<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.4 20220324//EN" "JATS-archive-oasis-tables-mathml3.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xml:lang="en" dtd-version="1.4" article-type="research-article">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="eissn">2413-9807</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Транспортные сооружения</journal-title>
        <journal-title xml:lang="en">Russian Journal of Transport Engineering</journal-title>
      </journal-title-group>
      <publisher>
        <publisher-name>ООО «Издательство «Мир науки»</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.15862/04SATS424</article-id>
      <article-id pub-id-type="uri">https://t-s.today/04SATS424.html</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">Расчет замкнутой цилиндрической
оболочки из композиционного материала
на внешнюю осесимметричную нагрузку</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Calculation of a closed cylindrical shell
made of composite material under external axisymmetric load</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Сурнин</surname>
            <given-names>Дмитрий Аркадьевич</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name xml:lang="ru" name-style="eastern">
              <surname>Сурнин</surname>
              <given-names>Дмитрий Аркадьевич</given-names>
            </name>
            <name xml:lang="en" name-style="western">
              <surname>Dmitry</surname>
              <given-names>A. Surnin</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>dasurnin98@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Шагивалеев</surname>
            <given-names>Камиль Фатыхович</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name xml:lang="ru" name-style="eastern">
              <surname>Шагивалеев</surname>
              <given-names>Камиль Фатыхович</given-names>
            </name>
            <name xml:lang="en" name-style="western">
              <surname>Kamil</surname>
              <given-names>F. Shagivaleev</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>kfshag@yandex.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Овчинников</surname>
            <given-names>Илья Игоревич</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name xml:lang="ru" name-style="eastern">
              <surname>Овчинников</surname>
              <given-names>Илья Игоревич</given-names>
            </name>
            <name xml:lang="en" name-style="western">
              <surname>Ilya</surname>
              <given-names>I. Ovchinnikov</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>bridgeart@mail.ru</email>
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8370-297X</contrib-id>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2"/>
          <xref ref-type="aff" rid="aff3"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff1">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» (Саратов, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Yuri Gagarin State Technical University of Saratov (Saratov, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
        <aff-alternatives id="aff2">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» (Саратов, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Industrial University of Tyumen (Tyumen, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
        <aff-alternatives id="aff3">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет» (Тюмень, Россия)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
      </contrib-group>
      <pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2025-02-01">
        <day>01</day>
        <month>02</month>
        <year>2025</year>
      </pub-date>
      <pub-date date-type="collection">
        <year>2024</year>
      </pub-date>
      <volume>11</volume>
      <issue>4</issue>
      <elocation-id>04SATS424</elocation-id>
      <history>
        <date date-type="received" iso-8601-date="2024-11-02">
          <day>02</day>
          <month>11</month>
          <year>2024</year>
        </date>
        <date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-01-18">
          <day>18</day>
          <month>01</month>
          <year>2025</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-year>2024</copyright-year>
        <copyright-holder xml:lang="ru">Сурнин Дмитрий Аркадьевич, Шагивалеев Камиль Фатыхович, Овчинников Илья Игоревич</copyright-holder>
        <copyright-holder xml:lang="en">Dmitry A. Surnin, Kamil F. Shagivaleev, Ilya I. Ovchinnikov</copyright-holder>
        <license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>CC BY 4.0</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:type="simple" xlink:href="https://t-s.today/04SATS424.html">https://t-s.today/04SATS424.html</self-uri>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>Современный подход к проектированию конструкций — использование композитных конструкций, при создании которых путем сочетания разнородных компонентов можно получить требуемые эксплуатационные свойства. В виду широкого применения в инженерной практике оболочечных конструкций из композиционных материалов актуальной задачей является исследование их напряженно-деформированного состояния при эксплуатационном нагружении. В работе рассматривается замкнутая цилиндрическая оболочка из ортотропного материала. Ставится
задача исследования напряженно-деформированного состояния оболочки при нагружении внешним давлением. Применяется уточненная теория, учитывающая поперечные деформации сдвига согласно С.А. Амбарцумяну. Для решения разрешающего дифференциального уравнения используется операционное исчисление, связанное с преобразованием Лапласа. Для решения поставленной задачи авторами получены в общем виде аналитические выражения, с помощью которых можно определить напряженно-деформированное состояние цилиндрической оболочки из ортотропного материала при разных геометрических параметрах оболочки и при разных упругих характеристиках материала. Внешняя осесимметричная нагрузка может быть приложена в любом месте по длине оболочки и может действовать на участках любых размеров. В статье из общих аналитических выражений получены различные частные решения: решения для оболочки при действии осесимметричной нагрузки
по всей поверхности оболочки, при действии сосредоточенной по длине оболочки осесимметричной нагрузки, при действии сосредоточенного по длине оболочки осесимметричного изгибающего момента. В статье решены тестовые задачи: представлены результаты расчетов ортотропной замкнутой цилиндрической оболочки из углепластика при действии внешней осесимметричной нагрузки.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>The modern approach to structural design involves the use of composite structures, which allow for the desired operational properties to be achieved through the combination of heterogeneous components. Given the widespread application of shell structures made from composite materials in engineering practice, a relevant task is the investigation of their stress-strain state under operational loading conditions. This study examines a closed cylindrical shell composed of an orthotropic material. The objective is to investigate the stress-strain state of the shell when subjected to external pressure loading. An advanced theory is applied that accounts for shear transverse deformations according to S.A. Ambarzumyan. Operational calculus related to Laplace transformation is utilized to solve the governing differential equation. To address the posed problem, the authors derive analytical expressions in general form that can determine the stress-strain state of a cylindrical shell made of orthotropic material for various geometric parameters and elastic characteristics of the material. The external axisymmetric load can be applied at any location along the length of the shell and can act on sections of any size. The article presents various particular solutions derived from general analytical expressions: solutions for the shell under uniform axisymmetric load across its entire surface, under concentrated axisymmetric load along the length of the shell, and under concentrated axisymmetric bending moments along the length of the shell. Test problems are solved in this paper, providing results for calculations of an orthotropic closed cylindrical shell made from carbon fiber composite under external axisymmetric loading.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <title>Ключевые слова</title>
        <kwd>цилиндрическая оболочка</kwd>
        <kwd>композиционный материал</kwd>
        <kwd>осесимметричная нагрузка</kwd>
        <kwd>напряженно-деформированное состояние</kwd>
        <kwd>операционное исчисление</kwd>
        <kwd>аналитическое решение</kwd>
        <kwd>углепластик</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <title>Keywords</title>
        <kwd>cylindrical shell</kwd>
        <kwd>composite material</kwd>
        <kwd>axisymmetric load</kwd>
        <kwd>stress-strain state</kwd>
        <kwd>operational calculus</kwd>
        <kwd>analytical solution</kwd>
        <kwd>carbon fiber composite</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <ref id="ref1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Васильев, В.В. Механика конструкций из композиционных материалов / В.В. Васильев. — Москва: Машиностроение, 1988. — 272 с. — URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001396834 (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Цхадая, Н.Д. Стеклопластиковые трубы повышенной герметичности для нефтегазовой промышленности / Н.Д. Цхадая, Э.З. Ягубов, З.Х. Ягубов // Академический журнал Западной Сибири. — 2013. — Т 9. — № 4. — С. 35. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20162015. — EDN QZFIRD. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Зорин, В.А. Опыт применения композиционных материалов в изделиях авиационной и ракетно-космической техники (Обзор) / В.А. Зорин // Конструкции из композиционных материалов. — 2011. — № 4. — С. 44-59. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17050434. — EDN OJCZJF. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бакулин, В.Н. Применение трехслойных оболочек. Краткий обзор работ по расчету напряженно-деформированного состояния трехслойных оболочек с прямоугольными в плане вырезами / В.Н. Бакулин // Вопросы оборонной техники. Композиционные неметаллические материалы в машиностроении. — 2023. — № 3. — С. 17–24. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=59690961. — EDN DPABME. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бакулин, В.Н. Эффективная трехмерная оболочечная модель для послойного исследования напряженно-деформированного состояния трехслойных нерегулярных цилиндрических оболочек / В.Н. Бакулин. — DOI https://doi.org/10.55959/MSU0579-9368-1-65-3-10 // Вестник Московского университета. Серия 1: Математика. Механика. — 2024. — № 3. — С. 64–70. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=67916246. — EDN BPCQJN. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Моделирование термонапряжений в композитных оболочках на основе асимптотической теории. Часть 2. Расчет цилиндрических оболочек / Ю.И. Димитриенко, Е.А. Губарева, А.Е. Пичугина [и др.]. — DOI https://doi.org/10.18698/2309-3684-2022-4-330 // Математическое моделирование и численные методы. — 2022. — № 4. — С. 3–30. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50192669. — EDN YHDMDA. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Димитриенко, Ю.И. Моделирование термонапряжений в композитных оболочках на основе асимптотической теории. Часть 1. Общая теория оболочек / Ю.И. Димитриенко, Е.А. Губарева, А.Е. Пичугина. — DOI https://doi.org/10.18698/2309-3684-2020-4-84110 // Математическое моделирование и численные методы. — 2020. — № 4. — С. 84–110. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46534083. — EDN POAQGA. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Згода, Ю.Н. О высокопроизводительной реализации метода продолжения по наилучшему параметру применительно к моделированию тонкостенных оболочек / Ю.Н. Згода, А.А. Семенов. — DOI https://doi.org/10.52684/2312-3702-2024-47-1-105-110 // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. — 2024. — № 1. — С. 105–110. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=65580532. — EDN ARMYRA. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Трещев, А.А. К оценке влияния воздействия температуры на деформирование круговой цилиндрической оболочки с учетом двух видов анизотропии / А.А. Трещев, В.Г. Теличко, Д.И. Дорошенко. — DOI https://doi.org/10.51608/26867818_2024_1_92 // Эксперт: теория и практика. — 2024. — № 1. — С. 92–104. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=64032911. — EDN MSHFGS. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Фирсанов, В.В. Анализ напряженно-деформированного состояния композиционных цилиндрических оболочек на основе уточненной теории с учетом пьезоэлектрического эффекта / В.В. Фирсанов, Л.Х. Нгуен. — DOI https://doi.org/10.31857/S0235711921040039 // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 2021. — Т 50. — № 4. — С. 312–318. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46226784. — EDN XWTRLD. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Петров, Д.С. Анализ устойчивости ортотропной цилиндрической оболочечной конструкции в программном комплексе ANSYS Mechanical APDL / Д.С. Петров, А.А. Семенов. — DOI https://doi.org/10.17586/2226-1494-2023-23-3-618-627 // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. — 2023. — Т 23. — № 3. — С. 618–627. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54143839. — EDN IIAIEZ. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Янковский, А.П. Уточненная модель вязкоупругопластического деформирования гибких пространственно-армированных цилиндрических оболочек / А.П. Янковский. — DOI https://doi.org/10.14498/vsgtu1838 // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. — 2021. — Т 25. — № 2. — С. 343–364. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46411030. — EDN IZRKBY. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Трещев, А.А. Модель ортотропной цилиндрической оболочки, выполненной из деформационно анизотропного материала и находящейся в термосиловом поле / А.А. Трещев, Ю.А. Завьялова, М. А. Лапшина // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2020 году: Сборник научных трудов РААСН: в 2 томах / Российская академия архитектуры и строительных наук (РААСН). Том 2. / Москва: Издательство АСВ, 2021. — С. 273–282. — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=46252087. — EDN KDWEAR. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Рикардс Р.Б. Устойчивость оболочек из композитных материалов / Р.Б. Рикардс, Г.А. Тетерс. — Рига: Зинатне, 1974. — 310 с. — URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01007203614 (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Амбарцумян, С.А. Общая теория анизотропных оболочек / С.А. Амбарцумян. — Москва: Наука, 1974. — 446 с. — URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01007227075 (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref16">
        <label>16</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бейтмен, Г. Таблицы интегральных преобразований. Т. 1. Преобразования Фурье, Лапласа, Меллина / Г. Бейтмен, А. Эрдейи. — Москва: Наука, 1969. — 343 с. — URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01006793715 (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref17">
        <label>17</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Власов, В.З. Общая теория оболочек и ее приложения в технике / В.З. Власов. — Москва; Ленинград: Гос. изд-во техн.-теорет. лит., 1949. — 784 с. — URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01005770565 (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref18">
        <label>18</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Смердов, А.А. Анализ оптимальных сочетаний требований к разрабатываемым углепластикам для крупногабаритных ракетно-космических конструкций / А.А. Смердов, И.А. Буянов, И.В. Чуднов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2012. — № 8. — С. 70–77. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17883978. — EDN PBJFXB. (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref19">
        <label>19</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Тимошенко, С.П. Устойчивость упругих систем / С.П. Тимошенко. — Москва; Ленинград: Гостехиздат, 1946. — 532 с. — URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01005914490 (дата обращения: 20.10.2024).</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>
