Тривимірні задачі керування динамікою неповно спостережуваних товстих пружних плит. Частина І. Випадок неперервно заданого бажаного стану

Автор(и)

  • Володимир Стоян Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0009-0008-0746-5050
  • Дмитро Черній Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • Сергій Волощук Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0009-0000-6416-5566

DOI:

https://doi.org/10.17721/1812-5409.2024/2.11

Ключові слова:

просторово розподілені динамічні системи, просторові задачі теорії пружності, товсті пружні плити, задачі керування

Анотація

У тривимірній постановці вперше розв’язані складні задачі керування динамікою товстої пружної плити, суть яких полягає у тому, що поле пружнодинамічних зміщень плити повинно набути бажаного стану, заданого функціями, неперервними за просторово-часовими координатами. Вихідними для розв’язання розглянутих задач обрано класичні рівняння тривимірної теорії пружності та керування згідно середньоквадратичного критерію. В якості керуючих функцій можуть бути обрані об'ємні, початкові, поверхневі та торцеві функції зовнішньо-динамічних збурень, розглядувані як окремо, так і в практично виправданій комбінації. Задачі ставляться та розв’язуються за наявності неперервно визначених початково-крайових спостережень за станом плити, які без обмеження на їх кількість та якість визначаються функціонально через лінійні диференціальні оператори довільного порядку і структури. Спостережувані характеристики системи моделюються дискретно та неперервно визначеними моделюючими функціями, чисельні значення та аналітика яких лежать за межами розглядуваної просторово-часової області функціонування досліджуваного пружного тіла і отримуються в результаті побудови середньоквадратичних наближень до розв’язків лінійних алгебраїчних, інтегральних та функціональних рівнянь. Розрахункові формули, якими визначається множина допустимих розв’язків розглядуваних задач, досить прості і доступні для комп’ютерної реалізації. Визначені особливості керування динамікою розглядуваного пружного об’єкту для випадків, коли початковими та крайовими зовнішньо-динамічними збуреннями можна знехтувати, а динаміку плити розглядати в необмежених просторових та часових областях. Зроблено оцінку точності розв’язання задач керування, сформульовано умови однозначності множини побудованих розв’язків або псевдорозв’язків.

Біографії авторів

  • Володимир Стоян, Київський національний університет імені Тараса Шевченка

    д.ф.-м.н., професор, професор кафедри моделювання складних систем факультету комп'ютерних наук та кібернетики

  • Дмитро Черній, Київський національний університет імені Тараса Шевченка

    д.т.н., доцент, завідувач кафедри моделювання складних систем факультету комп'ютерних наук та кібернетики

  • Сергій Волощук, Київський національний університет імені Тараса Шевченка

    к.ф.-м.н., доцент, доцент кафедри моделювання складних систем факультету комп'ютерних наук та кібернетики

Посилання

Bardzokas, D. I., Kushnir, D. V., & Filshtinskii, L. A. (2009). Dynamic problems of the theory of elasticity for layers and semilayers with cavities. Acta Mechanica, 208, 81–95.

Filstinskii, L. A., Kovalev, U. D., & Vensel, E. S. (2002). Solution of the elastic boundary value problem for a layer with tunnel stress raisers.

International Journal of Solids and Structures, 39, 6385–6402.

Grigorenko, Ya. M., & Grigorenko, A. Ya. (2013). Static and dynamic problems for anisotropic inhomogeneous shells with variable parameters and their numerical solution (review). International applied mechanics, 49(2), 123–193.

Grigorenko, Ya. M., Savula, Ya. G., & Mukha, I. S. (2000). Linear and nonlinear problems of the elastic deformation of complex shells and

methods of their numerical solution. International applied mechanics, 36(8), 979–1000.

Khoma, I. Y., & Dashko, O. G. (2015). Stress state of a nonthin transversely isotropic plate with a curved hole. International Applied

Mechanics, 51(4), 461–474. https://link.gale.com/apps /doc/A452494590/AONE?u=anon~f689a68d&sid=googleScholar&xid= 2a3614fc

Lur'e, A. I. (1964). Three-Dimensional Problems of the Theory of Elasticity. Interscience Publishers.

Nemysh, Y. N., & Khoma, I. Y. (1993). Stress-strain state of non-thin plates and shells. Generalized theory (survey). International applied

mechanics, 29(11), 873–902.

Selezov, I. T. (2018). Development and application of the Cauchy–Poisson method to layer elastodynamics and the Timoshenko equation.

Cybernetics and Systems Analysis, 54, 434–442. https://doi.org/10.1007/s10559-018-0044-x

Selezov, I. T. (1961). On the hypotheses underlying the refined equations of transverse plate vibrations and some features of these equations.

Applied mechanics, 7, 538–546 [in Ukrainian].

Stoyan, V. A. (2016). Methods of mathematical modeling in problems of dynamics of thick elastic plates. VOC "Kyiv University" [in Ukrainian].

Stoyan, V. A. (2018). Three-dimensional integral mathematical models of the dynamics of thick elastic plates. Cybernetics and Systems

Analysis, 54(2), 232–241. https://doi.org/10.1007 /s10559-018-0024-1

Timoshenko, S., & Woinowsky-Krieger, S. (1987). Theory of plates and shells. McGraw-Hill.

Завантаження

Опубліковано

29.01.2025

Номер

Розділ

Комп'ютерні науки та інформатика

Як цитувати

Стоян, В., Черній, Д., & Волощук, С. (2025). Тривимірні задачі керування динамікою неповно спостережуваних товстих пружних плит. Частина І. Випадок неперервно заданого бажаного стану. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Фізико-математичні науки, 79(2), 65-71. https://doi.org/10.17721/1812-5409.2024/2.11