроводностью, магнитной и диэлектрической прони

-

цаемостями. При получении системы уравнений принято, что действие
электромагнитного поля и стороннего тока на поле деформаций происходит
посредством сил Лоренца. Замкнутая система уравнений магнитоупругости
получена в лагранжевых переменных, отнесенных к недеформированной
срединной поверхности ортотропной оболочки в ортогональной криволиней

-

ной системе координат.

В четвертой главе

диссертации изложена методика решения краевых

задач нелинейной магнитоупругости теории токонесущих ортотропных
оболочек

вращения

обладающих

ортотропной

электропроводностью

находящихся под нестационарным воздействием. Предлагаемый подход к
численному решению нелинейных задач магнитоупругости теории оболочек
основан на последовательном применении конечноразностной схемы
Ньюмарка, метода линеаризации и дискретной ортогонализации.

На основе приведенных соотношений и соответствующих гипотез

выводится разрешающая связанная система нелинейных дифференциальных
уравнений в частных производных с переменными коэффициентами,
описывающая напряженно деформированное состояние гибких токонесущих
оболочек вращения переменной в двух координатных направлениях
жесткости. Задачи динамики гибких токонесущих оболочек вращения
обладающих ортотропной электропроводностью, переменной в двух коор

-

динатных направлениях жесткостью находящихся под воздействием
нестационарных механических и электромагнитных сил, сведено к нели

-

нейной двумерной краевой задаче

.

Используя полную систему уравнений, в

криволинейной ортогональной системе координат позволяющую математи

-

чески описать нелинейную двумерную модель магнитоупругости ортотроп

-

ных оболочек вращения, выводится связанная разрешающая система нели

-

нейных дифференциальных уравнений магнитоупругости гибких токонесу

-

щих ортотропных оболочек вращения произвольного меридиана, с учетом
ортотропной электропроводности, магнитной и диэлектрической проницае

-

мости, находящихся под нестационарным воздействием.

При построении

разрешающей

систему

уравнений

ортотропной

оболочки

вращения

переменной толщины вдоль образующей, учитывается, что упругие и
магнитомеханические характеристики не изменяется вдоль параллели,


background image

44

предполагается, что все искомые компоненты электромагнитного поля и поля
перемещений, входящие в уравнения, не зависят от координаты

.

В случае исследования напряженно

-

деформированного состояния орто

-

тропных оболочек вращения произвольной формы, будем исходить из
следующих соображений. Во

-

первых, искомая система уравнений должна

описывать весь класс оболочек вращения, включая цилиндрическую
оболочку и круглую пластину, во

-

вторых, она должна быть, представлена в

виде, удобном для численного решения задачи, в

-

третьих, должна допускать

формулировку граничных условий в усилиях, моментах, перемещениях и в
смешанном виде.

Наконец, система дифференциальных уравнений должна

быть, записана относительно таких функций, чтобы можно было простейшим
образом осуществить условия сопряжения различных оболочек.

Исходя из

этих соображений, выбираем в качестве разрешающих следующие функции:

B

E

M

N

N

u

u

s

z

x

s

z

x

,

,

,

,

,

,

,

(14)

где

z

x

u

u

,

радиальное и осевое перемещения;

z

x

N

N

,

радиальное и осевое

усилия;

B

E

,

напряженность электрического и индукция магнитного

полей, которые выражаются через перемещения

w

u

,

и усилия

s

s

Q

N

,

следующим образом

.

cos

sin

;

sin

cos

;

cos

sin

;

sin

cos

w

u

u

w

u

u

Q

N

N

Q

N

N

z

x

s

s

z

s

s

x

(15)

где

угол между нормалью к координатной поверхности и осью вращения.

После некоторых преобразований с учетом (14), (15) получаем следующую
связанную систему нелинейных дифференциальных уравнений в форме
Коши:

S

z

S

x

Z

x

s

s

x

u

R

u

r

v

N

N

h

e

v

v

s

u

sin

1

cos

cos

sin

cos

1

2

2

cos

S

;

z

S

x

z

x

s

s

z

u

R

u

r

v

N

N

h

e

v

v

s

u

1

sin

sin

sin

cos

1

2

2

sin

cos

S

S

;

S

S

s

s

S

r

v

M

h

e

v

v

s

cos

1

12

3

;





x

z

S

x

S

S

x

u

r

h

e

N

r

v

R

N

e

e

v

r

s

N

cos

sin

1

1

cos

2

;

sin

cos

2

2

t

u

h

F

P

F

P

x

S

S

2

2

cos

sin

1

cos

t

u

h

F

P

F

P

N

R

N

r

s

N

z

S

S

x

S

z

z

;





x

z

S

S

S

S

S

N

N

r

h

e

M

e

e

v

r

s

M

sin

cos

cos

12

1

cos

2

2

3

(16)

2

2

3

sin

cos

12

sin

sin

cos

S

S

S

S

S

S

z

x

r

h

e

M

r

e

e

v

N

N

h

B

B

E

s

B

S

S

1

3

3

2

)

(


background image

45









B

t

u

t

u

B

B

t

u

t

u

z

x

S

S

z

x

sin

cos

cos

sin

5

.

0

3

2

.

cos

E

r

t

B

s

E

Компоненты пондеромоторной силы Лоренца имеют вид

;

sin

cos

cos

sin

5

.

0

2

1

B

t

u

t

u

B

B

B

t

u

t

u

B

E

h

B

J

h

F

z

x

S

S

z

x

т

с

S









S

S

S

S

т

с

B

B

E

h

B

B

J

h

F

5

.

0

5

.

0

3

(17)



2

2

12

1

25

.

0

cos

sin

S

S

S

S

z

x

B

B

B

B

t

u

t

u



.

sin

cos

5

.

0

S

S

z

x

B

B

B

t

u

t

u

Здесь под

S

B

понимаем

S

S

S

S

S

B

B

B

B

B

0

0

0

, где

0

S

B

компоненты

магнитной индукции начального собственного магнитного поля, обусловлен

-

ные сторонним электрическим током;

0

S

B

компоненты внешнего магнит

-

ного поля, полученные из решения задачи статики;

B

нормальная состав

-

ляющая магнитной индукции оболочки,

 

s

h

h

толщина оболочки.

Полученная связанная разрешающая система нелинейных дифферен

-

циальных уравнений восьмого порядка (16) описывает напряженно

-

дефор

-

мированное состояние гибких токонесущих ортотропных оболочек враще

-

ния с произвольной формой меридиана, обладающей ортотропной электро

-

проводностью, магнитной и электрической проницаемости.

Составляющие

силы Лоренца учитывают скорость деформирования оболочки, внешнее
магнитное поле, величину и напряженность тока проводимости относительно
внешнего магнитного поля.

Учет нелинейности в уравнениях движения

вызывает нелинейность в пондеромоторной силе. Добавив к полученной
системе уравнений начальные и граничные условия, получим краевую
задачу.

В векторном виде нелинейная краевая задача имеет вид:

уравнения движения

,

,

,

,

,

,

,

0

0

2

2









N

N

t

t

t

s

s

s

t

N

t

N

N

t

s

F

s

N

(18)

граничные условия

,

,

,

,

2

2

1

0

1

b

t

s

N

g

b

t

s

N

g

N

(19)

начальные условия

.

0

,

0

,

0

t

при

t

N

N

(20)

Здесь:

T

S

S

S

S

B

E

M

Q

N

w

u

N

,

,

,

,

,

,

,

вектор столбец искомых функций;

,

F

1

g

,

2

g

,

1

b

,

2

b

в общем случае нелинейные вектор функции.

Решение краевых задач магнитоупругости связано с существенными

вычислительными трудностями. Это объясняется тем, что разрешающая
система уравнений (16) является системой дифференциальных уравнений
гипербола

-

параболического типа восьмого порядка с переменными коэффи

-


background image

46

циентами.

Задачи определения напряженно

-

деформированного состояния

рассматриваемых оболочек при нестационарных механических и магнитных
воздействиях, краевая задача (18), (19) решаются для фиксированных момен

-

тов времени.

Частные производные по временной координате аппроксими

-

руются конечноразностными выражениями неявной схемы Ньюмарка, после
применения, которой получаем краевую задачу для системы нелинейных
обыкновенных дифференциальных уравнений в виде

,

,

N

s

F

s

d

N

d

(21)

и соответствующие граничные условия

,

;

2

2

1

1

0

d

N

D

d

N

D

N

S

S

S

S

(22)

С помощью метода квазилинеаризации краевая задача (21), (22) сводится к
последовательности линейных краевых задач, которую сокращенно можно
записать в виде

,

,

1

1

k

k

k

N

N

G

s

d

N

d

(23)

,

....

2

,

1

,

0

,

,

2

1

2

1

0

1

1

k

N

b

s

N

N

B

N

b

s

N

N

B

k

N

k

k

k

k

k

(24)

где

1

;

,

,

,

,

,

,

,

k

T

S

S

S

S

N

B

E

M

Q

N

w

u

N

и

k

N

решения соответственно на

1

k

й и

k

й итерациях;

k

k

N

N

G

,

1

вектор правой части системы

уравнений;

k

k

k

k

N

b

N

b

N

B

N

B

2

1

2

1

,

,

,

соответственно матрицы и правые

части граничных условий. На последнем этапе каждая из линейных краевых
задач (23), (24) решается методом дискретной ортогонализации, обеспечи

-

вающим устойчивый вычислительный процесс благодаря процедуре
ортогонализации векторов

-

решений задач Коши в отдельных точек интегри

-

рования. Дано описание алгоритма и программы решения нелинейных
краевых задач магнитоупругости гибких токонесущих ортотропных оболочек
вращения.

Разработанный алгоритм решения нового класса задач магнитоупру

-

гости токонесущих ортотропных оболочек вращения обладающих ортотроп

-

ной электропроводностью, магнитной и диэлектрической проницаемостью
позволяет получать решения в широком диапазоне изменения геометричес

-

ких параметров оболочки, механических характеристик материала, поверх

-

ностных и контурных нагрузок, вида закрепления граничных контуров,
параметров электромагнитного поля.

Алгоритм строится таким образом,

чтобы, с одной стороны, он обладал достаточной общностью в смысле
физической формулировки, с другой стороны, обладал универсальностью
при решении задач для различных типов оболочек. Он также обладает тем
свойством, что его структуру можно использовать в случае выбора другой
теории оболочек. Также допускается использование различных интерполя

-

ционных формул при вычислении правой части системы уравнений.
Разработанный алгоритм реализован в виде программы на языке визуал
фортран для ПЭВМ. Программа имеет модульную структуру. Большая

часть

модулей, реализующих определенные части вычислительного процесса
являются стандартными. Проведен анализ достоверности полученных,


background image

47

результатов состоящий в оценке сходимости процесса решения задачи по
приближениям, а также сопоставлением решений задач в другой математи

-

ческой постановке.

На основе разработанной методики произведен расчет

напряженно

-

деформированного состояния изотропной токонесущей кольце

-

вой пластины и конической оболочки, находящиеся под воздействием меха

-

нической силы, стороннего электрического тока и внешнего магнитного
поля. Как следует из результатов сравнений, с увеличением продолжитель

-

ности действия сил и уменьшением шага по времени, различие между значе

-

ниями прогибов и напряжений при различных шагах незначительно увеличи

-

вается. Полученные численные данные на четвертом и пятом приближениях
практически совпадают, что свидетельствует об удовлетворительной сходи

-

мости итерационного процесса. Результаты сравнений в изотропной поста

-

новке с полученными данными других авторов показывают о возможности
применения предложенного подхода для исследования напряженно

-

деформированного состояния гибких токонесущих ортотропных оболочек
вращения, обладающих ортотропной электропроводностью.

В пятой главе

диссертации

рассмотрены задачи магнитоупругости для

токонесущих ортотропных конических оболочек вращения с учетом орто

-

тропной электропроводности в нелинейной постановке, находящихся в

нестационарном магнитном поле.

Проведено исследование напряженно

-

деформированного состояния гибкой ортотропной конической оболочки из
бороалюминия постоянной толщины

м

h

4

10

5

,

находящейся под дейст

-

вием механической нагрузки

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

. Оболочка находится во

внешнем магнитном поле

Тл

B

S

1

.

0

0

и к ней подводится сторонний электри

-

ческий ток плотности

2

4

/

sin

10

5

м

А

t

J

T

C

, а также оболочка имеет

конечную ортотропную электропроводность

)

,

,

(

3

2

1

. Отметим, что в

рассматриваемом случае анизотропия удельного электрического сопротив

-

ления равна

27

.

2

/

1

3

.

Рассмотрен учет влияния конусности на нелинейное поведение орто

-

тропной оболочки. Задача решалась при граничных условиях: контур малого
радиуса

0

s

s

загружен перерезывающим усилием

S

Q

и свободен в нор

-

мальном направлении и задается переменная по времени магнитная индукция

t

B

sin

3

.

0

, где

круговая частота; второй контур

N

s

s

жестко закреп

-

лен при магнитной индукции равной нулю

0

B

.

Выявлено, что взаимо

-

действие магнитной индукции и перерезывающей силы вызывает появление
экстремальных значений прогиба и механических напряжений, напряжен

-

ности электрического поля и магнитной индукции. Отметим, что магнитная
индукция и перерезывающая сила задаются на левом контуре оболочки
(граничные условия) и при этом перерезывающее усилие

s

Q

и нормальная

составляющая магнитной индукции

B

противоположно направлены.

Установлено, что с уменьшением угла конусности абсолютные величины
прогиба и механических напряжений, напряженности электрического поля и


background image

48

магнитной индукции возрастают. При

30

/

максимальные значения этих

функций существенно возрастают, по сравнению с максимальными величи

-

нами для остальных углов и сдвигаются к

0

s

. Этот факт иллюстрирует

взаимосвязь электромагнитных и механических полей.

Выявлено, что угол

раствора конуса равный шести градусам оказался критическим для
рассматриваемой геометрически нелинейной оболочки при подобранных
нагрузках. Дальнейшее уменьшение угла (

30

/

) приводит к потере устой

-

чивости оболочки

.

Исходя из полученных результатов, можем судить о

влиянии угла конусности на напряженно

-

деформированное состояние орто

-

тропной оболочки, учитывая, что угол

дополняет угол при основании

конуса до

0

90

.

Отметим, что колебательные процессы, происходящие в

оболочке обладающей ортотропной электропроводностью находящейся в
магнитном поле, соответствуют в своей чисто механической части колеба

-

тельным процессам оболочки, находящейся под воздействием только меха

-

нической нагрузки. Это является еще одним подтверждением правильности
выбора методики и корректностью полученных уравнений.

Исследовано влияние учета нелинейности на поведение токонесущей

ортотропной оболочки в магнитном поле. Для анализа учета влияния нели

-

нейности на напряженно

-

деформированное состояние ортотропной коничес

-

кой оболочки проведено сравнение решений, полученных в линейной и нели

-

нейной постановках. Задача решалась при граничных условиях: контур
малого радиуса

0

s

s

загружен перерезывающим усилием

S

Q

и свободен в

нормальном направлении и задается переменная по времени магнитная
индукция

t

B

sin

3

.

0

, где

круговая частота; второй контур

N

s

s

жестко закреплен при магнитной индукции равной нулю

0

B

. Значение

0

B

, удовлетворяющее задаче магнитостатики, выбиралось как среднее значе

-

ние из решения нелинейной задачи и принималось равным

T

л

B

3

0

10

79

,

0

.

Сравнены значения

прогиба

w

, окружного механического

напряжения

на внешней поверхности оболочки, нормальной составляющей индукции

магнитного поля

B

и меридиональной составляющей силы Лоренца

s

F

в

зависимости от

s

для углов

15

/

,

30

/

в линейной и нелинейной поста

-

новках. Значения функций взяты при

c

t

3

10

5

, где они достигают макси

-

мальных значений. Рассматривая значения функций для угла

30

/

, отме

-

чаем, что различие максимальных значений прогиба

w

по двум

теориям

(контур

0

s

s

), составляет 27%; для

при

м

s

08

,

0

достигает 97%;

B

при

м

s

04

,

0

достигають 41%;

s

F

при

0

s

s

практически равны, различие

составляет 0,3%. Рассматривая угол

15

/

, отмечаем совпадение результа

-

тов, как по линейной, так и по нелинейной теориям при их максимальных
значениях.

Установлено, что различие между решениями в линейной и нели

-

нейной теориях возрастают с уменьшением угла

(увеличением угла

раствора конуса). В тоже время необходимо отметить существенное различие
по линейной и нелинейной теориям для напряжения, магнитной индукции и


background image

49

силы Лоренца при подходе к правому торцу оболочки (

;

28

.

0

s

;

32

.

0

м

36

.

0

).

Анализируя полученные результаты, можем судить о влиянии геометричес

-

кой нелинейности на напряженно

-

деформированное состояние ортотропных

оболочек в сравнении с линейной теорией.

На основе сравнения результатов решений, полученных для токонесу

-

щего ортотропного конуса из бериллия и токонесущего изотропного конуса
из алюминия, а также для изотропного конуса из алюминия при отсутствии
магнитного поля и стороннего тока исследованы напряженно

-

деформирован

-

ные состояния гибких оболочек в нелинейной постановке. Во всех трех
случаях распределение прогиба нелинейное и их максимальные значения
возникают в левом контуре оболочки. При этом, в случае ортотропного
конуса из бериллия и изотропного конуса из алюминия, с учетом магнитного
поля максимальные значения прогиба отличаются примерно в два раза.

Выявлено, что в случае изотропного конуса, без воздействия магнитного и
электрического полей, прогиб существенно возрастает (

4

/

0

h

w

). Это объяс

-

няется тем, что при отсутствии электрического поля, действующего на обо

-

лочку, растягивающие силы тангенциальной составляющей магнитной
индукции (

s

B

) и тангенциальной составляющей силы Лоренца (

S

F

) равны

нулю. В этом случае оболочка становится более податливой, т.е. гибкой
относительно прогиба. Отсутствие магнитного поля (

0

B

) также приводит

к увеличению прогиба.

В зависимости от изменения толщины оболочки

исследовано поведение ортотропной оболочки. Условия закрепления конту

-

ров оболочки выбраны следующие: контур малого радиуса

0

s

s

шарнирно

закреплен и задается переменная по времени магнитная индукция

B

, а

второй контур

N

s

s

свободен в меридиональном направлении при магнит

-

ной индукции равной нулю. Задача для ортотропного конуса из бериллия
переменной толщины

)

1

(

10

5

4

N

s

s

h

рассчитана при различных значе

-

ниях параметра

5

.

0

;

4

.

0

;

3

.

0

;

2

.

0

характеризующего переменность тол

-

щины в меридиональном направлении.

Установлено, что увеличение значе

-

ния параметра

приводит к увеличению прогиба, окружных напряжений

)

(

22

s

оболочки, напряжений максвелла

)

(

22

s

T

и др. Как видно из полученных

результатов, переменность толщины оказывает значительное влияние на
напряженно

-

деформированное

состояние

оболочки,

что

необходимо

учитывать при практических расчетах.

При различных видах закрепления контуров оболочки исследовано

напряженно

-

деформированное состояние гибкого токонесущего ортотроп

-

ного конуса из бериллия переменной толщины. Из полученных результатов
видно, что краевые условия закрепления контуров оболочки существенно
влияют на значения и распределения прогибов, перерезывающих сил и
изгибающих моментов, сил Лоренца, магнитной индукции и напряженности
электрического поля.

Выявлено, что максимальные прогибы и изгибающие

моменты, силы Лоренца, магнитная индукция и напряженность электричес

-

кого поля возникают при «шарнирно

-

скользящем» граничных условиях.


background image

50

Получены численные результаты при шарнирном закреплении контуров
оболочки для случаев, когда на левом контуре задается магнитная индукция
и напряженность электрического поля. Установлено, что при наличии на
левом контуре оболочки магнитной индукции значения прогибов, изгибаю

-

щих моментов, сил Лоренца, магнитной индукции и напряженности электри

-

ческого поля намного больше по сравнению с наличием электрического поля.
Исходя, из полученных результатов можно судить о влиянии граничных
условий на взаимосвязанность механических и электромагнитных полей.

Проанализировано влияние внешней магнитной индукции на напряжен

-

ное состояние ортотропной оболочки в геометрически нелинейной поста

-

новке. Усеченная ортотропная коническая оболочка из бериллия переменной
толщины

находится

под

воздействием

механической

силы

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

, стороннего электрического тока

2

5

/

sin

10

5

м

А

t

J

T

C

и внешнего магнитного поля

Тл

B

S

1

.

0

0

, а также оболочка имеет конечную

ортотропную электропроводность

)

,

,

(

3

2

1

.

В этом случае на оболочку

действует комбинированное нагружение, состоящее из пондеромоторной
силы Лоренца внешнего магнитного поля и механической силы. Задача
решалась при граничных условиях: контур малого радиуса

0

s

s

шарнирно

закреплен и задается переменная по времени магнитная индукция

B

, а

второй контур

N

s

s

свободен в меридиональном направлении при магнит

-

ной индукции равной нулю.

Исследовано поведение ортотропной оболочки в

зависимости от изменения внешнего нормального составляющего магнит

-

ного индукции

0

B

. Показано, что с изменением внешней нормальной

составляющей магнитной индукции, происходит существенное изменение
напряженного состояния оболочки и ее электромагнитного поля.

Выявлено,

что с увеличением магнитной индукции прогиб оболочки увеличивается.
Увеличение индукции внешнего магнитного поля приводит к увеличению
величины механических напряжений оболочки. Исследовано изменение
величины индукции внутреннего магнитного поля оболочки в зависимости
от изменения внешнего магнитного поля и от ортотропной электропровод

-

ности. Установлено, что при увеличении индукции внешнего магнитного
поля индукция внутреннего магнитного поля тоже увеличивается. Это
соответствует реальным физическим процессам, происходящим в оболочке, и
в свою очередь подтверждает достоверность полученных результатов.

В зависимости от изменения стороннего электрического тока проведено

исследование напряженно

-

деформированного состояния ортотропной кони

-

ческой оболочки переменной толщины.

Оболочка из бериллия находится под

воздействием механической силы

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

, стороннего электри

-

ческого тока

2

/

sin

м

А

t

J

J

T

C

T

C

(

,

10

5

5

T

C

J

,

10

5

7

,

10

5

7

,

10

8

5

8

10

1

) и

внешнего магнитного поля

Тл

B

S

1

.

0

0

, а также оболочка имеет конечную

ортотропную электропроводность

)

,

,

(

3

2

1

. В рассматриваемом случае

анизотропия удельного электрического сопротивления бериллия равна


background image

51

07

.

4

/

1

3

. Задача решалась при граничных условиях: контур малого

радиуса

0

s

s

шарнирно закреплен и задается переменная по времени

магнитная индукция

B

, а второй контур

N

s

s

свободен в меридиональном

направлении при магнитной индукции равной нулю.

Показано, что подбирая величину плотности и направленность сторон

-

него тока с учетом ортотропной электропроводности можно оптимизировать
напряженное состояние оболочки, находящейся под воздействием нестацио

-

нарных электромагнитных и механических полей.

Выявлено, что увеличение

значения стороннего электрического тока приводит к увеличению значения
прогибов и напряжений оболочки, тангенциальных и нормальних состав

-

ляющих сил Лоренца

.

При изменении направления стороннего тока направ

-

ления действий пондеромоторных сил совпадают с направлением нор

-

мальной составляющей механической нагрузки, что проводит к качест

-

венному и количественному изменению прогиб и напряжений оболочки, а
также параметров электромагнитного поля.

Таким образом, выбирая направ

-

ленность и величину плотности стороннего электрического тока можно
добиться минимального значения прогиба и напряжений в оболочке.
Анализируя приведенные результаты расчетов, отметим, что они не
противоречат механическому и физическому представлениям о процессах,
происходящих в оболочке, находящейся под электромагнитным и механичес

-

ким воздействием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Сформулирована математическая постановка связанной динамической

задачи магнитоупругости токонесущих оболочек с учетом анизотропной
электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости.

2.

Построена

нелинейная

двумерная

модель

магнитоупругости

токонесущих ортотропных оболочек в геометрически нелинейной постановке
с учетом ортотропной электропроводности, магнитной и диэлектрической
проницаемости. При этом принято, что главные направления ортотропии
свойств материала оболочки совпадают с направлениями соответствующих
координатных осей, а также ортотропное тело линейно относительно
магнитных и электрических свойств.

3. На основе квадратичного варианта геометрически нелинейной тео

-

рии оболочек и пластин, получена связанная разрешающая система нелиней

-

ных дифференциальных уравнений магнитоупругости, описывающая напря

-

женно

-

деформированное состояние гибких токонесущих ортотропных оболо

-

чек вращения произвольного меридиана находящихся под воздействием
нестационарных механических и электромагнитных нагрузок с учетом орто

-

тропной электропроводности, магнитной и диэлектрической проницаемости.

4. Разработана методика и алгоритм численного решения новых класс

связанных динамических задач магнитоупругости, позволяющие исследовать
напряженно

-

деформированное состояние токонесущих ортотропных оболо

-

чек вращения с учетом ортотропной электропроводности, магнитной и


background image

52

диэлектрической проницаемости в геометрически нелинейной постановке.
На основе разработанной методики произведен расчет напряженно

-

деформированного состояния изотропной токонесущей кольцевой пластины
и конической оболочки, находящиеся под воздействием механической силы,
стороннего электрического тока и внешнего магнитного поля. Как следует из
результатов сравнений, с увеличением продолжительности действия сил и
уменьшением шага по времени, различие между значениями прогибов и
напряжений при различных шагах незначительно увеличивается.

Полученные численные данные на четвертом и пятом приближениях

практически совпадают, что свидетельствует об удовлетворительной
сходимости итерационного процесса. Результаты сравнений в изотропной
постановке с полученными данными других авторов показывают о
возможности применения предложенного подхода для исследования
напряженно

-

деформированного состояния гибких токонесущих ортотропных

оболочек вращения, обладающих ортотропной электропроводностью.

5. Рассмотрен учет влияния конусности на нелинейное поведение орто

-

тропной оболочки. Выявлено, что взаимодействие магнитной индукции и
перерезывающей силы вызывает появление экстремальных значений прогиба
и механических напряжений, напряженности электрического поля и
магнитной индукции. Магнитная индукция и перерезывающая сила задаются
на левом контуре оболочки (граничные условия) и при этом перерезывающее
усилие и нормальная составляющая магнитной индукции противоположно
направлены.

Установлено, что с уменьшением угла конусности абсолютные

величины прогиба и механических напряжений, напряженности электричес

-

кого поля и магнитной индукции возрастают. Этот факт иллюстрирует
взаимосвязь электромагнитных и механических полей. Выявлено, что угол
раствора конуса равный шести градусам оказался критическим для
рассматриваемой геометрически нелинейной оболочки при подобранных
нагрузках. Дальнейшее уменьшение угла конусности приводит к потере
устойчивости оболочки.

6. На основе сравнения результатов решений, полученных для токо

-

несущего ортотропного конуса из бериллия и токонесущего изотропного
конуса из алюминия, а также для изотропного конуса из алюминия при
отсутствии магнитного поля и стороннего тока проанализированы
напряженно

-

деформированные состояния гибких оболочек в нелинейной

постановке. Во всех трех случаях распределение прогиба нелинейное и их
максимальные значения возникают в левом контуре оболочки. При этом, в
случае ортотропного конуса из бериллия и изотропного конуса из алюминия,
с учетом магнитного поля максимальные значения прогиба отличаются
примерно в два раза. Выявлено, что в случае изотропного конуса, без
воздействия магнитного и электрического полей, прогиб существенно
возрастает. Это объясняется тем, что при отсутствии электрического поля,
действующего на оболочку, растягивающие силы тангенциальной состав

-

ляющей магнитной индукции и тангенциальной составляющей силы Лоренца


background image

53

равны нулю.

Сравнены результаты решений, полученные в линейной и нелинейной

постановках. Установлено, что различие между результатами решений в
линейной и нелинейной постановках возрастают с уменьшением угла
конусности. Анализируя полученные результаты, можно судить о влиянии
геометрической нелинейности на напряженно

-

деформированное состояние

ортотропных оболочек в сравнении с линейной теорией.

7. Получены численные результаты для ортотропного конуса из

бериллия переменной толщины при различных значениях параметра “

”,

характеризующего переменность толщины в меридиональном направлении.
Установлено, что увеличение значения параметра “

” приводит к увеличе

-

нию прогиба, окружных напряжений оболочки, напряжений максвелла и др.
Как видно из полученных результатов, переменность толщины оказывает
значительное влияние на напряженно

-

деформированное состояние оболочки,

что необходимо учитывать при практических расчетах.

Получены численные результаты при различных видах закрепления

контуров оболочки. Из полученных результатов видно, что краевые условия
закрепления контуров оболочки существенно влияют на значения и
распределения прогибов, перерезывающих сил и изгибающих моментов, сил
Лоренца, магнитной индукции и напряженности электрического поля.
Выявлено, что максимальные прогибы и изгибающие моменты, силы
Лоренца, магнитная индукция и напряженность электрического поля
возникают при «шарнирно

-

скользящем» граничных условиях. Установлено,

что при наличии на левом контуре оболочки магнитной индукции значения
прогибов, изгибающих моментов, сил Лоренца, магнитной индукции и
напряженности электрического поля намного больше по сравнению с
наличием электрического поля. Исходя, из полученных результатов можно
судить о влиянии граничных условий на взаимосвязанность механических и
электромагнитных полей.

8. Выявлено, что с увеличением магнитной индукции прогиб и напря

-

жений оболочки увеличивается. Установлено, что при увеличении индукции
внешнего магнитного поля индукция внутреннего магнитного поля тоже
увеличивается. Это соответствует реальным физическим процессам, проис

-

ходящим в оболочке, и в свою очередь подтверждает достоверность получен

-

ных результатов.

Показано, что подбирая величину плотности и направленность

стороннего тока с учетом ортотропной электропроводности можно опти

-

мизировать напряженное состояние оболочки, находящейся под воз

-

действием нестационарных электромагнитных и механических полей.

Выявлено, что увеличение значения стороннего электрического тока

приводит к увеличению значения прогибов и напряжений оболочки, танген

-

циальных и нормальних составляющих сил Лоренца

.

Таким образом, выбирая направленность и величину плотности

стороннего электрического тока можно добиться минимального значения
прогиба и напряжений в оболочке.


background image

54

9. В рассмотренных задачах построены зависимости значений характер

-

ных функций напряженно

-

деформированного состояния от электромагнит

-

ных параметров, в частности от ортотропной электрпроводности и от орто

-

тропии свойств материала, позволяющие оценить влияние взаимосвязан

-

ности полей. Использование полученной системы связанных уравнений
магнитоупругости ортотропных оболочек вращения, разработанных методик
решения нестационарных задач теории токонесущих оболочек с учетом
ортотропной электропроводности в геометрически нелинейной постановке
дает возможность решать новый класс задач. При этом более полно
учитывается влияние ортотропной электропроводности, магнитной и
диэлектрической проницаемости материала и реальные условия работы
элементов конструкций, что позволяет делать выбор рациональных
геометрических, механических и электромагнитных параметров для
повышения надежности работы конструкции.
































background image

55

SCIENTIFIC COUNCIL ON AWARD OF SCIENTIFIC DEGREE OF

DOCTOR OF SCIENCES 16.07.2013.

Т/FM.02.02

AT TASHKENT STATE

TECHNICAL UNIVERSITY AND NATIONAL UNIVERSITY OF

UZBEKISTAN

__________________________________________________________

MINISTRY OF HIGHER AND SECONDARY SPECIALIZED

EDUCATION OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN

TASHKENT STATE TECHNICAL UNIVERSITY








INDIAMINOV RAVSHAN SHUKUROVICH

DEVELOPMENT OF THE THEORY OF MAGNETOELASTICITY

CURRENT-CARRING SHELLS OF ROTATION WITH RESPECT

TO ORTHOTROPIC ELECTROCONDUCTIVITY


01.02.04 – Deformable solids mechanics

(physical and mathematical sciences)

ABSTRACT OF DOCTORAL DISSERTATION

Tashkent – 2014


background image

56

The subject of doctoral dissertation is registered the Supreme Attestation Commission of the

Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan in number 20.02.2014/B2013.1.FM1.

Doctoral dissertation is carried out at Institute of Mechanics and seismic stability of structures of

the Academy of sciences of the Republic of Uzbekistan and Samarkand Branch of Tashkent University of
Information Technology.

The full text of doctoral dissertation is placed on web page of Scientific council 16.07.2013.

Т/FM.02.02

at the Tashkent state technical university and National University of Uzbekistan to the

address www.tdtu.uz/tadqiqitchi/dis_matn.htm.

Abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, English) is placed on web page to

address www.tdtu.uz/ tadqiqitchi/avr_matn.htm and Information-educational portal “ZIYONET” to
address www.ziyonet.uz

Scientific

consultants:

Shirinkulov Tashpulat Shirinkulovich

doctor of technical sciences, academician

Mol’chenko Leonid Vasil’evich

doctor of physical and mathematical sciences, professor

Official

opponents:





Mardonov Botirjan Mardonovich

doctor of physical and mathematical sciences, professor

Safarov Ismoil Ibragimovich

doctor of physical and mathematical sciences, professor

Karnaukhov Vasiliy Gavrilovich

doctor of physical and mathematical sciences, professor

Leading

organization:

Tashkent institute of railway engineering

Defense will take place «___» _____________2014 at _____ at the meeting of scientific council

number 16.07.2013.

Т/FM.02.02

at the Tashkent State Technical University and National University of

Uzbekistan to adress: 100095, Uzbekistan, Tashkent, Universitetskaya str., 2. Phome / fax: (99871) 227-
10-32, e-mail: tadqiqitchi@tdtu.uz).

Doctoral dissertation is registered in Information-resource centre at Tashkent state technical

university

№ 01

, it is possible to review it in IRC (100095, Uzbekistan, Tashkent city, Almazarskiy

district, Universitetskaya str., 2. Phome: (99871) 246-46-00).

Abstract of dissertation sent out on «___» ______________ 2014 year

(mailing report № _______on _________ 2014

year)

К

.A. Karimov

Chairman of scientific council on award of scientific

degree of doctor of sciences D.T.S., professor

N.J. Turahodjaev

Scientific secretary of scientific council on award of

scientific degree of PhD of technical sciences

M.

М

. Mirsaidov

Chairman of scientific seminar under scientific council

on award of scientific degree of doctor of sciences,

D.T.S., professor


background image

57

ANNOTATION OF DOCTORAL DISSERTATION

Topicality and demand of the subject of dissertation.

Increased

interest in the problems of mechanics of coupled fields, primarily to electro-
magnetoelasticity, caused by the needs of today's technological advances in
various industries and the development of innovation technologies. The issues of
motion of a continuum with electromagnetic effects fill a highly important place in
the mechanics of coupled fields.

One of the main directions of development of modern solid mechanics is a

development of the theory of conjugate fields and, in particular, the theory of the
electromagnetic interaction with deformable medium.

The mechanism of interaction of an elastic medium with the electromagnetic

field is diverse and depends on the geometrical characteristics and physical
properties of the div under consideration.

In particular, this mechanism gets some specifics when considering the

problems of thin plates and shells having anisotropic conductivity.

In creating optimal structures in modern engineering, widespread use is

made of thin-walled shells and plates as structural elements in which effects of
nonlinear electromagnetic interaction with magnetic fields are significant.

Effects of the coupling of

mechanical displacements of conductive bodies

with the electromagnetic field are conditioned by the Lorentz ponderomotive
forces. The Lorentz forces depend on the speed of the conductive elements of a
continuous medium and the external magnetic field, the magnitude and orientation
of the conduction current in reference to external magnetic field. Significant effects
of ponderomotive interactions occur for high-frequency oscillations at large
amplitudes of displacements, pulsed magnetic fields and current-carrying elements.
It is for these conditions are first necessary to develop mathematical foundations of
magnetoelasticity and applied methods for solving certain classes of problems.
Among these classes of problems, first of all, we note the problem for current-
carrying thin anisotropic plates and shells placed in a strong external magnetic
field, as well as the problem of nonlinear magnetoelastic vibrations of thin-walled
elements in a magnetic field.

On the basis that specific magnetoelastic effects found in the study of

nonlinear coupled problems, it seems urgent development of numerical approaches
to solving problems related to the magneto-anisotropic flexible current-carrying
plates and shells having anisotropic conductivity under the influence of non-
stationary electromagnetic and mechanical stresses. In studies of nonlinear
magnetoelasticity problems of special interest is determination of the stress-strain
state of current-carrying plates and shells on exposure to variable electromagnetic
and mechanical fields with regard to anisotropic electroconductivity, magnetic and
dielectric permittivity.

Demand of these problems and interest in ones is conditioned by wide

application in modern engineering as constructive elements of thin shells and
plates, which are exposed to strong magnetic fields. These problems occur in
modern technology, where such structures are used as protecting or bearing


background image

58

elements for shielding external fields of strong magnetic equipment. This interest
is conditioned by the need to solve problems of electromagnetic compatibility with
the development of modern measuring systems, computer devices, measurements
of weak pulsed fields on the background of large fields, the development of the
protection of personnel from electromagnetic effects, etc.

Topicality and demand of the subject of dissertation in the formulation

and solution of problems in accordanse with the Law of the Republic of

Uzbekistan “On providing an electromagnetic compatibility” (1999, № 1,
art.16, 2003, № 5, art. 67, 2013, № 18, art. 233).

The electromagnetoelasticity coupled problems of anisotropic plates and

shells having anisotropic conductivity are of scientific interest in terms of both
theory and applications. The matter is that in the case of thin anisotropic bodies
having anisotropic conductivity it is possible to solve optimal problems of
magnetoelasticity by the variation of all physical-mechanical material parameters
of div.

In particular, when mechanical and geometric parameters of the problem are

constant, using variation of anisotropic electrodynamic parameters it is possible to
obtain constructive elements with qualitatively new mechanical behavior. It should
be noted, that recently the materials with new electromagnetic properties were
created. These materials can be use in different areas of new appliances at creation
of new technologies.

Conformity of research to priority directions of development of

science and technologies of the Republic of Uzbekistan.

The present work

is carried out according to priority directions of development of science and
technology of the Republic of Uzbekistan

F4 "Mathematics, Mechanics and

Computer Science."

International review of scientific researches on the dissertation subject.

The scientific research are focusing on the problems of nonlinear theory of

magnetoelasticity of plates and shells is carried out in research centers and higher
educational institutions of the USA, Germany, Great Britain, France and Japan,

Ukraine, Armenia, Russia etc.

The latest development of modern technology, operation of which occurs in

difficult loading conditions under the interaction of various physical factors,
stimulated the creation and development of the theory of conjugate fields in elastic
bodies. It is also of fundamental importance for magneto elasticity (motion of
elastic conductive bodies in a magnetic field). At the present time the solid
mechanics issues received considerable attention for the study of the interaction
between mechanical deformation fields with electromagnetic fields.

Degree of study of problem.

Despite the large number of studies, the

development of the complex problem of the interaction of thin-walled elements
such as shells and plates with the electromagnetic field is far from complete, and
further research in this area will certainly help discover new effects. In most
studies the interaction of an elastic div with the electromagnetic field is
considered in the linear formulation, excluding the anisotropic electrical
conductivity, magnetic and dielectric constant.


background image

59

When the material of the conductive elastic div has the property of

anisotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric permeability, the nature
of the interaction fields is much more complicated. Therefore the creation of
nonlinear theory of magnetoelastic interaction with regard to anisotropic
electroconductivity, magnetic and dielectric permittivities is of scientific interest,
as from the point of view the theory as well as applications. It must be underscored
that the solutions of nonlinear magnetoelasticity coupled problems of current-
carrying shells, having anisotropic conductivity, magnetic and dielectric
permittivity are practical absent in the available literature. This is due to the
complexity of the original system coupled magnetoelastic partial differential
equations, a lack of approaches and algorithms for solving such problems, which
determined the objective of this thesis.

Connection of dissertational research with the plans of scientific-

research works

is reflected in following projects:

State fundamental programs: topic FA-F8-F089 – Development of theoretical

bases for design of stress-strain state of plate-like and shell structures and
interacting medium within the limits of three-dimensional dynamic theory of
elasticity (2007-2011); F4-FC-0-11951-F4-024- «Development of methods and
algorithms, programs for the numerical solution nonlinear electromagnetoelasticity
current-carrying anisotropic bodies having anisotropic electroconductivity » (2012-
2016) and the work was performed under the support of the Fund for fundamental
investigations of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan on
scientific project No 48-08 – Development of the methods of investigation of
stress-strain state of anisotropic plates and shells, interacting with elastic
foundation (2008-2009).

Purpose of research

is the development of the theory of nonlinear

magnetoelasticity current-carrying anisotropic bodies having anisotropic electro-
conductivity, mathematical modeling and the decisions of the new class of
magnetoelasticity, which will explore the stress-strain state and analyze the electro-
magnetic effects in orthotropic shells of revolution with the ultimate orthotropic
conductivity, magnetic and dielectric permittivities.

To achieve this goal the following

tasks of research

are solved:

to formulate the physical principles and mathematical models of the magneto-

elastic deformation anisotropic current-carrying bodies with anisotropic electrical
conductivity, magnetic and dielectric permittivities;

the advancement of mathematical foundations and applications of the theory

of deformation of flexible current-carrying shells having anisotropic conductivity
under the influence of non-stationary electromagnetic fields and mechanical
stresses;

the development of methods for the approximate solution of nonlinear

boundary value problems of magnetoelasticity for current-carrying shells of
revolution having orthotropic conductivity, rigidity which is varied in two
coordinate directions, and are subjected to the unsteady electromagnetic and
mechanical forces;


background image

60

the derivation of the coupled governing systems of nonlinear differential

equations of magnetoelasticity of current-carrying flexible orthotropic shells of
revolution having orthotropic conductivity under the nonstationary effects;

the development of an effective approach to the numerical solution of the

coupled dynamic problems of magnetoelasticity of orthotropic shells of revolution
in nonlinear formulation;

the analysis of electromagnetic effects and stress-strain state of the

aforementioned bodies in a wide range of geometrical, mechanical and electro-
magnetic parameters.

Object of research

is the behavior of the current-carrying magnetoelastic

isotropic and anisotropic bodies with anisotropic electrical conductivity,
permittivity and magnetic.

Subject of research -

the development of mathematical models and methods

for solving the magnetoelasticity problems to explore the relationship of
mechanical and electromagnetic fields in conductive bodies having anisotropic
conductivity, magnetic and dielectric permittivity.

Methods of research.

The methods of linearization and steady numerical

method of discrete orthogonalization were used in the study.

Scientific novelty of dissertational research

consists in the following:

there was first formulated the geometric nonlinear statement of the conjugate

dynamic problem of magnetoelasticity to the current-carrying shells taking into
account the anisotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric
permittivity;

the nonlinear two-dimensional magnetoelastic model for the current-carrying

orthotropic shells with finite orthotropic conductivity, magnetic and dielectric
permittivity was first obtained;

resolving system of equations which describes nonsymmetrical deformation

of flexible conductive shells of rotation, which have orthotropic electro-
conductivity variable in two coordinate directions of hardness impacted by the
nonstationary electromagnetic as well as mechanical forces was obtained;

coupled resolving nonlinear differential equations system of magneto-

elasticity of flexible current-carrying orthotropic shells of rotation of arbitrary
meridian due to orthotropic electroconductivity, magnetic and dielectric
permeability, under the nonstationar impact was obtained;

the methods and algorithms for solution of coupled dynamic problems for

magnetoelsticity of orthotropic shells of rotation subject to finite orthotropic
conductivity, magnetic permeability and dielectric permittivity in nonlinear
statement are for the first time developed;

new effects caused by connection of mechanical deformation fields with

electromagnetic fields due to final orthotropic electroconductivity, magnetic and
electrical permeability were discovered;

the stress-strain state of a current-carrying orthotropic shell with orthotropic

conductivity was optimized for the selected direction and magnitude of a foreign
current density.


background image

61

Practical results of research

consist in the following:

new effects of interaction between conductive elastic bodies with electro-

magnetic fields were discovered. Taking into account these effects could be useful
in the solving of a lot of practical problems in different fields of new technology;

on the base of the obtained equations and using the method proposed in the

dissertation one can consider anisotropy of the material as well as anisotropy of
inner electromagnetic field of the shell, that is practical value of the carried-out
work;

in the reviewed problems dependences of the stress-strain state functions

values from electromagnetic parameters, particularly from orthotropic electro-
conductivity and orthotropic properties of material were built. These dependences
allows one to evaluate influence of the field interconnection.

Reliability

of obtained results

proved by a correctness of the boundary

problems setting, rigor of mathematical calculations, using of well-grounded
methods of solving and evaluation of the accuracy of the results, comparison with
the problem solving in the different mathematical setting.

Theoretical and practical value of results of research.

Theoretical

values obtained in the work make an important contribution in the nonlinear
magnetoelasticity theory, thin shells theory development.

Practical significance of the work is that the method and algorithm for

calculation and optimization stress-strain state, flexible current-carrying
orthotropic shells of rotation having electroconductivity in the wide range of its
parameters change at different conditions of the edge fixing, which impacted by
nonstationary mechanical and electromagnetical fields were developed. Interaction
of magnetic induction and cutting force induces appearance of extreme values.
Cone’s opening angle equals to six degrees appears to be critical for the
geometrically nonlinear theory with selected loadings. Further decreasing leads to
the loss of the shell stability. It was found that a decrease in the cone angle leads to
absolute values of deflection and stresses, electric field and magnetic flux density
increase. This fact illustrates the interconnection of electromagnetic and
mechanical fields. The problem of external electric current influence on stress-
strain state of orthotropic shell at known values of external magnetic field
parameters and surface mechanical stress was studied. It was shown that picking of
density value and external current direction due to orthotropic electroconductivity,
optimization of stress state of the shell which is under impact of nonstationar
electromagnetic and mechanical fields could be done.

Realization of results of researches.

Obtained theoretical results used in

the development of the nonlinear theory deformations of anisotropic shells and
plates under the influence of nonstationary mechanical and electromagnetic fields
in the framework of research projects: FA-F8-F089 “Development of theoretical
bases for design of stress-strain state of plate-like and shell structures and
interacting medium within the limits of three-dimensional dynamic theory of
elasticity” is carried out at the Institute of Mechanics and seismic stability of
structures of the Academy of sciences of the Republic of Uzbekistan (Conclusion
Committee for coordination science and technology development under Cabinet of


background image

62

Ministers of Uzbekistan from 26.06.2007);

№ 48

-08 “Development of the methods

of investigation of stress-strain state of anisotropic plates and shells, interacting
with elastic foundation” is carried out at the Institute of Mechanics and seismic
stability of structures of the Academy of sciences of the Republic of Uzbekistan
(Council decisions Funds for fundamental investigations of the Academy of
Sciences of the Republic of Uzbekistan from 18.01.2008).

Approbation of work.

Results of the research were reported at 25 scientific

conferences, including 20 international conferences: The

5 th Interational

Conference on «European Science and Technology» (Munich, 2013); XI
International scientific and practical conference "Basic and Applied Researches,
Development and Application of High Technologies in the Industry" (St.
Petersburg, 2011); Abstracts of reports of The XII and XI All Ukrainian scientific-
methodological conferences "Modern problems of natural sciences and a problem
of training of specialists in these fields" (Nikolaev, 2007, 2009); International
scientific and technical conference "Computing Mechanics of a Deformable Solid
Body" (Moscow, 2006) and others.

The main results of the thesis discussed at scientific seminars: department of

continuum mechanics, Taras Shevchenko National University of Kyiv (Kyiv,
2006-2009); department of thermoelasticity at Institute of Mechanics named by
S.P. Tymoshenko of National Academy of Sciences of Ukraine (Kyiv, 2009);
laboratory of “Space systems dynamics” Institute of Mechanics and Seismic
Stability of Structures of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan
(Tashkent, 2005-2011); united city scientific seminar «Mechanics of deformable
solid» at Samarkand State Architect Institute named by

М

.Uglugbek (Samarkand,

2008); department of theoretical and applied mechanics, National University of
Uzbekistan (Tashkent, 2010); at the joint scientific seminars at "Information
Technologies", "Computer Systems", "Natural Sciences" department of the
Samarkand branch of Tashkent University of Information Technologies
(Samarkand, 2013); at a scientific seminar on the specialty 01.02.04 - "Deformable
solids mechanics" with Scientific council 16.07.2013.

Т

/FM.02.02. Tashkent State

Technical University named by Abu Raihan Beruni and National University of
Uzbekistan (Tashkent, 2014).

Publication of results.

51 scientific works were published on the topic of the

dissertation. 12 scientific articles of these were published in international journals.

Structure and volume of dissertation.

Dissertation consist of Introduction,

five chapters, conclusion, list of publications consisting of 253 names, 9
applications and contain 200 pages of typescript, including 110 pictures and 5
tables.

MAIN CONTENTS of DISSERTATION

In the introduction

the urgency and demand of the theme of dissertation is

proved, the purpose and problems, and also object and an object of research are
formulated, conformity of research to priority directions of development of science
and technologies in the Republic of Uzbekistan is stated, scientific novelty and
practical results of research are stated, reliability of obtained results is proved, the


background image

63

theoretical and practical importance of obtained results is reveals, the list of
introductions in practice of research results, data on published works and
dissertation structure are given.

In the first chapter

of the dissertation an overview of international research

on the topic of the thesis on the problems of the interaction of electromagnetic
fields with a deformable medium. In this chapter the approaches to the problems of
magnetoelasticity of the theory of plates and shells in geometrically nonlinear
formulation are described.

The significant contribution to the development of certain areas of

electromagnitoelasticity was made by S.A. Ambartsumyan, A.I. Akhiyezer, G.E.
Bagdosaryan, M.V. Belubekyan, Y.I. Burak, K.B. Vlasov, A.S. Volmir, B. P.
Galapats, A.R. Gachkevich, B. M. Gnidets, V.T. Grinchenko, L.A. Ilyushin, B.I.
Kolody, V.F. Kondrat, Y.I. Lopushansky, V.Z. Parton, L.D. Landau, E.M. Lifshits,
Y.S. Podstrigach, L.I.Sedov, A.N. Guz, F.G. Makhort, I.T. Selezov, A.F. Ulitko,
S.A. Kaloyerov, V. G. Karnaukhov, M.P. Korotkina, B.A. Kudryavtsev, V.
Novatssky, D.I. Bardzokas, P.A. Mkrtchyan, K.V. Kazaryan, S.O. Sarkisyan, W.F.
Brown, L. Knopoff, J.W. Dunkin, A.C. Eringen, Mc. Carthy, S. Chattopadhyay, S.
Kaliski, P. Chadwick, J.C. Baumhaner, H.F. Ticrsten, A.E. Green, P.M. Naghdi,
F.C. Moon, G.A. Maugin, R.A. Toupin, H. Parkus and others.

The works of Y.I. Burak and A.R. Gachkevich, L.V. Molchenko, V.I.

Dresvyannikova, Y.I. Lopushansky, F.G. Makhortykh, A.F. Snail, O.N.
Petrischeva, A.L. Radovinskogo, R.Sh. Indiaminova, K.Hiroyuki, N. Kikuo,
I.Yoshio, T.Nobukazu, G.Nariboli, B.L. Juneja and others are focusing on the
problems of nonlinear theory of magnetoelasticity of plates and shells. Application
of numerical methods to solve problems in the theory of shells in geometrically
nonlinear formulation studied by N.V. Valishvili, Y.M. Grigorenko and A.P.
Mukoeda, Y.M. Grigorenko and N.N. Kryukov, A.V. Karmishina, V.A.
Lyaskovtsa, V.I. Myachenkova and A.N. Frolova, S.A. Kapustin and A. Latukhina,
V.E. Shaman, M.S. Kornishina, V.A. Postnova and many others.

In most studies the interaction of an elastic div with the electromagnetic

field is considered without taking into account the anisotropic electrical
conductivity, magnetic and dielectric permittivity. When the material of the
conductive elastic div has the property of anisotropic electrical conductivity,
magnetic and dielectric permittivity, the picture of the field’s interaction becomes
much more complicated and therefore a simplified nonlinear theory of
magnetoelastic interaction due to the anisotropic electrical conductivity, magnetic
and dielectric permittivity is of scientific interest both in terms of theory and
applications.

Also one can see from the review that the solution of nonlinear problems in

magnetoelasticity of current-carrying shells having anisotropic electrical
conductivity, magnetic and dielectric permittivity is practically absent. This is due
to the complexity of the original coupled system of magnetoelasticity partial
differential equations, the lack of approaches and algorithms for solving such
problems. The above review allows us to determine and formulate the objective of
this dissertation.


background image

64

In the second chapter

of the dissertation the initial physical and

mathematical terms and ratios of nonlinear magnetoelasticity of current-carrying
shells having anisotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric
permittivity in the three-dimensional setting are formulated. The initial and
boundary conditions necessary for unique solution are set. Nonlinear coupled
problems of magnetoelasticity of current carrying anisotropic bodies having
anisotropic electrical conductivity in the Eulerian and Lagrangian representations
are discussed. The transitions in the equations of electrodynamics to Lagrangian
variables are performed.

Let a div be in a magnetic field created both an electric current in the div

and a source beyond it. Assume that the div is an electric conductor (a current-
carrying div). The current from the external source is conveyed to its ends. In the
unperturbed state, the foreign electric current is uniformly distributed over the
div (current density is independent of the coordinates). The div has finite
conductivity and cannot spontaneously polarize and magnetize.

Let us define quantities and write equations that describe the electromagnetic

field. In an Eulerian coordinate system, the electromagnetic field of the div is
characterized by electric-field intensity

e

, magnetic-field intensity

h

, electric-flux

density

d

, and magnetic- flux density

b

. In Lagrangian coordinate system, the

respective quantities a denoted

E

,

H

,

D

and

B

. A vector

x

is carried from the

Eulerian coordinate system to

in the Lagrangian system by the relations:

;

;

;

h

F

H

e

F

E

Г

T

T

;

;

;

1

1

T

PF

b

F

B

d

F

D

(1)

j

F

J

R

n

P

P

e

e

R

R

1

;

;

where

x

Г

det

,

)

3

,

2

,

1

,

(

j

i

x

F

j

i

.

In this case, the equations of magnetoelasticity for anisotropic bodies in

Lagrangian coordinate in the region occupied by the div (the interior of the
region) can be written as follows:

;

t

B

E

rot

ст

J

J

H

rot

;

0

B

div

,

0

D

div

;

(2)

?

)

(

div

f

f

t

(3)

where

ст

J

– a density of foreign current ,

f

– a volume force,

f

– a Lorentz

volume force,

J

– a density of current,

?

– an internal stress tensor.

System of equations must be closed magnetoelasticity relations linking the

vectors of the electromagnetic field and induction, as well as Ohm's law defining
the conduction current density in a movable medium. If the div is linear with
respect to the anisotropic magnetic and electrical properties, the constitutive
equations for the electromagnetic field characteristics and kinematic equations for
the electrical conductivity, as well as expressions for the Lorentz forces, taking
into account the external current

ст

J

into the Lagrangian variables are written

respectively as:


background image

65

H

B

j

i

,

E

D

j

i

, (4)

B

E

J

F

F

J

т

с

T

j

i

1

, (5)

B

B

E

B

J

F

f

j

i

т

с

1

1

. (6)

Here

j

i

,

j

i

,

j

i

are the tensors of elektrical conductivity, dielectric and

magnetic permittivities of linear current-carrying anisotropic div

3

,

2

,

1

,

j

i

respectively. For homogeneous anisotropic media, they are symmetric second-rank
tensors. Thus, equations (2) and (3) together with (4) - (6) are a closed system of
nonlinear equations of magnetoelasticity for anisotropic current-carrying bodies
with anisotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric permittivities in
the Lagrangian formulation.

The third chapter

of the dissertation is devoted to the construction of

geometrically nonlinear model of two-dimensional theory of current-carrying
shells having orthotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric
permittivity. Flexible current-carrying shells of variable thickness, finite
conductivity, excluding the effects of polarization and magnetization and thermal
stresses are considered. Elastic properties of the shell are considered orthotropic,
which main directions of elasticity coincide with the directions of the
corresponding coordinate lines. Material obeys the generalized Hooke's law and
has a finite conductivity. Electromagnetic properties of the material of the current-
carrying shell are characterized by tensors of electrical conductivity

j

i

, magnetic

permeability

j

i

and dielectric permittivity

j

i

3

,

2

,

1

,

j

i

. At the same time due to

the crystallophysics for the considered class of conducting media with rhombic
crystal structure it was considered that the tensors

j

i

,

j

i

,

j

i

take a diagonal form.

Coordinate surface of current-carrying orthotropic shell in the undeformed state we
assign to curvilinear orthogonal coordinate system

,

,

,

z

assuming that the

coordinate lines of the middle surface of the shell coincide with the lines of main
curvatures.

Using Kirchhoff-Love hypothesis, its adequate electromagnetic hypotheses

and the principle of virtual displacements approximate two-dimensional system of
coupled nonlinear equations of magnetoelasticity of current-carrying orthotropic
shells with respect to orthotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric
permittivity was obtained. Due to the problems specific solution of this system is
necessary to look together with the equations of electrodynamics for vacuum, i.e.
solve the external problem. This problem is nonlinear formulation is now almost
unsolvable. In specific cases, the problem under consideration may allow various
simplifications. Considering the known character of the distribution and variation
in time of the magnetic field on the surface of orthotropic shell we can consider
only the internal problem. As hypotheses of magnetoelasticity of anisotropic plates
and shells we choose:

;

;

)

,

,

(

;

)

,

,

(

2

1

1

2

3

2

2

1

1

B

t

u

B

t

u

E

t

E

t

E

E

E

;

0

;

)

,

,

(

;

)

,

,

(

3

2

2

1

1

J

t

J

J

t

J

J

(7)


background image

66

;

2

1

1

1

1

1

1

H

H

h

z

H

H

H

;

2

1

2

2

2

2

2

H

H

h

z

H

H

H

.

)

,

,

(

3

3

t

H

H

Where

i

u

the components of the shell points displacement vector;

i

i

H

E

,

vector

components of the electric and magnetic fields intensity of the shell;

i

J

vortex

current components;

i

H

the tangential components of the magnetic field on the

surface of the shell;

h

the shell thickness. Further, using the boundary conditions

on the surface of the shell derived hypotheses and solution of the initial static
problem we define an approximate distribution of the external magnetic field on
the surface of orthotropic shell:

.

;

z

z

z

z

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

(8)

Here

B

B

,

are the components of magnetic induction of primary intrinsic

magnetic field caused by the external electric current;

z

B

B

B

,

,

components

of the external magnetic field which were obtained by solving the problem of
statics;

z

B

normal component of the magnetic induction of the shell;

and

are the angles of rotation of the normal.

Using the boundary conditions (8), further we obtain the ability to take into

account the variation of the magnetic field on the surfaces of orthotropic shell
having orthotropic conductivity during its deformation.

Current two-dimensional model of the magnetoelasticity of thin shells

having orthotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric permittivity
built in the quadratic approximation and also cubic nonlinearity is taken into
account for the expressions for the Lorentz force. This is because in such problems
at finite deformations nonlinear effects are defining and action of the
electromagnetic field on the deformation field occurs mainly by these forces.
Using the assumption of small deformation and rotation angles it was shown the
equality of electromagnetic quantities in the Eulerian and Lagrangian
representations.

The resulting two-dimensional system of equations is a system of coupled

nonlinear differential equations of tenth-order hyperbolic- parabolic type with
variable coefficients and referred to the undeformed surface. Based on obtained
results, as initial relations describing the stress-strain state of the current-carrying
orthotropic shells of the considered class, we take the following closed coupled
system of equations:

The equations of motion



Q

R

AB

Н

A

R

R

AH

S

A

A

B

N

N

B

1

1

2

;

2

2

^

t

u

h

AB

f

n

p

AB

;

1

1

2

2

^

2

t

h

AB

f

n

p

AB

Q

R

AB

H

B

R

R

BH

S

B

B

A

N

AN




background image

67

;

2

2

^

t

w

h

AB

f

n

p

AB

R

N

R

N

AB

AQ

BQ

z

z

z



(9)

;

12

1

1

2

2

3

2

t

h

AB

ABS

M

R

N

AB

Q

AB

M

B

BM

H

A

A



;

12

1

1

2

2

3

2

t

h

AB

ABS

M

R

N

AB

ABQ

M

A

AM

H

B

B



The equations of electrodynamics

;

1



AE

BE

AB

t

B

z

;

1

5

.

0

1





h

H

H

B

H

B

B

B

t

w

B

t

E

z

z

(10)



h

H

H

A

H

A

B

B

t

w

B

t

u

E

z

z

1

5

.

0

2

.

The connection between deformations and displacements

;

2

1

1

1

2

R

w

A

AB

u

A

;

2

1

1

1

2

R

w

u

B

AB

B

;

B

A

B

A

u

B

A

;

1

1

A

AB

A

;

1

1

B

AB

B

(11)





A

AB

B

A

1

1

1

2

;

1

1

1

1

1

1









u

A

AB

A

R

B

AB

u

B

R

where

.

1

;

1

R

w

B

R

u

w

A

Elasticity relations

;

1

v

h

e

N

1

h

e

N

;

h

g

S

;

2

12

3

h

g

H

;

)

1

(

12

3

h

e

M

;

)

1

(

12

3

h

e

M

; (12)

here

;

;

.

e

e

Here

N

N

,

normal tangential forces in sections

const and

const;

S

shear force;

Q

Q

,

cutting forces,

M

M

,

curving moment,

H

twisting

moment,

w

v

u

,

,

the

components

of

the

displacement

vector;

,

,

tangential deformation of elongation and shear deformation;

,

,

bending and torsion;

e

e

,

–the elastic modules due to the

directions

,

correspondingly;

R

R

,

the radiuses of curvature;

B

A

,

Lame coefficients;

,

Poisson coefficients;

)

,

(

h

h

shell thickness;

3

2

1

,

,

–main components of the specific conductivity tensor.


background image

68

The values of the projections of the ponderomotive force on the coordinate

axes are presented as

^

^

^

,

,

z

f

f

f

2

1

^

5

.

0

z

z

z

z

T

C

B

t

u

B

B

B

t

w

B

E

h

B

J

h

f

 

z

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

t

12

1

25

.

0

 

;

12

B

B

B

B

B

B

B

t

h

z

B

B

t

w

B

E

h

B

J

h

f

z

z

T

C

5

.

0

2

^





2

2

2

12

1

25

.

0

5

.

0

B

B

B

B

B

B

B

B

B

t

z

z

z

(13)

;

12

2

B

B

B

B

B

t

h

z

B

B

J

B

B

J

h

f

T

C

T

C

z

5

.

0

^

B

B

E

B

B

E

h

5

.

0

5

.

0

3

2

2

2

2

12

1

12

1

25

.

0

25

.

0

B

B

B

B

B

B

B

B

t

w

z

z

B

B

B

t

B

B

B

t

u

5

.

0

5

.

0

.

12

12

z

z

B

B

B

t

h

B

B

B

t

h

If it is known the distribution of the magnetic field on the surface of the shell

than systems of equations (9)-(13) form a complete closed coupled system of
nonlinear differential equations of magnetoelasticity of current-carrying
orthotropic shell having orthotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric
permittivity. Upon obtaining of the systems of equations it is assumed that the
effect of the electromagnetic field and the external current on the deformation field
occurs through the Lorentz forces. Closed system of magnetoelasticity equations
obtained in the Lagrangian variables related to the undeformed middle surface of
the orthotropic shell in an orthogonal curvilinear coordinate system.

In the fourth chapter

of the dissertation the methodology for solving

boundary value problems of nonlinear magnetoelasticity of the therory of current-
carrying orthotropic shells of revolution having orthotropic conductivity under the
nonstationar influence. The proposed approach to the numerical solution of
nonlinear problems in magnetoelasticity of shell theory is based on the successive
application of the finite-difference scheme of Newmark, the linearization method
and discrete orthogonalization. Based on these relationships and related hypotheses
resolution coupled system of nonlinear partial differential equations derived with
variable coefficients describing the stress strain behavior of flexible current-
carrying shell variable rotation in two coordinate directions stiffness.

Problems of the dynamics of flexible current-carrying shells of rotation

having orthotropic conductivity, rigidity variable in two coordinate directions
under the influence of nonstationar mechanical and electromagnetic forces,
reduced to a two-dimensional nonlinear boundary value problem

.

Using the


background image

69

complete system of equations in curvilinear orthogonal coordinate system which
allows to mathematically describe the nonlinear two-dimensional model of the
magnetoelasticity of orthotropic shells of rotation, associated resolving system of
nonlinear differential equations magnetoelasticity of flexible current-carrying
orthotropic shells of rotation of arbitrary meridian can be deduced with respect to
orthotropic conductivity, magnetic and dielectric permittivity under nonstationary
exposure. In constructing the allowing system of equations of orthotropic shell of
rotation of variable thickness along the generator is taken into account that the
elastic and magnetomechanical characteristics does not change along the parallel.
It is assumed that all the required components of the electromagnetic field and the
displacement field in the equations do not depend on the coordinate

. In the case

of study of the stress- strain state of orthotropic shells of rotation of arbitrary shape
we will proceed from the following considerations. First, the required system of
equations should describe the entire class of shells of revolution including a
cylindrical shell and a circular plate, and secondly, it must be presented in a form
suitable for numerical solution of the problem, thirdly, it must allow the
formulation of the boundary conditions in the terms of forces, moments and
movements and in a mixed form. Finally, the system of differential equations must
be written with respect to those functions that the simplest way to implement the
conditions of the coupling of different shells could be realized. Due to the above
considerations we choose next functions as allowed:

B

E

M

N

N

u

u

s

z

x

s

z

x

,

,

,

,

,

,

,

(14)

where

z

x

u

u

,

the radial and axial movement;

z

x

N

N

,

radial and axial force;

B

E

,

the electric and magnetic induction fields, which are expressed in terms of

displacement

w

u

,

and

s

s

Q

N

,

force the following way

.

cos

sin

;

sin

cos

;

cos

sin

;

sin

cos

w

u

u

w

u

u

Q

N

N

Q

N

N

z

x

s

s

z

s

s

x

(15)

where

the angle between the normal to the coordinate surface and the

rotational axis. After some transformations and taking into account (14), (15) we
obtain the following coupled system of nonlinear differential equations in the
Cauchy form:

S

z

S

x

Z

x

s

s

x

u

R

u

r

v

N

N

h

e

v

v

s

u

sin

1

cos

cos

sin

cos

1

2

2

cos

S

;

z

S

x

z

x

s

s

z

u

R

u

r

v

N

N

h

e

v

v

s

u

1

sin

sin

sin

cos

1

2

2

sin

cos

S

S

;

S

S

s

s

S

r

v

M

h

e

v

v

s

cos

1

12

3

;





x

z

S

x

S

S

x

u

r

h

e

N

r

v

R

N

e

e

v

r

s

N

cos

sin

1

1

cos

2

;

sin

cos

2

2

t

u

h

F

P

F

P

x

S

S


background image

70

2

2

cos

sin

1

cos

t

u

h

F

P

F

P

N

R

N

r

s

N

z

S

S

x

S

z

z

;





x

z

S

S

S

S

S

N

N

r

h

e

M

e

e

v

r

s

M

sin

cos

cos

12

1

cos

2

2

3

(16)

2

2

3

sin

cos

12

sin

sin

cos

S

S

S

S

S

S

z

x

r

h

e

M

r

e

e

v

N

N

;

h

B

B

E

s

B

S

S

1

3

3

2

)

(









B

t

u

t

u

B

B

t

u

t

u

z

x

S

S

z

x

sin

cos

cos

sin

5

.

0

3

2

;

.

cos

E

r

t

B

s

E

Components of ponderomotive Lorentz force are

;

sin

cos

cos

sin

5

.

0

2

1

B

t

u

t

u

B

B

B

t

u

t

u

B

E

h

B

J

h

F

z

x

S

S

z

x

т

с

S











.

sin

cos

5

.

0

12

1

25

.

0

cos

sin

5

.

0

5

.

0

2

2

3













S

S

z

x

S

S

S

S

z

x

S

S

S

S

т

с

B

B

B

t

u

t

u

B

B

B

B

t

u

t

u

B

B

E

h

B

B

J

h

F

(17)

Here

S

B

means

S

S

S

S

S

B

B

B

B

B

0

0

0

, where

0

S

B

the components of

the magnetic induction of the initial intrinsic magnetic field caused by the electric
current;

0

S

B

components of the external magnetic field obtained by solving the

problem of statics;

B

normal component of the magnetic induction of the shell;

 

s

h

h

the shell thickness.

Obtained coupled allowing system of nonlinear differential equations of

order eight (16) describes the stress-strain state of flexible current-carrying
orthotropic shells of rotation with an arbitrary meridian shape having orthotropic
electrical conductivity, magnetic and electrical permittivity. Components of the
Lorentz force consider the speed of shell deformation, an external magnetic field,
the size and intensity of the conduction current relatively to the external magnetic
field.

Accounting for nonlinearity in the equations of motion causes nonlinearity

in the ponderomotive force. Adding to the resulting system of equations initial and
boundary conditions we obtain the boundary value problem. In the vector form
nonlinear boundary value problem is:

equations of movement

,

,

,

,

,

,

,

0

0

2

2









N

N

t

t

t

s

s

s

t

N

t

N

N

t

s

F

s

N

(18)


background image

71

boundary conditions

,

,

,

,

2

2

1

0

1

b

t

s

N

g

b

t

s

N

g

N

(19)

initial conditions

.

0

,

0

,

0

t

при

t

N

N

(20)

Here:

T

S

S

S

S

B

E

M

Q

N

w

u

N

,

,

,

,

,

,

,

column vector of the unknown

functions;

2

1

2

1

,

,

,

,

b

b

g

g

F

in general case nonlinear vector functions.

Solving of magnetoelasticity boundary values problems associated with the

essential computational difficulties. This is because the resolution of the system of
equations (16) is a system of differential equations of hyperbolic-parabolic type of
eighth-order with variable coefficients. The problems of determining the stress-
strain state of investigated shells at nonstationar mechanical and magnetic impacts,
the boundary value problem (18), (19) are solved for a fixed moments of time.
Partial derivatives by time coordinate are approximated by finite expressions of
Newmark implicit scheme, after application of which we obtain the boundary
value problem for a system of nonlinear ordinary differential equations in the form

,

,

N

s

F

s

d

N

d

(21)

and corresponding boundary conditions

,

;

2

2

1

1

0

d

N

D

d

N

D

N

S

S

S

S

(22)

Using the method of quasi-linearization boundary value problem (21), (22) is
reduced to a sequence of linear boundary value problems, which can be written in
abbreviated form

,

,

1

1

k

k

k

N

N

G

s

d

N

d

(23)

,

....

2

,

1

,

0

,

,

2

1

2

1

0

1

1

k

N

b

s

N

N

B

N

b

s

N

N

B

k

N

k

k

k

k

k

(24)

where

1

;

,

,

,

,

,

,

,

k

T

S

S

S

S

N

B

E

M

Q

N

w

u

N

and

k

N

solutions on

1

k

th

and

k

th

iterations correspondingly;

k

k

N

N

G

,

1

vector of the right part of the

equations system;

k

k

k

k

N

b

N

b

N

B

N

B

2

1

2

1

,

,

,

matrices and right parts of the

boundary conditions correspondingly. At the last stage each of linear boundary
value problems (23), (24) is solved by discrete orthogonalization method which
ensures stable computational process due to orthogonalization procedure for
vectors-solutions of the Cauchy problem in the individual integration points. A
description of the algorithm and program for solving nonlinear boundary value
problems of magnetoelasticity of flexible current-carrying orthotropic shells of
rotation is given.

Developed algorithm for solving a new class of magnetoelasticity problems

for current-carrying orthotropic shells of rotation having orthotropic electrical
conductivity, magnetic and dielectric permittivity, allows to obtain solutions in a
wide range of geometrical parameters of the shell, the mechanical characteristics of
the material, surface and contour stresses, the boundary contours fixing type,
electromagnetic field parameters. The algorithm is constructed in such a way that
on the one hand he has enough common sense in the context of physical


background image

72

formulation and on the other hand has the versatility to solve problems for
different types of shells. It also has the property that its structure can be used in the
case of selecting a different theory of shells. Also it allows one use of different
interpolation formulas for calculating the right side of the system of equations. The
developed algorithm is implemented as a software program in Visual Fortran for
PC. The program has a modular structure. Most of the modules that implement
certain parts of the computational process are standard. The analysis of the
reliability of the obtained results was performed which consisted of the evaluation
of convergence of problem-solving process by approximations as well as a
comparison of the solutions of the problems in different mathematical formulation.
On the basis of the developed method the stress-strain state of isotropic current-
carrying circle plate and a conical shell under the influence of mechanical force, an
external electric current and an external magnetic field were calculated. As follows
from the results of comparisons with the increase of forces action duration and a
decrease of the time-step the difference between the values of deflection and stress
in various steps increases slightly. The obtained numerical data for the fourth and
fifth approximations practically coincides indicating a satisfactory convergence of
the iterative process. Results of the comparisons in the isotropic setting with the
findings of other authors show the possibility of using the proposed approach for
the study of stress-strain state of flexible current-carrying orthotropic shells of
rotation having orthotropic conductivity.

The fifth chapter

is devoted to the analysis of electromagnetic effects and

stress-strain state of flexible current-carrying orthotropic shells of rotation due to
orthotropic electrical conductivity in a nonlinear formulation, which are in time-
dependent magnetic field. A study of the stress-strain state of flexible orthotropic
conical shell of boroaluminum of constant thickness

м

h

4

10

5

, under mechanical

stress

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

was performed. The shell is in an external magnetic

field

Тл

B

S

1

.

0

0

and is applied by the external electrical current of

2

4

/

sin

10

5

м

А

t

J

T

C

, density. The shell has a finite orthotropic conductivity

)

,

,

(

3

2

1

. Note that in this case the anisotropy of specific electrical resistivity is

27

.

2

/

1

3

. The influence of taper on the nonlinear behavior of orthotropic shell

is considered. The problem was solved with such boundary conditions: small-
radius contour

0

s

s

is stressed by shear force

S

Q

and is free in the normal

direction; the time-variable magnetic induction is given by

t

B

sin

3

.

0

, where

the angular frequency; the second contour

N

s

s

is rigidly fixed at zero

magnetic induction

0

B

. It was revealed that the interaction of magnetic

induction and shear force causes appearing of extreme values of deflection and
stresses, the electric field intensity and the magnetic induction. Note that the
magnetic induction and the shear force are given on the left contour of the shell
(boundary conditions) and at the same time shear force

S

Q

and the normal

component of the magnetic induction

B

are in the opposite directions. It was

founded that a decrease of the cone angle leads to the absolute values of deflection


background image

73

and mechanical stresses, electric field and magnetic induction intensities
increasing. At

30

/

the maximum values of these functions significantly

increases as compared with the maximum values for other angles and shifted to

0

s

.

This fact illustrates the interconnection between electromagnetic and mechanical
fields. It was revealed that the cone opening angle equals to six degrees proved
critical for the considered geometrically nonlinear shell at selected loadings.
Further reduction of the angle (

30

/

) leads to buckling of the shell. Based on

the results we can consider the influence of the cone angle on the stress- strain state
of orthotropic shell, taking into account that the angle

complements angle at the

base of the cone to

0

90

. Note that the oscillatory processes occurring in the shell

having orthotropic conductivity in a magnetic field in its mechanical meaning
correspond to vibrational processes of a shell which is under the influence of
mechanical stress only. This is yet another confirmation of the right choice of the
method and the correctness of the obtained equations.

The influence of nonlinearity accounting on the behavior of the current-

carrying orthotropic shell in a magnetic field was investigated. To analyze the non-
linearity impact accounting on the stress-strain state of orthotropic conical shell
comparison of the solutions obtained in the linear and nonlinear formulations is
made. The problem was solved with such boundary conditions: small-radius
contour

0

s

s

stressed by shear force

S

Q

and is free in the normal direction; the

time-variable magnetic induction is

t

B

sin

3

.

0

, where

the angular

frequency; the second contour

N

s

s

is rigidly fixed at zero magnetic induction

0

B

. The value of

0

B

, satisfying the magnetostatic problem was chosen as the

average value of the solutions of the nonlinear problem and assumed to be equal

T

л

B

3

0

10

79

,

0

. A comparison was made of the value of deflection

w

,

peripheral mechanical strain

on the outer surface of the shell, the normal

component of the magnetic field induction

B

and the meridional component of

the Lorentz force

s

F

, depending from

s

for angles

15

/

,

30

/

in linear and

nonlinear formulations. The values of functions were taken at

c

t

3

10

5

, where

they reach maximum values. Considering the values of the functions for the angle

30

/

, note that the difference between the maximum values of deflection

w

in

two theories (contour

0

s

s

) is 27 %; for

at

м

s

08

,

0

reaches 97%;

B

at

м

s

04

,

0

reaches 41%;

s

F

at

0

s

s

are almost equal, the difference is 0.3 %.

Considering the angle

15

/

, we could mention the coincidence of the results

both for the linear and nonlinear theories at their maximum values. It was found
that the difference between the solutions of linear and nonlinear theories increasing
with decreasing of the angle

(increasing the angle of the cone). At the same

time it should be noted a significant difference in the linear and nonlinear theories
for stress, magnetic induction and the Lorentz force when approaching to the right
side of the shell (

м

s

36

.

0

;

32

.

0

;

28

.

0

). Analyzing the results obtained we can

consider the influence of geometric nonlinearity on the stress-strain state of
orthotropic shells in comparison with the linear theory. It was investigated the


background image

74

stress-strain states of flexible shells in nonlinear formulation based on comparison
of the solutions obtained for the current-carrying orthotropic cone of beryllium and
current-carrying isotropic cone of aluminum, as well as for the isotropic cone of
aluminum in the absence of a magnetic field and the external current. In all three
cases the distribution of the deflection is non-linear and its maximum values occur
in the left contour of the shell. Thus, in the case of beryllium orthotropic cone and
the cone of isotropic alumina, considering the maximum value of the magnetic
field deflection differs by about two times. It was revealed that in the case of the
isotropic cone without influence of the magnetic and electric fields the deflection
increases significantly (

4

/

0

h

w

). This is because in the absence of an electric field

acting on the shell the tensile strength of the tangential component of the magnetic
induction (

s

B

) and the tangential component of the Lorentz force (

S

F

) is equals

to zero. In this case the shell becomes more ductile, i.e. flexible with respect to the
deflection. The absence of a magnetic field (

0

B

) also leads to an increase in

deflection. The influence of the change in thickness on the stress- strain state of
orthotropic conical shell was investigated. The following conditions of the shell
contours fixing are chosen: the contour of small radius

0

s

s

hinged and time-

variable magnetic induction

B

, is setting, and the second contour

N

s

s

is free in

the meridional direction at the zero magnetic induction. The behavior of
orthotropic shell depending on the variation of the thickness of the shell was
investigated. The task for orthotropic beryllium cone of variable thickness

)

1

(

10

5

4

N

s

s

h

is calculated for different values of the parameter

5

.

0

;

4

.

0

;

3

.

0

;

2

.

0

characterizing the thickness variability in the meridional

direction. It was found that increasing of the parameter

value leads to increasing

of the deflection, peripheral shell stresses

)

(

22

s

, Maxwell stresses

)

(

22

s

T

etc. As

can be seen from the obtained results variability of thickness has a significant
effect on the stress-strain state of the shell, which needed to be mentioned in
practical calculations.

The stress-strain state of a current-carrying flexible orthotropic beryllium

cone of variable thickness for different types of fixing the contours of the shell was
investigated. From these results it is clear that the boundary conditions of shell
contours fixing significantly affect the value and distribution of deflections, shear
forces and bending moments, Lorentz force, the magnetic induction and electric
field intensity. It was revealed that the maximum deflections and bending
moments, the Lorentz force, the magnetic induction and electric field intensity
arise during "hinge- sliding" boundary conditions. Numerical results are obtained
with a hinged shell contours fixing for the cases when magnetic induction and
electric field intensity set on the left contour. It was found that in the presence of
the magnetic induction in the left contour of the shell the values of deflections,
bending moments, Lorentz force, the magnetic induction and the electric field
intensity is much higher compared to the presence of an electric field. Due to
results we can conclude about the influence of boundary conditions on the
interrelatedness of mechanical and electromagnetic fields.


background image

75

It was analyzed the influence of external magnetic induction on the stress

state of orthotropic shell in the geometrically nonlinear formulation. Orthotropic
truncated conical shell of beryllium of variable thickness is influenced by the
mechanical force

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

, of an external electric current

2

5

/

sin

10

5

м

А

t

J

T

C

, and the external magnetic field

Тл

B

S

1

.

0

0

,and the shell

has a finite orthotropic electrical conductivity

)

,

,

(

3

2

1

. In this case the

combined stress consisting of a ponderomotive Lorentz force of external magnetic
field and mechanical strength act on the shell. The problem was solved with such
boundary conditions: the circuit of small radius

0

s

s

hinged and is given by the

time-variable magnetic induction

B

, and the second contour

N

s

s

is free in the

meridional direction at the zero magnetic induction.

It was investigated the behavior of orthotropic shell depending on changes in

the external normal component of the magnetic induction

0

B

. It is shown that a

change in the normal component of the external magnetic induction significantly
changes the stress state of the shell and its electromagnetic field. It is found that
with increasing of magnetic induction deflection of the shell increases. Increasing
of the external magnetic field increases the magnitude of the mechanical stress of
the shell. The change of the magnitude of the internal magnetic field induction of
the shell depending on the external magnetic field and the orthotropic electrical
conductivity was investigated.

It is established that an increase in external magnetic field induction also

increases induction of the internal magnetic field. This corresponds to a real
physical processes occurring in the shell and, in turn, confirms the accuracy of the
obtained results.

A study of the stress-strain state of orthotropic conical shell of variable

thickness depending on variation of an external electric current was performed.
Shell of beryllium is exposed to mechanical force

2

3

/

sin

10

5

м

Н

t

P

, the

external

magnetic

field

Тл

B

S

1

.

0

0

,

an

external

electric

current

2

/

sin

м

А

t

J

J

T

C

T

C

(

,

10

5

5

T

C

J

,

10

5

7

,

10

5

7

,

10

8

5

8

10

1

), and the shell

has a finite orthotropic electrical conductivity

)

,

,

(

3

2

1

. In this case the

anisotropy of specific electrical resistivity of beryllium is

07

.

4

/

1

3

. Problem

was solved with such boundary conditions: small-radius contour

0

s

s

pivoted and

the time-variable magnetic induction

B

, is given, and the second contour

N

s

s

is

free in the meridional direction at the zero magnetic induction.

It was shown that by choosing the value of the density and orientation of the

external current taking into account orthotropic conductivity it is possible to
optimize the stress state of the shell being under the influence of non-stationary
electromagnetic and mechanical fields. It was revealed that the increase in the
value of an external electric current leads to an increase in the values of deflections
and stresses of shell, tangential and normal components of the Lorentz forces.

When the direction of the external current changes the direction of

ponderomotive forces action coincide with the direction of the normal component


background image

76

of the mechanical stress which leads to qualitative and quantitative change in the
deflection and stresses of the shell , as well as electromagnetic field parameters.
Thus choosing the direction and magnitude of density of outer electric current one
can achieve minimum deflection and stresses in the shell.

Analyzing the results of the presented calculations we should note that they

do not contradict the mechanical and physical representation of the processes
occurring in the shell under the electromagnetic and mechanical influence.

CONCLUSION

1. The mathematical formulation of the problem of the nonlinear coupled

dynamic magnetoelasticity of current-carrying shells taking into account the
anisotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric permittivity was made.

2. A nonlinear two-dimensional model of current-carrying magnetoelasticity

orthotropic shells with respect to orthotropic conductivity and magnetic
permittivity in the geometrically nonlinear formulation was made. It was assumed
that the main directions of orthotropic material properties of the shell coincide with
the directions of the corresponding coordinate axes, as well as orthotropic div is
linear relatively to the magnetic and electrical properties.

3. On the basis of the quadratic version of geometrically nonlinear theory of

shells and plates, coupled allowing system of nonlinear differential equations of
magnetoelasticity was built. This system describes the stress-strain state of flexible
current-carrying orthotropic shells of rotation of arbitrary meridian under the
influence of time-dependent mechanical and electromagnetic stresses due to
orthotropic electrical conductivity, magnetic and dielectric permittivity.

4. The development of the technique and algorithm for numerical solution of

new class of coupled dynamic problems of magnetoelasticity which allows us to
investigate the stress-strain state of the current-carrying orthotropic shells of
rotation with regard to orthotropic electrical conductivity and magnetic permittivity
in geometrically nonlinear formulation. On the basis of the developed method the
stress-strain state of isotropic current-carrying circle plate and a conical shell under
the influence of mechanical force, an external electric current and an external
magnetic field was performed. As follows from the results of comparisons with the
increase of duration of forces action and a decrease of the time step the difference
between the values of deflections and stresses in various steps increases slightly.
The numerical data obtained for the fourth and fifth approximations practically
coincide indicating a satisfactory convergence of the iterative process. Results of
the comparisons in the isotropic setting with the data of other authors show the
possibility of using the proposed approach for the study of stress-strain state of
flexible current-carrying orthotropic shells of rotation having orthotropic
conductivity.

5. The influence of taper on the nonlinear behavior of orthotropic shell was

considered. It was revealed that the interaction of magnetic induction and shear
force causes extreme values of deflection and stresses, electric field and magnetic
induction intensity. Note that the magnetic induction and the shear force are given
on the left contour of the shell (boundary conditions) and at the same time shear


background image

77

force and the normal component of the magnetic induction are in opposite
directions. It was found that a decrease in the cone angle leads to absolute values
of deflection and stresses, electric field and magnetic flux density increase. This
fact illustrates the interconnection of electromagnetic and mechanical fields. It was
revealed that the cone angle equal to six degrees proved to be critical for the
considered geometrically nonlinear shell at the selected loadings. Further reduction
of the angle leads to buckling of the shell.

6. The stress-strain state of flexible shells in nonlinear formulation based on

comparison of the solutions obtained for the current-carrying orthotropic cone of
beryllium and current-carrying isotropic cone of aluminum, as well as for the
isotropic cone of aluminum in the absence of a magnetic field and the external
current was investigated. In all three cases the distribution of the non-linear
deflection and its maximum values occur in the left contour of the shell. At the
same time in the case of beryllium orthotropic cone and the isotropic cone of
aluminum, considering the magnetic field maximum values of deflection differ by
about two times. It was revealed that in the case of the isotropic cone without
influence of the magnetic and electric fields, the deflection increases significantly.
This is because in the absence of an electric field acting on the shell, the tensile
strength of the tangential component of the magnetic induction, and the tangential
component of the Lorentz force equals to zero. The results of decisions received in
linear and nonlinear statements are compared. It was found that the difference
between the results of solutions of linear and nonlinear formulations increase with
decreasing of angle of the cone. Analyzing the results obtained it is possible to
consider the influence of the geometric nonlinearity on the stress- strain state of
orthotropic shells in comparison with the linear theory.

7. Numerical results for orthotropic beryllium cone of variable thickness for

different values of “

”, parameter characterizing variability of thickness in the

meridional direction were obtained. It was found that increasing the value of “

increases the deflection, peripheral stresses of the shell, Maxwell stresses, etc. As
can be seen from the results variability of thickness has a significant effect on the
stress-strain state of the shell, which should be taken into account in practical
calculations. The stress-strain state of a current-carrying flexible orthotropic
beryllium cone of variable thickness for different types of the contours fixing of
the shell was investigated. From these results it is clear that the boundary
conditions of the shell contours fixing significantly affect the value and
distribution of deflections, shear forces and bending moments, Lorentz forces, the
magnetic induction and electric field intensity.

It was revealed that the maximum deflections and bending moments,

Lorentz forces, the magnetic induction and electric field intensity arise at "hinge-
sliding" boundary conditions. It was found that in the presence of magnetic
induction on the left contour of the shell the values of deflections, bending
moments , Lorentz forces, the magnetic induction and the electric field intensity is
much higher compared to the presence of an electric field. Due to these results we
can consider the influence of boundary conditions on the interconnectedness of
mechanical and electromagnetic fields.


background image

78

8. It was found that with increasing of magnetic induction the deflection and

stress of the shell also increases. It was established that an increase in external
magnetic field induction also increases induction of the internal magnetic field.
This corresponds to a real physical processes occurring in the shell and in turn
confirms the accuracy of the results.

It was shown that by choosing the value of the density and orientation of the

external current due to orthotropic conductivity it is possible to optimize the stress
state of the shell which is under the influence of non-stationary electromagnetic
and mechanical fields. It was revealed that the increase in the value of an external
electric current leads to an increase in the values of deflections and stresses of the
shell, tangential and normal components of the Lorentz forces. Thus choosing the
direction and magnitude of the electric current density one can achieve minimum
deflection and stresses in the shell.

9. In the considered problems the dependences of values for characteristic

functions of the stress-strain state of the electromagnetic parameters, in particular
from the orthotropic electrical conductivity and of orthotropic of material
properties which allows one to evaluate the impact of the interconnection of fields
were made. Using the resulting system of coupled equations of magnetoelasticity
of orthotropic shells of rotation, developed techniques for solving problems in the
theory of non-stationary current-carrying shells considering orthotropic electrical
conductivity in geometrically nonlinear formulation allows one to solve a new
class of problems. At the same time the influence of orthotropic electrical
conductivity, magnetic and dielectric permittivity of the material and the actual
working conditions of structural elements are taken into account more fully that
allows one to make a choice of rational geometrical, mechanical and
electromagnetic parameters to improve the reliability of the construction.




















background image

79

ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

LIST OF PUBLISHED WORKS

I

бўлим (

I

часть;

I part)

1. Мольченко Л.В., Индиаминов P.III. Учет влияния комбинированного нагружения

на напряженное состояние конической оболочки, находящейся в магнитном поле // Докл.
АН РУз.

Ташкент, 1993.

№ 6.

С. 21

-22.

2. Мольченко Л.В., Лоос И.И., Индиаминов Р.Ш. Нелинейное деформирование

конической оболочки, находящейся в магнитном поле // Прикладная механика.

Киев,

1997. –

№ 3 (33).

С. 58

-63.

Mol`chenko L.V., Loss I.I., Indiaminov R.SH. Nonlinear Deformation of Conical Shells

in Magnetic Fields // Int. Appl. Mech. – New York, 1997. – Vol. 33. – No.3. – P. 221-226.
(

Перевод статьи 2).

3. Индиаминов Р.Ш. Анализ электромагнитных эффектов и напряженно

-

деформированного состояния токонесущей конической оболочки при комбинированном
нагружении // СамДУ илмий тадкикотлар ахборотномаси.

Самарканд, 2000.

№ 1.

С.

24-26.

4. Индиаминов Р.Ш. Нелинейное деформирование конической оболочки

,

находящейся в магнитном поле // Узбекский журнал «Проблемы механики»

Ташкент,

2000. –

№ 6.

С. 39

-45.

5. Индиаминов Р.Ш. Математическое моделирование магнитоупругих колебаний

анизотропной пластинки на упругом основании // Узбекский журнал «Проблемы
механики».

Ташкент, 2004,

№ 5

-6. –

С. 15

-19.

6. Индиаминов Р.Ш. О численном исследовании нестационарных задач

магнитоупругости

гибких

конических

оболочек

//

Проблемы

архитектуры

и

строительства: научно

техн. журн.

Самарканд, 2004,

№ 2.

С. 28

-32.

7. Ширинкулов Т.Ш, Индиаминов Р.Ш., Кулдошев А.Т. Изгиб составных

анизотропных (неортотропных) оболочек и пластин // Проблемы архитектуры и
строительства: научно

техн. журн.

Самарканд, 2004.

№ 4.

С. 79

-83.

8. Индиаминов Р.Ш. Устойчивость анизотропной пластинки на упругом

ортотропном основании при наличии внешнего магнитного поля // Проблемы
архитектуры и строительства: научно

техн. журн.

Самарканд, 2005.

№ 1.

С. 32

-35.

9. Индиаминов Р.Ш. Нелинейное деформирование слоистых токонесущих

оболочек, находящихся в нестационарном магнитном поле // Узбекский журнал
«Проблемы механики».

– 2005. –

№ 5

-6. –

С. 15

-19.

10. Ширинкулов Т.Ш., Индиаминов Р.Ш. О магнитоупругих колебаниях

анизотропных пластин, взаимодействующих с деформируемыми средами // Докл. АН РУз

.

Ташкент, 2006.

№ 2.

С. 36

-40.

11. Ширинкулов Т.Ш, Индиаминов Р.Ш. Изгиб физически нелинейных

вязкоупругих тонких пластинок //Докл. АН РУз.

Ташкент, 2007.

№ 2.

С. 20

-26.

12. Мольченко Л.В., Лоос

I.I

., Индиаминов Р.Ш. Розвязуюча система нел

i

н

i

йних

р

i

внянь магн

i

топружност

i

для одношарових

i

зотропних оболонок обертання зм

i

нно

i

жорсткост

i

// В

i

сник Ки

i

вьского Нац

i

онального Ун

i

верситету

i

м. Т.Г. Шевченка. Сер

i

я:

ф

i

зико

-

математичн

i

науки.

Киев, 2007. Вип.

№ 1.

С. 87

-92.

13. Мольченко Л.В, Лоос

I.I

., Индиаминов Р.Ш. Магн

i

топружн

i

сть кон

i

чно

i

оболонки з врахуванням ортотропно

i

електропров

i

дност

i

в геометрично нел

i

н

i

йн

i

й

постановц

i

// В

i

сник Ки

i

вьского Нац

i

онального Ун

i

верситету

i

м. Т.Г. Шевченка. Сер

i

я:

ф

i

зико

-

математичн

i

науки.

Киев, 2007. Вип.

№ 2.

С. 85

-90.

14. Мольченко Л.В, Лоос

I.I

., Индиаминов Р.Ш. Магн

i

топружне деформування

ортотропних оболонок обертання з ортотропною електропров

i

дн

i

стю// В

i

сник Ки

i

вського

Нац

i

онального Ун

i

верситету

i

м. Т.Г. Шевченка. Сер

i

я: математика

-

механика.

Киев, 2

008.

Вип.

№ 19

-20. –

С. 53

-59.


background image

80

15. Мольченко Л.В, Индиаминов Р.Ш., Лоос

I.I

. Досл

i

дження електро

-

магн

i

тних

ефект

i

в зр

i

заного гнучкого параболо

i

да обертання в осесиметричн

i

й постановц

i

// В

i

сник

Ки

i

вського Нац

i

онального Ун

i

верситету

i

м. Т.Г. Шевченка. Сер

i

я: ф

i

зико

-

математичн

i

науки.

Киев, 2008. Вип.

№ 4.

С. 83

-87.

16. Мольченко Л.В., Лоос И.И., Индиаминов Р.Ш. К определению напряженного

состояния гибких ортотропных оболочек вращения в магнитном поле // Прикладная
механика.

Киев, 2008.

№ 8 (

44). –

С. 64

-76.

Mol`chenko L.V., Loss. I.I., Indiaminov R.SH. Determining the Stress State of Flexible

Orthotropic Shells of Revolution in Magnetic Field // Int. Appl. Mech. – New York, 2008. –
Vol. 44. – No.8. – P. 882 - 891

. (Перевод статьи

16).

17. Индиаминов Р.Ш. Об отсутствии влияния тангенциальной составляющей силы

Лоренца на осесимметричное напряженное состояние токонесущей конической оболочки
// Вычислительные технологии.

Новосибирск, 2008.

№ 6 (13).

С. 66

-78.

18. Индиаминов Р.Ш. Исследование деформирования токонесущей ортотропной

конической оболочки в нестационарном магнитном поле // Узбекский журнал «Проблемы
механики».

– 2009, –

№ 5

-6. –

С. 13

-18.

19. Мольченко Л.В., Лоос И.И., Индиаминов Р.Ш. Напряженно

-

деформированное

состояние гибких кольцевых пластин переменной жесткости в магнитном поле //
Прикладная механика.

Киев, 2009.

№ 11(45).

С.

106-114.

Mol`chenko L.V., Loss. I.I., Indiaminov R.SH. Stress-Strain State of Flexible Ring Plates

of Variable Stiffness in a Magnetic Field // Int. Appl. Mech. – New York, 2009. – Vol. 45. –
No.11. – P. 1236-

1242. (Перевод статьи 19).

20. Индиаминов Р.Ш. Исследование влияния граничных условий на напряженно

-

деформированное состояние токонесущей ортотропной оболочки // Узбекский журнал
«Проблемы механики».

Ташкент,

2012. -

№ 3.

С. 13

-17.

21. Индиаминов Р.Ш., Дониёров А. А. Нелинейные колебания токонесущей

ортотропной оболочки в переменном магнитном поле // Журнал научных публикаций
аспирантов и докторантов.

Курск, 2012.

№ 9.

С. 73

-78.

2

2. Индиаминов Р.Ш. Решение связанных динамических задач магнитоупругости

гибких токонесущих оболочек // Вестник Джизакского государственного педагогического
института.

Джизак, 2013.

№ 1.

С. 20

-25.

23. Indiaminov R.Sh., Saidov U.M., Nuriyev S.A., N

а

rqul

о

v A. Toktashuvchi yupqa

halqaviy plastinkaning kuchlanganlik holatiga ponderomotor kuchlarning ta’sirini tekshirish //

Вестник Джизакского государственного педагогического института.

Джизак, 2013.

1. –

С. 16

-20.

24. Индиаминов Р.Ш., Каюмов А

.

А

.,

Ғуломов А.И. Нелинейные колебания

токонесущей ортотропной цилиндрической оболочки в магнитном поле // Журнал
научных публикаций аспирантов и докторантов.

Курск, 2013.

№ 2.

С. 133

-140.

25. Индиаминов Р.Ш., Кадиров Т., Казоков У. Учет влияния конусности на

нелинейное

деформирование

токонесущей

ортотропной

конической

оболочки,

обладающей ортотропной электропроводностью // Журнал научных публикаций
аспирантов и докторантов.

Курск, 2013.

№ 7.

С. 250

-255.

26. Indiaminov R.Sh. Nonlinear oscillations current carry orthotropic shell in a magnetic

field // Open Journal of Applied Science. – New York, 2013. Vol.3. –

№ 4.

– P. 318-321.

II

бўлим (

II

часть;

II part)

27. Индиаминов Р.Ш. Оценка вклада нагрузок при комбинированном нагружении

на напряженное состояние конической оболочки, находящейся во внешнем магнитном
поле //Современные проблемы математики: Тр. междунар. конф. Т.2.

Самарканд, 1996.

С. 145.

28. Индиаминов Р.Ш. Влияние внешнего магнитного поля на напряженно

-

деформированное состояние усеченной конической оболочки // Актуальные проблемы
современной науки и технологии: Тр. респ. научно

-

практ. конф.

Джизах, 2004.

С. 63

-67.


background image

81

29. Индиаминов Р.Ш. Учет влияния угла конусности на напряженно

-

деформированное состояние конической оболочки, находящейся в магнитном поле //
Инфокоммуникационные и вычислительные технологии в науке, технике и образовании:
Материалы междунар. конф.

Ташкент, 2004.

С. 208

-210.

30. Индиаминов Р.Ш. Исследование нестационарных задач магнито

-

упругости

гибких электропроводящих конических оболочек // Дифференциальные уравнения с
частными производными и родственные проблемы анализа и информатики: Тр. межд.
научной конф. Т.1.

Ташкент, 2004.

С. 160

-165.

31. Индиаминов Р.Ш. О численном исследовании нестационарных задач

магнитоупругости гибких оболочек // Современные проблемы математической физики и
информационных технологий: Тр. междунар. конф. Т.2.

Ташкент, 2005.

С.168

-172.

32.

Индиаминов

Р.Ш.

Об

электромагнитной

нагрузке

и

напряженно

-

деформированном состоянии токонесущей конической оболочки // Достижения науки в
области строительной механики и инженерных сооружений: Материалы междунар.
научно

-

техн. конф. Т.1.

Алматы, 2005.

С. 253

-257.

33. Индиаминов Р.Ш. Деформирование конической оболочки находящейся в

магнитном поле // Физическая электроника: Тр.

IV

междунар. конф.

Ташкент, 2005.

С.

83-87.

34. Индиаминов Р.Ш. Устойчивость токонесущей анизотропной пластинки на

упругом основании // Вычислительная механика деформируемого твердого тела: Тр.
междунар. научно

-

техн. конф. Т.

1. –

Москва, 2006.

С. 206

-209.

35.

Индиаминов

Р.Ш.

Математическое

моделирование

деформирования

электропроводящих слоистых оболочек в магнитном поле // Современные проблемы и
перспективы механики: Материалы междунар. научно

-

техн. конф.

Ташкент, 2006.

С.

273-276.

36. Ширинкулов Т.Ш, Индиаминов Р.Ш. О напряженно

-

деформированном

состоянии физически нелинейных вязкоупругих тонких пластинок // Современные
проблемы и перспективы механики: Материалы междунар. научно

-

техн. конф.

Ташкент,

2006. –

С. 437

-442.

37. Мольченко Л.В, Лоос И.И, Индиаминов Р.Ш. Решение задач магнитоупругости

кольцевых пластин // Современные проблемы и перспективы механики: Материалы межд.
научно

-

техн. конф.

Ташкент, 2006.

С. 309

-311.

38. Ширинкулов Т.Ш., Индиаминов Р.Ш., Бобоназаров Ш.П. Деформирование

токонесущей ортотропной цилиндрической оболочки в переменном магнитном поле //
Современные проблемы механики: Материалы междунар. научно

-

техн. конф. Т.1.

Самарканд, 2007.

С. 249

-253.

39. Мольченко Л.В., Лоос И.И., Индиаминов Р.Ш. Магнитоупругость усеченного

гибкого параболоида вращения в геометрически нелинейной постановке // Современные
проблемы механики: Материалы междунар. научно

-

техн. конф. Т.1.

Самарканд, 2007.

С. 148

-152.

40. Мольченко Л.В, Лоос И.И, Индиаминов Р.Ш. Розрахунок напруженого стану

цил

i

ндрично

i

оболонки в нестац

i

онарному магн

i

тному пол

i

в нел

i

н

i

йн

i

й пос

i

тановц

i //

Сучасн

i

проблеми природничих наук та п

i

дготовка фах

i

вц

i

в: Тези допов

i

дей

XI

м

i

жнародно

i

науково

-

методично

i

конференц

ii. –

Микола

i

в, 2007.

С. 19

-23.

41. Мольченко Л.В, Лоос И.И, Индиаминов Р.Ш. Досл

i

дження напруженого стану

ортотропно

i

кон

i

чно

i

оболонки в зовн

i

шньому поперечному магн

i

тному пол

i

// Сучасн

i

проблеми природничих наук та п

i

дготовка фах

i

вц

i

в у ц

i

й галуз

i

: Тези допов

i

дей

XII-

Всеукра

i

нсько

i

науково

-

методично

i

конференц

ii. –

Микола

i

в, 2009.

С. 25

-26.

42. Мольченко Л.В, Индиаминов Р.Ш. Магнитоупругое деформирование

токонесущей ортотропной конической оболочки переменной толщины в магнитном поле

//

Современные проблемы механики: Материалы

междунар. научно

-

техн. конф.

Ташкент, 2009.

С. 392

-396.


background image

82

43. Индиаминов Р.Ш. Решение задач магнитоупругости ортотропных конических

оболочек // Современные проблемы механики: Материалы

междунар. научно

-

техн. конф.

Т.1.

Ташкент, 2009.

С.

302-306.

44. Индиаминов Р.Ш. Исследования изгибных колебаний стерженя в магнитном

поле // Актуальные проблемы механики и машиностроения: Материалы

III

междунар.

научной конф

.

Т.1.

Алматы, 2009.

С.

205-208.

45. Индиаминов Р.Ш. Исследования напряженного состояния токонесущей

ортотропной конической оболочки в магнитном поле // Проблемы современной
математики: Тр. научной конф., посвященной 20

летию независимости Республики

Узбекистан.

Карши, 2011.

С. 388

-392.

46. Индиаминов Р.Ш. Решение связанных динамических задач магнитоупругости

токонесущих ортотропных конических оболочек // Фундаментальные и прикладные
исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности: Сб.
статей одиннадцатой междунар. научно

-

практ. конф.

Санкт

-

Петербург, 201

1. –

С.

152-

158.

47. Индиаминов Р.Ш. Математическое моделирование магнитоупругих колебаний

токонесущей ортотропной оболочки в магнитном поле

//

Современное состояние и

перспективы информационных технологий: Материалы Республ. научно

практ. конф.

Т.1.

Ташкент, 2011

. –

С.

96-102.

48. Индиаминов Р.Ш., Дониёров А. А. Влияние внешнего магнитного поля на

напряженное состояние токонесущей анизотропной пластинки // Материалы республ.
научно

-

техн. конф. «Информационные технологии и проблемы телекоммуникаций».

Ташкент, 201

2. –

С.

125-127.

49. Индиаминов Р.Ш., Наркулов А., Казоков У.Ф. Исследование влияния

граничных условий на напряженное состояние токонесущей оболочки // Материалы
междунар. научно

-

техн. конф. «Современные проблемы строительных материалов,

конструкций, механики грунтов и сложных реологических систем».

Самарканд, 2013.

С

. 86-90.

50. Индиаминов Р.Ш., Дониёров А.А., Ғуломов А.И., Хайриев Э. Нелинейное

деформирование ортотропной цилиндрической оболочки в магнитном поле // Материалы
междунар. научно

-

техн. конф. «Современные проблемы строительных материалов,

конструкций, механики грунтов и сложных реологиических систем».

Самарканд, 2013.

С

. 81-86.

51. Indiaminov R. Sh., Murtazaeva U. Mathematical simulation of magneto-elastic

vibrations of current-carrying orthotropic rotation shell in magnetic field // European Science
and Technology: materials of the V international research and practice conference. Vol.1. -

Munich, Germany, October

th

rd

4

3

, 2013. – P. 393-398.









Босишга рухсат этилди: 2

9.05.2014.

Ҳажми: 4,5. Адади: 100. Буюртма: № 21

“Top Image Media

” босмахонасида босилди.

Тошкент шаҳри, Я.Ғуломов кўчаси, 74

-

уй


background image

83


background image

84

Bibliografik manbalar

Мольченко Л.В., Индиаминов P.II1. Учст влияния комбинированного нагружсния на напряженнос состояние конической оболочки, находягцсйся в магнитном поле // Докл. АН РУз. - Ташкснт, 1993. - № 6. - С. 21-22.

Мольчснко Л.В., Лоос И.И., Индиаминов Р.Ш. Нелинейное дсформированис конической оболочки, находяшсйся в магнитном поле // Прикладная механика. - Киев, 1997. - № 3 (33). - С. 58-63.

Mol'chenko L.V., Loss 1.1., Indiaminov R.SH. Nonlinear Deformation of Conical Shells in Magnetic Fields // Int. Appl. Meeh. - New York. 1997. - Vol. 33. - No.3. - P. 221-226. (Перевод статьи 2).

Индиаминов Р.Ш. Анализ электромагнитнмх эффсктов и напряженно-деформированного состояния токонссушсй конической оболочки при комбинированном нагружснии // СамДУ илмий тадкикотлар ахборотномаси. - Самарканд, 2000. - № 1. - С. 24-26.

Индиаминов Р.Ш. Нелинейное деформирование конической оболочки, находяшейся в магнитном поле // Узбекский журнал «Проблемш механики» - Ташкент, 2000. - № 6. - С. 39-45.

Индиаминов Р.Ш. Математическое моделирование магнитоупругих колебаний анизотропной пластинки на упругом основании // Узбекский журнал «Проблемм механики». - Ташкент, 2004, - № 5-6. - С. 15-19.

Индиаминов Р.Ш. О численном исследовании нестационарнмх задач магнитоупругости гибких конических оболочек // Проблемм архитектурь! и строительства: научно-тсхн. журн. - Самарканд, 2004, - № 2. - С. 28-32.

Ширинкулов Т.Ш, Индиаминов Р.Ш., Кулдошев А.Т. Изгиб составнмх анизотропнмх (нсортотропншх) оболочск и пластин // Проблемш архитектурм и строительства: научно-тсхн. журн. - Самарканд, 2004. - № 4. - С. 79-83.

Индиаминов Р.Ш. Устойчивость анизотропной пластинки на упругом ортотропном основании при наличии внсшнсго магнитного поля // Проблемм архитектурм и строительства: научно-тсхн. журн. - Самарканд, 2005. - № 1. - С. 32-35.

Индиаминов Р.Ш. Нслинсйнос дсформирование слоистмх токонссутих оболочек, находятихся в нестационарном магнитном поле // Узбекский журнал «11роблемм механики». - 2005. - № 5-6. - С. 15-19.

Ширинкулов Т.Ш., Индиаминов Р.Ш. О магнитоупругих колебаниях анизотропнмх пластин, взаимодействуюших с деформируеммми средами //Докл. АН РУз. - Ташкснт, 2006. - № 2. - С. 36-40.

Ширинкулов Т.Ш, Индиаминов Р.Ш. Изгиб физически нслинсйнмх вязкоупругих тонких пластинок //Докл. АН РУз. -Ташкснт, 2007. -№ 2. -С. 20-26.

Мольченко Л.В., Лоос I.I., Индиаминов Р.Ш. Розвязуюча система нелшшних р!внянь магнггопружност! для одношарових 1зотропних оболонок обсртання змшнсм жорсткост! // BicHiiK Кшвьского Нацюнального Ушвсрситсту 1м. Т.Г. Шсвченка. Сер1я: ф1зико-математичш науки. - Киев, 2007. Вип. -№ 1. -С. 87-92.

Мольченко Л.В, Лоос 1.1., Индиаминов Р.Ш. Магнггопружшсть кожчнсй оболонки з врахуванням ортотропнсн елсктропровшност! в геометрично нелшшнш постановц! // Вгсник Кшвьского Нацюнального Ушверситсту ixt. Т.Г. Шсвченка. Cepia: ф!зико-математичш науки. - Киев, 2007. Вип. - № 2. - С. 85-90.

Мольченко Л.В, Лоос 1.1., Индиаминов Р.Ш. Магнггопружне деформування ортотропних оболонок обсртання з ортотропною елсктропровинютю// В1сник Ктвського Нацюнального Ушвсрситету ii. Т.Г. Шсвчснка. Ccpia: математика-механика. -Киев, 2008. Вип.-№ 19-20.-С. 53-59.

Мольчснко Л.В, Индиаминов Р.Ш., Лоос 1.1. Дослпження електро-магнггних ефекпв зр!заного гнучкого параболовда обертання в осесиметричнш постановш // В1сник Кшвського Нацюнального Ушверситету ixi. Т.Г. Шевченка. Cepin: ф!зико-математичн! науки. - Киев, 2008. Вип. -№ 4. - С. 83-87.

Мольченко Л.В., Jlooc И.И., Индиаминов Р.Ш. К опрсделснию напряженного состояния гибких ортотропнмх оболочск врагцсния в магнитном поле // Прикладная механика. - Кисв. 2008. — № 8 (44). - С. 64-76.

Mol'chenko L.V., Loss. 1.1., Indiaminov R.SH. Determining the Stress State of Flexible Orthotropic Shells of Revolution in Magnetic Field // Int. Appl. Meeh. - New York, 2008. -Vol. 44. - No.8. - P. 882 - 891. (Перевод статьи 16).

Индиаминов Р.Ш. Об отсутствии влияния тангснциальной составляювдей силм Лорснца на осесимметричное напряженнос состояние токонссутсй конической оболочки // Вь1числительнь1с тсхнологии. - Новосибирск, 2008. — № 6(13). — С. 66-78.

Индиаминов Р.Ш. Исследование деформирования токонесувдей ортотропной конической оболочки в нестационарном магнитном полс // Узбекский журнал «Проблемь! механики». - 2009, - № 5-6. - С. 13-18.

Мольчснко Л.В., Лоос И.И., Индиаминов Р.Ш. Напряженно-деформированное состояние гибких кольцсвмх пластин псрсменной жесткости в магнитном поле // Прикладная механика. - Кисв, 2009. - № 11(45). - С. 106-114.

Mol'chenko L.V., Loss. 1.1., Indiaminov R.SH. Stress-Strain State of Flexible Ring Plates of Variable Stiffness in a Magnetic Field // Int. Appl. Meeh. - New York. 2009. - Vol. 45. -No.ll.-P. 1236-1242. (Перевод статьи 19).

Индиаминов Р.Ш. Исследование влияния граничнмх условий на напряжснно-деформированное состояние токонссутсй ортотропной оболочки // Узбекский журнал «Проблемм механики». - Ташкент, 2012. - № 3. - С. 13-17.

Индиаминов Р.Ш.. Дониёров A. А. Нелинейнмс колебания токонссушей ортотропной оболочки в переменном магнитном поле // Журнал научнмх публикаций аспирантов и докторантов. - Курск, 2012. - № 9. - С. 73-78.

Индиаминов Р.Ш. Рсшснис связаннмх динамических задач магнитоупругости гибких токонссутих оболочск // Всстник Джизакского государствснного педагогического института. - Джизак, 2013. -№ 1. -С. 20-25.

Indiaminov R.Sh., Saidov U.M., Nuriyev S.A., Narqulov A. Toktashuvchi yupqa halqaviy plastinkaning kuchlanganlik holatiga ponderomotor kuchlarning ta’sirini tckshirish // Вестник Джизакского государственного педагогического института. - Джизак, 2013. - № 1.-C. 16-20.

Индиаминов Р.Ш., Каюмов А.А., Ғуломов А.И. Нелинейнме колебания токонесушей ортотропной цилиндрической оболочки в магнитном полс // Журнал научнмх публикаций аспирантов и докторантов. -Курск, 2013. -№ 2. - С. 133-140.

Индиаминов Р.Ш., Кадиров Т., Казоков У. Учст влияния конусности на нелинейное деформирование токонссутсй ортотропной конической оболочки, обладаюшей ортотропной элсктропроводностью // Журнал научншх публикаций аспирантов и докторантов. - Курск, 2013. - № 7. - С. 250-255.

Indiaminov R.Sh. Nonlinear oscillations current carry orthotropic shell in a magnetic field // Open Journal of Applied Science. - New York, 2013. Vol.3. - № 4. - P. 318-321.

Индиаминов Р.Ш. Оцснка вклада нагрузок при комбинированном нагружснии на напряжсннос состоянис конической оболочки, находяшсйся во внешнем магнитном полс //Соврсмсннмс проблемь! математики: Тр. междунар. конф. Т.2. - Самарканд, 1996. -С. 145.

Индиаминов Р.Ш. Влиянис внсшнсго магнитного поля на напряжснно-дсформированнос состоянис усеченной конической оболочки // Актуальнмс проблемь! современной науки и технологии: Тр. рссп. научно-практ. конф. - Джизах, 2004. -С. 63-67.

Индиаминов Р.Ш. Учет влияния угла конусности на напряжснно-деформированное состояние коничсской оболочки, находятсйся в магнитном поле // Инфокоммуникационнью и вшчислительнью технологии в науке, тсхникс и образовании: Матсриалм междунар. конф. - Ташкент, 2004. - С. 208-210.

Индиаминов Р.Ш. Исследование нестационарншх задач магнито-упругости гибких элсктропроводяших конических оболочск // Дифференциальнме уравнсния с частнмми производнмми и родствснншс проблемм анализа и информатики: Тр. межд. научной конф. T.l.-Ташкент, 2004. -С. 160-165.

Индиаминов Р.Ш. О численном исследовании нестационарнмх задач магнитоупругости гибких оболочск // Соврсмсннью проблсмм математической физики и информационнмх технологий: Тр. мсждунар. конф. Т.2. - Ташкснт, 2005. - С. 168-172.

Индиаминов Р.Ш. Об электромагнитной нагрузке и напряженно-деформированном состоянии токонссушсй конической оболочки // Достижения науки в области строитсльной механики и инженернмх сооружсний: Материалм междунар. научно-тсхн. конф. Т. 1. - Алматм, 2005. - С. 253-257.

Индиаминов Р.Ш. Деформирование конической оболочки находяодсйся в магнитном поле // Физическая электроника: Тр. IV мсждунар. конф. - Ташкснт, 2005. - С. 83-87.

Индиаминов Р.Ш. Устойчивость токонссушей анизотропной пластинки на упругом основании // Вьпшслитсльная механика деформируемого твсрдого тсла: Тр. междунар. научно-техн. конф. Т. 1. -Москва, 2006. -С. 206-209.

Индиаминов Р.Ш. Математическое моделирование деформирования электропроводятих слоистмх оболочек в магнитном поле // Современнме проблемь! и псрспективь! механики: Материаль! междунар. научно-тсхн. конф. - Ташкснт, 2006. - С. 273-276.

Индиаминов Р.Ш. Математическое моделирование деформирования элсктропроводяших слоистмх оболочек в магнитном поле // Современнме проблемь! и псрспективь! механики: Материаль! междунар. научно-техн. конф. - Ташкснт, 2006. - С. 273-276.

Ширинкулов Т.Ш, Индиаминов Р.Ш. О напряжснно-дсформированном состоянии физически нелинейнмх вязкоупругих тонких пластинок // Современнмс проблемь! и псрспсктивь! механики: Материалм междунар. научно-техн. конф. - Ташкснт, 2006. - С. 437-442.

Мольчснко Л.В, Jlooc И.И, Индиаминов Р.Ш. Рсшение задач магнитоупругости кольцсвмх пластин // Современньш проблемь! и перспективм механики: Материалм межд. научно-тсхн. конф. - Ташкснт, 2006. - С. 309-311.

Ширинкулов Т.Ш.. Индиаминов Р.Ш., Бобоназаров LL1.11. Деформирование токонесушей ортотропной цилиндрической оболочки в псрсмснном магнитном поле // Современньге проблемь! механики: Матсриалм мсждунар. научно-тсхн. конф. Т. 1. -Самарканд, 2007. - С. 249-253.

Мольченко Л.В., Лоос И.И., Индиаминов Р.Ш. Магнитоупругость усеченного гибкого параболоида врашения в геометрически нелинейной постановкс // Современнше проблемь! механики: Материалм мсждунар. научно-тсхн. конф. Т. 1. - Самарканд, 2007. -С. 148-152.

Мольченко Л.В, Лоос И.И, Индиаминов Р.Ш. Розрахунок напружсного стану цилшдрично! оболонки в нсстацюнарному магнггному пол! в нелйпйнш посггановш // Сучасш проблеми природничих наук та падготовка фах!вц1в: Тсзи доповьдей XI м!жнародн<м науково-методичнсн конференцп. - Миксшив, 2007. - С. 19-23.

Мольчснко Л.В, Лоос И.И, Индиаминов Р.Ш. Дослшжсння напружсного стану ортотропно! кон1чно1 оболонки в зовшшньому поперечному магнггному пол! // Сучасн! проблеми природничих наук та годготовка фах!вц!в у цш галузй Тези доповвдей XII-BccvKpaiHCbKoi науково-методично! конференцп. - Микола1в, 2009. - С. 25-26.

Мольчснко Л.В, Индиаминов Р.Ш. Магнитоупругое деформирование токонесушей ортотропной коничсской оболочки переменной толшинь! в магнитном полс // Современнью проблемь! механики: Материаль! междунар. научно-техн. конф. -Ташкснт, 2009. - С. 392-396.

Индиаминов Р.Ш. Решение задач магнитоупругости ортотропнмх конических оболочек // Современнью проблсмь! механики: Матсриалм междунар. научно-тсхн. конф. Т. 1. - Ташкснт, 2009. - С. 302-306.

Индиаминов Р.Ш. Исследования изгибнмх колсбаний стерженя в магнитном поле // Актуальнью проблемш механики и машиностросния: Материалм III междунар. научной конф. Т. 1. - Алматьқ 2009. -С. 205-208.

Индиаминов Р.Ш. Исслсдования напряжснного состояния токонесушей ортотропной конической оболочки в магнитном поле // Проблсмм современной математики: Тр. научной конф., посвяшенной 20-летию независимости Рсспублики Узбекистан. - Карши, 2011. - С. 388-392.

Индиаминов Р.Ш. Рсшснис связаннмх динамических задач магнитоупругости токонесуших ортотропнмх конических оболочск // Фундаментальнью и прикладнме исследования, разработка и применение вмсоких технологий в промьииленности: Сб. статей одиннадцатой мсждунар. научно-практ. конф. - Санкт-Петербург, 2011. - С. 152-158.

Индиаминов Р.Ш. Математическое модслированис магнитоупругих колебаний токонесушей ортотропной оболочки в магнитном поле // Соврсменнос состояние и псрспективь! информационнмх технологий: Матсриаль! Республ. научно - практ. конф. Т. 1. - Ташкснт, 2011. - С. 96-102.

Индиаминов Р.Ш., Дониёров A. А. Влияние внсшнсго магнитного поля на напряженнос состояние токонесушей анизотропной пластинки // Матсриаль! рсспубл. научно-тсхн. конф. «Информационнше технологии и проблемь! телекоммуникаций». -Ташкснт, 2012,-С. 125-127.

Индиаминов Р.Ш., Наркулов А., Казоков У.Ф. Исслсдованис влияния граничнмх условий на напряженнос состоянис токонесушей оболочки // Материалм междунар. научно-тсхн. конф. «Соврсмсннмс проблемм строитсльнмх материалов, конструкций, механики грунтов и сложнмх реологических систем». - Самарканд, 2013. -С. 86-90.

Индиаминов Р.Ш., Дониёров А.А., Ғуломов А.И., Хайриев Э. Нелинейное деформирование ортотропной цилиндрической оболочки в магнитном поле // Материалм междунар. научно-техн. конф. «Современнме проблемм строитсльнмх материалов, конструкций, механики грунтов и сложнмх реологиических систем». - Самарканд, 2013. — С. 81-86.

Indiaminov R. Sh., Murtazacva U. Mathematical simulation of magneto-elastic vibrations of current-carrying orthotropic rotation shell in magnetic field // European Science and Technology: materials of the V international research and practice conference. Vol. 1. -Munich, Germany, October 3rd - 4'* , 2013. - P. 393-398.