Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Численный расчет напряженно-деформированного состояния ледяного покрова, находящегося под действием нестационарной нагрузки

Жесткая В. Д., Чижиумов С. Д.,

4.2. Форма упругой поверхности ледяного покрова в зависимости от режима движения нагрузки

Интересно проследить, как меняется форма упругой поверхности ледяной пластины при изменении скорости v. На рис. 4.5 - 4.10  даны графики прогибов в точках оси x, т.е. на линии движения нагрузки, при H = 3 м и h = 0,4 м в период установившегося движения. На графиках опущена та часть пластины, где прогибы уже практически отсутствуют; стрелкой указано положение силы Р. Для сравнения на рис. 4.11 приведены записи прогибов льда при разных скоростях транспортного средства, сделанные в экспериментах Т.Такизавы [7], где выделены несколько характерных стадий прогиба.

 .

Аналогия между графиками на рис. 4.5 - 4.10 и кривыми на рис. 4.11 хорошо заметна (следует иметь в виду, что последние соответствуют движению нагрузки справа налево). Рассмотрим, например, рис. 4.5, где показан характер  прогибов при скорости, меньшей критической. Его основные особенности соответствуют раннему переходному режиму по классификации Такизавы (рис. 4.11, вторая кривая сверху): максимальный прогиб возникает несколько позади нагрузки, задний край чаши прогиба под нагрузкой выше, чем передний. Следующий график (рис. 4.6), где даны прогибы при резонансной скорости, можно отнести к случаю позднего переходного режима (рис. 4.11, третья кривая): точка максимального прогиба еще более “отстала” от нагрузки, значения прогибов возросли. Общая картина прогибов сохранилась такой же, как в предыдущем случае.

Далее, характер прогибов на рис. 4.7 напоминает двухволновой режим (рис. 4.11, вторая кривая снизу). Нагрузка как бы стремится “взобраться” на переднюю волну; спереди наблюдаются более короткие волны, сзади - более длинные. Поскольку резонансная скорость уже пройдена, значение максимального прогиба уменьшилось.

Следующие три графика (рис. 4.8 - 4.10) можно при сравнении с рис. 4.11 классифицировать как соответствующие двухволновому режиму либо как переходному от последнего к режиму одиночной волны. Наблюдается дальнейшее снижение максимального значения прогиба, образование коротких волн впереди нагрузки и появление значительно более длинных волн позади нее. Сравнивая рис. 4.9 и 4.10, можно заметить, как при возрастании скорости постепенно увеличивается длина и уменьшается амплитуда волны, идущей сзади.

 .

 .

 .

 .

 .

.

 .

 Рис. 4.11. Характерные записи перемещений льда при разных скоростях транспортного средства (Takizawa, 1985).