Geometric Investigation of Three Thin Shells with Ruled Middle Surfaces with the Same Main Frame

It is proved and illustrated that by taking the main frame of the surface, consisting of three plane curves placed in three coordinate planes, three different algebraic surfaces with the same rigid frame can be designed. For the first time, one three of new ruled surfaces in a family of five threes of ruled surfaces, formed on the basis of some shapes of hulls of river and see ships, which, in turn, are projected in the form of algebraic surfaces with a main frame of three superellipses or of three other plane curves, is under consideration in detail with a standpoint of differential geometry. The geometrical properties of the ruled surfaces taken as the middle surfaces of thin shells for industrial and civil engineering are presented. Analytical formulas for determination of force resultants with using the approximate momentless theory of shells of zero Gaussian curvature given by non-orthogonal conjugate curvilinear coordinates are offered for the first time. The results derived using these formulae will help to correct the results obtained by numerical methods.

Показано и проиллюстрировано, что, взяв каркас поверхности, состоящий из трех плоских кривых, расположенных в трех координатных плоскостях, можно спроектировать три различные алгебраические поверхности с одним и тем же жестким каркасом. Рассмотрена одна тройка новых линейчатых поверхностей в семействе из пяти троек линейчатых поверхностей, сформированных на основе некоторых форм корпусов речных и морских судов, которые, в свою очередь, проецируются в виде алгебраических поверхностей с основным каркасом из трех суперэллипсов или из трех других плоские кривые подробно рассматриваются с точки зрения дифференциальной геометрии. Приводятся геометрические свойства линейчатых поверхностей, взятых в качестве средних поверхностей тонких оболочек для промышленного и гражданского строительства. Предложены аналитические формулы для определения результирующих сил с использованием приближенной безмоментной теории оболочек нулевой гауссовой кривизны, заданных неортогональными сопряженными криволинейными координатами. Результаты, полученные с использованием этих формул, помогут скорректировать результаты, полученные численными методами.