Bending of the elastic-plastic box-shaped beam reinforced with elastic fibers | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2025. № 97. DOI: 10.17223/19988621/97/11

Bending of the elastic-plastic box-shaped beam reinforced with elastic fibers

For the deployment of antennas on spacecraft, long hollow box-shaped beams are used in space technology. These beams are fabricated from composite materials. Solar radiation induces stresses in the beams, which significantly affect the performance of the devices mounted on the deployed structure. This study examines a box-shaped beam subjected to bending by a force applied at its free end. The center of gravity of the cross-section does not coincide with the point of the bending force application. The analysis assumes elastoplastic deformations and a lateral surface free of stresses. An exact solution is derived using conservation laws that provide a detailed description of the stress state in the structure. The stress state is calculated at each point of the considered domain through integrals along the external boundaries of the cross-section and along the contours of the fiber sections.

Download file

Counter downloads: 5

Keywords

elastic-plastic bending, box-shaped composite beam, exact solution, conservation laws

Authors

Name	Organization	E-mail
Senashov Sergey I.	Reshetnev Siberian State University of Science and Technology	sen@sibsau.ru
Savost’yanova Irina L.	Reshetnev Siberian State University of Science and Technology	ruppa@inbox.ru

Всего: 2

References

Ахмед П.С., Абед М.С., Салим И.А. Экспериментальное исследование и численное моде лирование баллистического воздействия на гибридный композит (оксид алюминия -тканый материал - эпоксидная смола - алюминий), используемый при изготовлении бронежилета // Прикладная механика и техническая физика. 2023. № 4. С. 3-13.

Пан М., Чжоу С.М., Ху Б.Л., Чзан Ю.Ц. Свободные колебания композитной балки из функ ционально-градиентного в двух направлениях материала, армированной углеродными нанотрубками // Прикладная механика и техническая физика. 2023. № 5. С. 166-178.

Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Сятковский А.И. Экспериментальное исследование эф фективности армированных вибропоглощающих покрытий // Прикладная механика и техническая физика. 2022. № 1. С. 65-70.

Железнов Л.П., Серьезнов А.Н. Исследование нелинейного деформирования и устойчи вости композитной оболочки при чистом изгибе и внутреннем давлении // Прикладная механика и техническая физика. 2022. № 2. С. 207-216.

Голышев А.А., Долгова С.В. Влияние керамического волокна SiC в металломатричном композите на его стойкость при высокоскоростном нагружении // Прикладная механика и техническая физика. 2022. № 6. С. 145-149.

Матвеенко В.П., Ошмарин Д.А., Юрлова Н.А. Использование электропроводящих ком позиционных материалов для дополнительного демпфирования смарт-систем на основе пьезоэлементов // Прикладная механика и техническая физика. 2021. № 5. С. 45-57.

Петраков И.Е., Садовский В.М., Садовская О.В. Анализ изгиба композитных пластин с учетом различия сопротивлений растяжению и сжатию // Прикладная механика и техническая физика. 2021. № 5. С. 172-183.

Федоренко А.Н., Федулов Б.Н., Ломакин Е.В. Моделирование ударного воздействия на демпфирующие элементы, изготовленные из композитных материалов // Прикладная механика и техническая физика. 2021. № 5. С. 100-107.

Богачева В.Э., Глаголев В.В., Глаголев Л.В., Маркин А.А. К нахождению предела упругости адгезионного слоя при его нормальном разрыве // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 83. С. 59-73. doi: 10.17223/19988621/83/6.

Сахабутдинова Л.Р., Сметанников О.Ю., Ильиных Г.В. Численное моделирование процесса изготовления крупногабаритного композитного кокона с учетом термовязкоупругости // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2022. № 76. С. 165-181. doi: 10.17223/19988621.

Зелепугин С.А., Толкачев В.Ф., Тырышкин И.М. Анализ эффективности противоударной стойкости двух групп керамических и композитных материалов // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2022. № 80. С. 85-96. doi: 10.17223/19988621/80/8.

Милейко С.Т. Антони Келли и композита: сегодня. Часть 2: Композиты с металлической матрицей // Композита: и наноструктуры. 2021. Т. 13, № 3-4 (51-52). С. 59-107.

Мельников Д.А., Иванов С.В., Антошин В.А., Албагачиев А.Ю. Исследование упругопрочностных характеристик стеклопластиковых труб для микротоннелирования при осевом сжатии // Композиты и наноструктуры. 2022. Т. 14, № 1 (53). С. 48-59. doi: 10.36236/1999-7590-2021-13-3-4-59-107.

Богачева В.Э., Глаголев В.В., Глаголев Л.В., Маркин А.А. Влияние пластических свойств тонкого адгезионного слоя на распределение зон пластичности и значения /-интеграла в состоянии плоской деформации // Механика композиционных материалов и конструкций. 2023. Т. 29, № 1. С 115-131.

Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979.

Гомонова О.В., Сенашов С.И. Определение областей упругого и пластического деформирования в задаче об одноосном растяжении пластины, ослабленной отверстиями // Прикладная механика и техническая физика. 2021. Т. 62, № 1. С. 208-216.

Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975.

Vinogradov A.M. Local symmetries and conservation laws // Acta Appl. Math. 1984. V. 2. P. 21-78.

Senashov S.I., Vinogradov A.M. Symmetries and conservation laws of 2-dimensional ideal plasticity // Proc. Edinburg Math. Soc. 1988. V. 31. P. 415-439.