<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2023-15-6-1054-1065</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-406</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ, СУДОРЕМОНТА И ОРГАНИЗАЦИЯ СУДОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TECHNOLOGY OF SHIPBUILDING, SHIP REPAIR AND ORGANIZATION OF SHIPBUILDING PRODUCTION</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Устойчивость прямоугольных элементов судовых конструкций при чистом сдвиге</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Shear buckling of ship structures rectangular elements</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сухотерин</surname><given-names>М. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sukhoterin</surname><given-names>M. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Сухотерин Михаил Васильевич — доктор технических наук, профессор</p><p>198035, г. Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sukhoterin, Mikhail V. — Dr. of Technical Sciences, professor </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg 198035</p></bio><email xlink:type="simple">sukhoterinmv@gumrf.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сосновская</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sosnovskaya</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Сосновская Анна Анатольевна — старший преподаватель </p><p>198035, г. Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7 </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sosnovskaya, Anna A. — Senior lecturer </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg 198035</p></bio><email xlink:type="simple">sosnovskayaaa@gumrf.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пижурина</surname><given-names>Н. Ф.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Pizhurina</surname><given-names>N. F.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Пижурина Наталья Федоровна — кандидат технических наук, доцент </p><p>198035, г. Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Pizhurina, Natal’ya F. — PhD, associate professor </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg 198035</p></bio><email xlink:type="simple">pizhurinanf@gumrf.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>06</day><month>02</month><year>2024</year></pub-date><volume>15</volume><issue>6</issue><fpage>1054</fpage><lpage>1065</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Сухотерин М.В., Сосновская А.А., Пижурина Н.Ф., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Сухотерин М.В., Сосновская А.А., Пижурина Н.Ф.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Sukhoterin M.V., Sosnovskaya A.A., Pizhurina N.F.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/406">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/406</self-uri><abstract><p>В работе для определения спектра критических нагрузок и соответствующих форм потери устойчивости прямоугольной защемленной панели (пластины) под действием уравновешенных касательных усилий на ее контуре предложен метод Бубнова – Галеркина с использованием полиномов по двум координатам. Данная задача чистого сдвига элемента обшивки судна не имеет точного замкнутого решения, а известные приближенные решения требуют анализа их точности и достоверности. Целью настоящей работы является получение и анализ численно-аналитических решений с использованием для последовательных приближений многочленов различной степени. Аппроксимирующие функции прогибов, удовлетворяющие всем граничным условиям задачи, представлены последовательно многочленами 10, 12, 14, 16 и 18 степени по двум координатам с неопределенными коэффициентами. Решение основного дифференциального уравнения задачи находилось приближенно в интегральном смысле, в результате чего были получены однородные системы линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных коэффициентов полиномов. Эти системы в качестве параметра содержат сдвигающую нагрузку. Для получения собственных чисел (критических нагрузок) определители систем приравнивались нулю. Численные результаты получены в системе аналитических вычислений Maple. Для каждого приближения (многочлена) получено степенное уравнение относительно критической нагрузки, решением которого были парные значения, отличающиеся знаками. Формы потери устойчивости представляли собой косые волны. Для квадратной панели обшивки первой формой потери устойчивости являлась одна выпучина по ее диагонали. Вторая форма была получена в виде двух выпучин, направленных в противоположные стороны (симметрично–антисимметрично относительно диагоналей) и т. д. Выполнено сравнение полученных численных результатов с результатами других авторов. Установлено, что с ростом числа слагаемых полинома уточняются прежде всего начальные критические нагрузки и формы потери устойчивости обшивки судна.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In the work to determine the spectrum of critical loads and the corresponding forms of a rectangular clamped panel (plate) buckling under the action of balanced tangential forces on its contour, the Bubnov-Galerkin method using polynomials in two coordinates is proposed. This problem of the ship skin element pure shift does not have an exact closed solution, and the known approximate solutions require an analysis of their accuracy and reliability. The aim of the work is to obtain and analyze analytical solutions using polynomials of various degrees. Approximating deflection functions satisfying all the boundary conditions of the problem are represented sequentially by polynomials of 10th, 12th, 14th, 16th and 18th degrees in two coordinates with undefined coefficients. The solution of the main differential equation of the problem is found approximately in the integral sense, as a result of which homogeneous systems of linear algebraic equations with respect to unknown coefficients of polynomials are obtained. These systems contain a shear load as a parameter. To obtain eigenvalues (critical loads), the determinants of the systems are equated to zero. Numerical results are obtained in the Maple analytical computing system. For each approximation (polynomial), a power equation with respect to the critical load, the solution of which is paired values differing in signs is obtained. The forms of buckling are oblique waves. For a ship skin square panel, the first form of buckling is a single bulge along the diagonal of the panel. The second form is obtained in the form of two bulges directed in opposite directions (symmetrically-antisymmetrically with respect to the diagonals), etc. The numerical results are compared with the results of other authors. It is established that with an increase in the number of the polynomial terms, the initial critical loads and forms of buckling are specified, first of all.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>прямоугольная защемленная пластина</kwd><kwd>чистый сдвиг</kwd><kwd>устойчивость обшивки судна</kwd><kwd>многочлены</kwd><kwd>метод Бубнова – Галеркина</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>rectangular clamped plate</kwd><kwd>pure shear</kwd><kwd>ship skin buckling</kwd><kwd>polynomials</kwd><kwd>Bubnov-Galerkin method</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Budiansky B. Buckling stresses of clamped rectangular flat plates in shear. Technical Note. No. 1559 / B. Budiansky, R. W. Connor. — Washington: NACA, 1948. — 11 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Budiansky, Bernard, and Robert W. Connor. Buckling stresses of clamped rectangular flat plates in shear. Technical Note. No. 1559. Washington: NACA, 1948.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Timoshenko S. P. Theory of Elastic Stability / S. P. Timoshenko, J. M. Gere. — 2nd edition. International Student Edition. — McGraw-Hill Book Company, 1961. — 541 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Timoshenko, Stephen P., and James M. Gere. Theory of Elastic Stability. 2nd edition. International Student Edition. McGraw-Hill Book Company, 1961.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Johns D. J. Shear buckling of isotropic and orthotropic plates: a review. Aeronautical Research Council Reports and Memoranda, Ministry of Defense. — London: Her Majesty’s Stationery Office, 1971. — 35 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Johns, D. J. Shear buckling of isotropic and orthotropic plates: a review. Aeronautical Research Council Reports and Memoranda, Ministry of Defense. London: Her Majesty’s Stationery Office, 1971.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Civalek Ö. Application of differential quadrature (DQ) and harmonic differential quadrature (HDQ) for buckling analysis of thin isotropic plates and elastic columns / Ö. Civalek // Engineering Structures. — 2004. — Vol. 26. — Is. 2. — Pp.171–186. DOI:10.1016/j.engstruct.2003.09.005.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Civalek, Ömer. “Application of differential quadrature (DQ) and harmonic differential quadrature (HDQ) for buckling analysis of thin isotropic plates and elastic columns.” Engineering Structures 26.2 (2004): 171–186. DOI: 10.1016/j.engstruct.2003.09.005.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lopatin A. V. Buckling of clamped orthotropic plate in shear / A. V. Lopatin, Y. B. Korbut // Composite Structures. — 2006. — Vol. 76. — Is. 1–2. — Pp. 94–98. DOI: 10.1016/j.compstruct.2006.06.014.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lopatin, A.V., and Y. B. Korbut. “Buckling of clamped orthotropic plate in shear.” Composite Structures 76.1–2 (2006): 94–98. DOI: 10.1016/j.compstruct.2006.06.014.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колмогоров Г. Л. Применение метода Бубнова-Галеркина для оценки устойчивости анизотропных пластин / Г. Л. Колмогоров, Т. Е. Мельникова, Е. О. Азина // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. — 2017. — № 4. — С. 29–33. DOI: 10.22363/1815-5235-2017-4-29-33.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kolmogorov, G.L., T. E. Melnikova, and E. O. Azina. “Application of the Bubnov-Galerkin method for assessment of stability of non-isotropic plates.” Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings 4 (2017): 29–33. DOI: 10.22363/1815-5235-2017-4-29-33.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Atashipour S. R. On the shear buckling of clamped narrow rectangular orthotropic plates / S. R. Atashipour, U. A. Girhammar // Mathematical Problems in Engineering. — 2015. — Vol. 2015. — Article ID 569356. DOI: 10.1155/2015/569356.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Atashipour, Seyed Rasoul, and Ulf Arne Girhammar. “On the shear buckling of clamped narrow rectangular orthotropic plates.” Mathematical Problems in Engineering 2015 (2015). DOI: 10.1155/2015/569356.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ullah S. New analytic shear buckling solution of clamped rectangular plates by a two-dimensional generalized finite integral transform method / S. Ullah, J. Zhou, J. Zhang, C. Zhou, H. Wang, Y. Zhong, B. Wang, R. Li // International Journal of Structural Stability and Dynamics. — 2020. — Vol. 20. — No. 02. — С. 2071002. DOI: 10.1142/S0219455420710029.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ullah, Salamat, Jianyu Zhou, Jinghui Zhang, Chao Zhou, Haiyang Wang, Yang Zhong, Bo Wang, and Rui Li. “New analytic shear buckling solution of clamped rectangular plates by a two-dimensional generalized finite integral transform method.” International Journal of Structural Stability and Dynamics 20.02 (2020): 2071002. DOI: 10.1142/S0219455420710029.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhu Z. Shear buckling of ship plates with different holes / Z. Zhu, X. Li, Q. Chen, Y. Cai // Mechanics &amp; Industry. — 2022. — Vol. 23. — Article Num. 4. DOI: 10.1051/meca/2022004.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhu, Zhaoyi, Xiaowen Li, Qinglin Chen, and Yingqiang Cai. “Shear buckling of ship plates with different holes.” Mechanics &amp; Industry 23 (2022). DOI: 10.1051/meca/2022004.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shahrestani M. G. Elastic and inelastic buckling of square and skew FGM plates with cutout resting on elastic foundation using isoparametric spline finite strip method / M. G. Shahrestani, M. Azhari, H. Foroughi // Acta Mechanica. — 2018. — Vol. 229. — Pp. 2079–2096. DOI: 10.1007/s00707-017-2082-2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shahrestani, Mojtaba G., Mojtaba Azhari, and Hamid Foroughi. “Elastic and inelastic buckling of square and skew FGM plates with cutout resting on elastic foundation using isoparametric spline finite strip method.” Acta Mechanica 229 (2018): 2079–2096. DOI: 10.1007/s00707-017-2082-2.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Барышников С. О. Устойчивость внешних консольных элементов глубоководных аппаратов / С. О. Барышников, М. В. Сухотерин, Т. П. Кныш // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2020. — Т. 12. — № 2. — С. 347–358. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-2-347-358.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baryshnikov, Sergej O., Mikhail V. Sukhoterin, and Tat’yana P. Knysh. “Stability of external cantilever elements of deep-sea vehicles.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 12.2 (2020): 347–358. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-2-347-358.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сухотерин М. В. Определение спектра критических нагрузок и форм равновесия сжатых панелей обшивки корпуса судна / М. В. Сухотерин, Е. В. Потехина, Л. В. Анненков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2014. — № 2 (24). — С. 44–51.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sukhoterin, Mikhail V., Ekaterina V. Potekhina, and Leonid V. Annenkov. “Determination of the spectrum of critical loads and forms balance compressed cladding panels hull.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 2(24) (2014): 44–51.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сухотерин М. В. Устойчивость сжатых панелей обшивки судна / М. В. Сухотерин, Т. П. Кныш, Л. В. Анненков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2013. — № 2. — С. 51–58.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sukhoterin, Mikhail V., Tat’yana P. Knysh, and Leonid V. Annenkov. “Stability of ship’s plating compressed panels.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova (2013): 51–58.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Барышников С. О. Потеря устойчивости обшивки судна при сложном изгибе / С. О. Барышников, М. В. Сухотерин // Речной транспорт (XXI век). — 2013. — № 1 (60). — С. 61–65.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baryshnikov, S., and M. Suhoterin. “The loss of ship’s cover stability in complex bend.” River transport (XXI century) 1(60) (2013): 61–65.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лехницкий С. Г. Анизотропные пластинки / С. Г. Лехницкий. — М.; Л.: ОГИЗ (Гостехиздат), 1947. — 355 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lekhnitsky, S. G. Anisotropic plates. Gordon &amp; Breach, New York, 1968.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Канторович Л. В. Приближенные методы высшего анализа / Л. В. Канторович, В. И. Крылов. — Л.; М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1949. — 695 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kantorovich, L.V., and V. I. Krylov. Approximate methods of higher analysis. Translated from the 3rd Russian Edition by C. D. Benster. Groningen, Noordhoff, 1958.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
