Модельний ідеальний флексор

Модельний ідеальний флексор, що є правильною зірчастою пірамідою або збудованою на базі піраміди із збереженням у плані її варіантів симетрії та опуклості пелюсток зірчастою шатровою поліедральною панеллю з тонких пружних граней з шарнірними з'єднаннями, що має плоский край, до якого прилягають бічні грані у формі трикутників або прямокутників, та центральний елемент - вузол, ребро або грань, до якого також прилягають бічні грані, який відрізняється тим, що, з метою забезпечення однозначної, неперервної та вільної його деформованості у класі поліедральних панелей, при пласкому шарнірному сковзанні краю та з великими поперечними прогинами, за рахунок нежорсткої - м'якої або затягненої - втрати СТІЙКОСТІ, кожний трикутник із проекції бічних граней серединного поліедра панелі на площину краю має прилеглими до краю внутрішній та ЗОВНІШНІЙ подвоєні кути, що дорівнюють ВІДПОВІДНО -л/2-а та -л/2 + а, де а, менший ті/2, є третім кутом трикутника, причому розміри у плані та стріла підйому у центрі панелі є її генеральними, заданими незалежно, просторовими параметрами 1 Винахід належить до областей техніки, де застосовуються або можуть бути застосовані поліедральні оболонки В першу чергу до будівництва, до авіаційної та корабельної промисловості, до точного приладобудування Може бути використаний для розробки конструкції із змінною геометричною формою Розглядаються тонкі пружні поліедральні оболонки постійної товщини Серединні поверхні у цих оболонок - поліедри В застосуваннях, в теоретичних та технічних розрахунках, оболонки задаються своїми серединними поверхнями Поліедральні оболонки застосовуються в основному в будівництві [1,2] Вони використовуються і в інших технічних областях при проектуванні конструкцій по скінченно- елементному методу Ростуче значення поліедральних оболонок підкреслюється відомим прикладом з воєнної авіації американський літак - "невидимець" - стеле F117А має фюзеляж пірамідальної конфігурації, що становить його технологічне достоїнство [3] хомі конструкції невідомі Як один тільки приклад, тут можна навести знайомі лише геометрам матеріальні моделі нежорстких сфероїд них простих поліедрів-флексорів [4] Нежорсткими називаються поліедри, що допускають неперервні згинання по О Коші Тобто деформації, при яких грані переміщуються як тверді пластини і змінюються лише двогранні кути між сусідніми гранями Прості - поліедри без самоперетинів Поняття "флексор" введено Р Коннеллі, котрий уперше довів існування простих допускаючих згинання поліедрівсфероідів, тобто гомеоморфних сфері поліедрів Матеріальна модель флексору, оболонка постійної товщини, зветься теоретичним флексором У технічній літературі терміну "теоретичний флексор" відповідають різні найменування "механізм та кінематичний механізм", "механізм у особі" (фр), "точний механізм" (англ ) Практики відносять "механізм" до явища руйнування конструкції, зовсім не штересуючись питанням про існування самого "механізму" 2 Головна з вимог, яку пред'являють завжди до поліедральної оболонки, як і до будь-якої оболонки - СТІЙКІСТЬ у експлуатації Предмет нинішнього винаходу виходить на протилежні конструкції На поліедральні оболонки, які допускають при малих навантаженнях значні і контроюємі зміни геометричної форми У технічній практиці подібні ру На цей час відомо всього три коннеллівського типу поліедра-флексатора Вони були знайдені у 1978р , автори - Р Коннеллі (18вершин), Н Кейпер і П Делінь (11 вершин), К Стефен (9 вершин) З досвіду відомо, що поліедральні оболонки, побудовані на базі цих флексорів, тобто теоретичні (О ю 54692 флексори, допускають великі, ВІЛЬНІ, без видимих спотворень матеріалу деформації у класі поліедрів ВІЛЬНІ, еквівалентно - при малих навантаженнях Це неперервні, однозначні та оборотні перетворення оболонки, досить точно відтворюючі згинання серединної поверхні Конкретно названі якості перетворень виявляються у наступному При незначному навантаженні оболонка неперервно деформується з амплітудою деформації, порівнюваною з габаритними розмірами Грані оболонки, обертаючись навколо ребер, переміщуються практично як тверді пластини Напруження у оболонці, що виникають від прикладених зусиль, розвантажуються в малих околах ребер, реально стабілізуючи усю систему ребер оболонки Оболонку, котра володіє переліченими якостями, будемо називати геометричне згинаємою у класі поліедрів Це визначення будемо відносити як до замкнених, так і до відкритих оболонок, або панелей, з урахуванням граничних умов деформуємості, а також до оболонок з жорсткими - що принципово нове і важливе - серединними поверхнями Як вже відзначалося, геометрична згинаємість теоретичних флексорів відома з досвіду, її причина - нежорсткість серединного поліедру оболонки Оболонки з жорсткими серединними поверхнями, що являються геометрично згинаємими, виявлені автором нещодавно [5,6,7,], первісно на моделях окремих поліедрів, їх природно називати модельними флексорами Термін " ідеальний" у назві винаходу позначає вид витрати СТІЙКОСТІ розглядаємих оболонок А саме відому на цей час тільки теоретично, передбачену ще Л Ейлером, розглядаєму у літературі як ідеалізовану, втрату СТІЙКОСТІ "у малому" [8] Винахід не має аналогів З У основу винаходу поставлено задачу створення серії технологічно елементарних оболонок з метою раціонального їх застосування для проектування конструкцій з неперервно, вільно, та контролюємо змінюємою геометричною формою Задача вирішується побудувою шатрової поліедральної панелі - спеціальної правильної зірчатої піраміди либонь її природнього геометричного розвитку Серединний поліедр піраміди являє собою фігуру з осесиметричним циклічним планом у формі зірки Циклічно відтворюємий елемент, пелюсток зірки - опуклий чотирикутник Пелюсток складено із двох рівних трикутників, симетричних відносно його діагоналі, яка виходить із центру зірки Кожний з трикутників має прилеглими до контура зірки внутрішній та ЗОВНІШНІЙ ПОДВОЄНІ кути, рівні ВІДПОВІДНО я / 2 - а та л / 2 + а , Де а(