Диссертация (Анализ прочности и оптимизация многостеночных композитных оболочек летательных аппаратов), страница 13

Таким образом, подтверждена несущаяспособность многостеночной структуры и принципиальная пригодность еедля использования в крупногабаритных ракетно-космических конструкцияхобтекателей и отсеков ракет-носителей и разгонных блоков.  89 ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕПредставленный в работе материал дает возможность сформулировать следующие выводы.1. Разработана методика проектных расчетов многостеночных композитныхсиловых оболочек отсеков ракет-носителей и разгонных блоков, содержащая простые инженерные формулы, пригодные для многократного переборавариантов, который проводится при оптимизации конструкции. Методикавключает расчет прочности многослойных обшивок и стенок, оценку общейустойчивости оболочки (как конструктивно-анизотропной оболочки сусловно-однородным слоем стенок или по гипотезе «ломаной линии»), атакже местной устойчивости элементов обшивок и стенок.2.

Составлены расчетные алгоритмы и разработаны программные средства дляпараметрического анализа и оптимизации композитных многостеночныхоболочек.3. На примере конкретного отсека разгонного блока РН проведен численныйанализ влияния различных параметров на несущую способность конструкции. Показано, что при изменении проектных параметров каждый из рассмотренных механизмов исчерпания несущей способности может вызыватьразрушение конструкции, и, таким образом, в проектных расчетах необходим учет всех этих механизмов.4.

Проведена сравнительная оптимизация двух типов силовых оболочек отсеков РН и РБ: многостеночных и трехслойных оболочек с сотовым заполнителем при действии осевой сжимающей силы. Построены границы предельных возможностей оптимальных конструкций «минимальная масса –максимальная несущая способность». Установлено, что конструктивнаясхема многостеночной оболочки является вполне конкурентоспособной дляоболочечных конструкций ракетно-космической техники.  90 5.

Развиты новые приемы наземных испытаний оболочечных конструкций РН,имитирующих их штатную эксплуатацию в условиях нестационарного температурного и силового воздействии. Проведено экспериментальное исследование характера деформирования и разрушения образцов многостеночных оболочек, и также оценена возможность сохранения их работоспособности при термосиловом нагружении. Установлено, что характеристикиупругости образцов мало зависят от температуры, но прочностные характеристики значительно снижаются с увеличением температуры.6.

Полученные научные результаты внедрены в учебный процесс на кафедре«Космические аппараты и ракеты-носители» МГТУ им. Г.Э. Баумана.  91 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Абросимов H.A., Баженов В.Г., Столов В.П. Минимизация массы металлокомпозитных сферических оболочек при импульсном нагружении // Прикладные проблемы прочности и пластичности. Анализ и оптимизация деформируемых систем. Горький, 1988. С. 67-72.2.Алексеев В.М., Галеев Э.М., Тихомиров В.М. Сборник задач по оптимизации. Теория.

Примеры. Задачи: Учебное пособие. 3-е изд. М.: ФИЗМАТЛИТ,2008. 256 с.3.Алфутов H.A. О практическом расчете на устойчивость конструкций, состоящих из пластин и оболочек // Машиностроение: Энциклопедия. Т. 1-3. В 2-хкн. / Под. ред. К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1995.

Кн. 2. С. 214.4.Алфутов H.A. Основы расчета на устойчивость упругих систем. М.: Машиностроение, 1991. 336 с.5.Алфутов H.A., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984. 264с.6.Алфутов H.A., Попов Б.Г. Многослойные композитные оболочки вращения //Композиционные материалы: Справочник / под ред. В.В. Васильева, Ю.М.Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. С. 376-404.7.Андреев А.Н., Немировский Ю.В.

Многослойные анизотропные оболочки и пластины. Изгиб, устойчивость и колебания. Новосибирск: Наука, 2001. 288 с.8.Аттетков A.B., Галкин C.B., Зарубин B.C. Методы оптимизации. М.: Изд-воМГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 440 с.9.Балабух Л.И., Алфутов H.A., Усюкин В.И. Строительная механика ракет. М.:Высшая школа, 1984. 391 с.10. Баничук Н.В. Введение в оптимизацию конструкций. М.: Наука, 1986. 304 с.11.

Баничук Н.В. Оптимизация форм упругих тел. М.: Наука, 1980. 256 с.12. Баничук Н.В., Кобелев В.В., Рикардс Р.Б. Оптимизация элементов конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1988. 224 с.  92 13. Барейшис И., Гаруцкас Д. Напряженное состояние многослойного конструкционного элемента, нагруженного статической нагрузкой, и оптимизацияслоистых балок и стержней // Механика композитных материалов, 2000.

№ 5.С. 593-606.14. Барынин В.А., Бунаков В.А., Васильев В.В., Разин А.Ф. Аэрокосмическиесетчатые конструкции из композиционных материалов // Общероссийскийнаучно-технический журнал "Полет". М: Машиностроение – Полет, 1998.№1. С. 40-43.15. Бахвалов Ю.О., Петроковский С.А., Полиновский В.П., Разин А.Ф. Проектирование углепластиковых нерегулярных сетчатых оболочек для ракетнокосмической техники // Общероссийский научно-технический журнал «Полет».

М.: Машиностроение – Полет, 2009. №8. С. 3-8.16. Белевичюс Р. Оптимизация формы слоистых ортотропных пластинчатых конструкций // Механика композитных материалов. 1993. № 4. С. 537-546.17. Буланов, И.М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. М: Изд-во МГТУ им.

Н.Э. Баумана, 1998. 516 с.18. Бунаков В.А. Оптимальное проектирование сетчатых композитных цилиндрических оболочек // Механика конструкций из композиционных материалов: Сборник научных статей / Под ред. В.Д. Протасова. М.: Машиностроение, 1992. С. 101-125.19. Бунаков В.А., Протасов В.Д. Сетчатые композитные цилиндрические оболочки // Механика композитных материалов, 1989. № 6.

С. 1046-1053.20. Ванин Г.А., Семенюк Н.П. Устойчивость оболочек из композиционных материалов с несовершенствами. Киев: Наукова думка, 1987. 200 с.21. Васильев B.B. Геометрическая механика деформируемого твердого тела ипроблема оптимального проектирования конструкций // Ракетно-космическаятехника. Фундаментальные и прикладные проблемы механики: МатериалыМеждународной научной конференции. М., 2006. С. 45.22. Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.:Машиностроение, 1988.

272 с.  93 23. Васильев В.В., Бунаков В.А. Проектирование сетчатых композитных цилиндрических оболочек, сжатых в осевом направлении // Конструкции из композиционных материалов, 2000. № 2. С. 68-77.24. Васильев В.В., Грудзин А.Л., Петроковский С.А., Разин А.Ф. Сетчатый композитный отсек для стыковки ракеты-носителя с космическим аппаратом //Общероссийский научно-технический журнал "Полет", 1999. № 9. С.

44–47.25. Васильев В.В., Федоров JI.B. Геометрическая теория упругости и оптимизация формы твердых тел // Известие РАН. МТТ, 2006. №1. С. 16-27.26. Григолюк Э.И., Чулков П.П. Устойчивость и колебания трехслойных оболочек. М.: Машиностроение, 1973. 172 с.27. Зиновьев П.А., Смердов A.A. Оптимальное проектирование композитных материалов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 103 с.28. Зиновьев П.А., Смердов A.A. Предельные возможности композитных структур // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение, 2005. Специальный выпуск. С. 106-128.29.

Зорин В.А. Опыт применения композиционных материалов в изделиях авиационной и ракетно-космической техники (Обзор) // Конструкции из композиционных материалов, 2011. № 4. С. 44-59.30. Зорин В.А., Болтаев П.И. Методы расчета подкрепленных оболочек из композиционных материалов // Конструкции из композиционных материалов,2011.

№ 2. С.8-20.31. Зиновьев П.А., Цветков С.В. Инвариантно-полиномиальный критерий прочности анизотропных материалов // Изв. РАН. Механика твердого тела,1994.№4. С. 140-147.32. Иванов A.A., Кашин С.М., Семенов В.И. Новое поколение сотовых заполнителей для авиационно-космической техники. М.: Энергоатомиздат, 2000. 436 с.33. Колмогоров Г.Л., Лежнева А.А. Оптимальное проектирование конструкций:Учеб.