Зазначимо, що динамічні характеристики оболонкових конструкцій з відсіками, частково заповненими рідиною, найбільш точно можуть бути визначені експериментальним шляхом. Але проведення таких натурних експериментів є коштовною і не завжди безпечною процедурою [1-4]. Тому стає актуальним проведення віртуальних комп’ютерних випробувань. В цьому дослідженні запропоновано новий ефективний метод для визначення частот та форм резервуарів, частково заповнених рідиною, з урахуванням різних факторів, таких як взаємний вплив плескань рідини та коливань пружних стінок, вплив параметрів пружної основи, рівня заповнення резервуару рідиною [5-7].

Метою дослідження є розробка ефективного методу розрахунку частот та форм коливань резервуарів з рідиною на пружній основі Вінклера з урахуванням пружності днища та плескань вільної поверхні.

Зменшення товщини оболонки призводить до зменшення частот пружних стінок [8, 9]. Частоти порожніх та заповнених рідиною резервуарів для різної товщини наведені в табл. 1.

Таблиця 1 – Залежність частот від товщини оболонки

J

Порожня оболонка, Гц

Оболонка з рідиною, Гц

h , м

0,01

0,005

0,003

0,0015

0,01

0,005

0,003

0,0015

6

23,233

11,838

7,1805

3,6308

5,5213

2,8187

1,7096

0,8644

7

40,482

20,612

12,495

6,3132

15,172

7,9277

4,8058

1,5780

8

91,101

46,271

28,023

14,153

43,769

22,249

13,479

7,0064

9

205,25

100,01

62,922

31,747

119,14

58,148

36,587

15,716

10

213,55

109,10

66,127

31,778

168,05

85,909

52,069

18,692

Результати свідчать про те, що найнижчі частоти пружних оболонок зменшуються зі зменшенням товщини. Отже, для дуже тонких пружних стінок резервуара перша частота коливань пружних стінок може бути набагато меншою, ніж частота коливань рідини в оболонці з жорсткими стінками. Зі збільшенням товщини стінки резервуара цей ефект стає незначним.

Література:

1. Сєрікова О. М., Стрельнікова О. О. Вплив резервуарів для збереження отруйних та легкозаймистих рідин на навколишнє середовище. Сучасні технології у промисловому виробництві: матеріали та програма VІI Всеукраїнської науковотехнічної конференції (м. Суми, 21–24 квітня 2020 р.) С. 238-239.

1.  Sierikova O., Strelnikova E., Degtyarev K. Srength Characteristics of Liquid Storage Tanks with Nanocomposites as Reservoir Materials. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 2022. P. 151-157.

doi: 10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916369

2.  Degtyariov K., Gnitko V.,  Kononenko Y.,  Kriutchenko D., Sierikova O., Strelnikova E. Fuzzy Methods for Modelling Earthquake Induced Sloshing in Rigid Reservoirs. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 2022. P. 297-302. doi: 10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916466

3.  Sierikova O., Strelnikova E., Kriutchenko D., Gnitko V. Reducing Environmental Hazards of Prismatic Storage Tanks under Vibrations. WSEAS Transactions on Circuits and Systems, Vol. 21. 2022. P. 249-257.

DOI: 10.37394/23201.2022.21.27

4.  Sierikova O., Koloskov V., Degtyarev K., Strelnikova E. Improving the Mechanical Properties of Liquid Hydrocarbon Storage Tank Materials. Materials Science Forum. Trans Tech Publications Ltd, Switzerland. Vol. 1068, 2022. P. 223-229. doi:10.4028/p-888232

5.  Sierikova E., Strelnikova E., Kryutchenko D. Seismic loads estimation on the storage tanks for toxic and flammable liquids. Bulletin of V.N. Karazin Kharkiv National University, series «Mathematical modeling. Information technology. Automated control systems» issue 51, 2021. pp. 70–80.

https://doi.org/10.26565/2304-6201-2021-51

6.  Sierikova O., Strelnikova E., Gnitko V. and Degtyarev K. Boundary Calculation Models for Elastic Properties Clarification of Three-dimensional Nanocomposites Based on the Combination of Finite and Boundary Element Methods. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 2021, pp. 351-356, doi: 10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570086

7.  Sierikova E., Strelnikova E., Koloskov V., Degtyarev K. The Effective Elastic Parameters Determining of Threedimensional Matrix Composites with Nanoinclusions. Problems of Emergency Situations: Proc. of International Scientific-practical Conference. Kharkiv: NUCDU, 2021, pp. 327–328.

8. Sierikova O, Koloskov V, Degtyarev K, Strelnikova O. The Deformable and Strength Characteristics of Nanocomposites Improving. Materials Science Forum. Trans Tech Publications Ltd, Switzerland. Vol. 1038. 2021, p. 144-153.  https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1038.144