Диссертация (1025049)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МОССКОВСКИИЙ ГОСУУДАРСТТВЕННЫЫЙ ТЕХННИЧЕСККИЙ УНИИВЕРСИТТЕТимени Н.Э. БАУМАНБНАНа праавах рукоописиФФАНТХЕ ШОНАНАЛЛИЗ ПРОЧЧНОСТИИ И ОПТТИМИЗААЦИЯМННОГОСТЕЕНОЧНЫЫХ КОММПОЗИТТНЫХ ОББОЛОЧЕЕКЛЕТАТЕЕЛЬНЫХХ АППАРРАТОВ05.07.003 – Проччность и тепловыетрежимы летательнлных аппарратовДиссертация на соисккание ученной степеениидата техннических науккандиННаучныйрруководиттель:докктор техннических наук,нССмердовА А.А.Москва - 2017 2 ОГЛАВЛЕНИЕ......................................................................................................................................

Стр.ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ .................................................... 4 ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 6 ГЛАВА 1. ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПОЗИТНЫХ ОБОЛОЧЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙТЕХНИКИ (ОБЗОР) ...................................................................................................... 12 1.1. Задачи и подходы оптимального проектирования ..........................................

12 1.2. Оптимальное проектирование композитных несущих оболочечных конструкций отсеков ракетно-космической технике ................................................... 17 ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕСУЩИХМНОГОСТЕНОЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ............................................................................ 21 2.1. Постановка задачи оптимизации ....................................................................... 21 2.2. Критерии оценки несущей способности многостеночных оболочек ............

26 2.2.1. Прочностные характеристики ..................................................................... 27 2.2.2. Общая устойчивость ..................................................................................... 31 2.2.3 Местная устойчивость ................................................................................... 35 ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ МНОГОСТЕНОЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ................................

36 ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ МНОГОСТЕНОЧНЫХ ИТРЕХСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧЕК С СОТОВЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ ......................... 43 4.1. Оптимизация несущей оболочки среднего переходника разгонногоблока «ДМ-SL» ........................................................................................................... 43 4.2. Сравнительный анализ предельных возможностей несущих углепластиковых оболочек при минимизации массы и максимизации несущей способности..... 49 3 ......................................................................................................................................

Стр.ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИСЛЕДОВАНИЯ ........................................ 58 5.1. Условия и порядок проведения испытаний...................................................... 60 5.2. Технические особенности проведения испытаний.......................................... 65 5.3. Основные результаты испытаний .....................................................................

70 5.3.1. Результаты испытаний образцов при нормальных условиях ................... 70 5.3.2. Результаты испытаний образцов при повышенной температуре ............ 79 ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................................................................................... 89 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................. 91 ПРИЛОЖЕНИЕ ...........................................................................................................

101 4 ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯОбозначения: Oxy  глобальная система координат многослойного пакета; O12  естественная (локальная) система координат монослоя; R, L линейные размеры оболочки: радиус и длина оболочки;N  осевая сжимающая (или растягивающая) сила;p  давление внутреннее (или внешнее); h, t линейные размеры элементарной ячейки: высота стенки и ширина клетки;  о , с  толщины многослойного пакета обшивки и стенки; ,  углы армирования перекрестно армированных монослоев обшивки истенки;  x ,  y ,  xy  деформации удлинения вдоль осей x, y и деформация сдвига вплоскости Oxy ; 1,  2 ,  12  деформации удлинения вдоль осей 1, 2 и деформация сдвига вплоскости Oxy ;  x , y , xy  нормальные напряжения в направлении осей x, y и касательноенапряжение в плоскости Oxy ; 1 , 2 ,12  нормальные напряжения в направлении осей 1,2 и касательноенапряжение в плоскости O12 ; Ex , E y , Gxy , vxy  технические константы жесткости многослойного пакета: модули упругости Ex , Ey в направлениях x, y ; модуль сдвига Gxy в плоскостиxy и коэффициент Пуассона v xy ; E1 , E2 , G12 , v12  технические константы жесткости однонаправленного монослоя: модули упругости E1, E2 в направлениях 1,2 ; модуль сдвига G12 вплоскости O12 и коэффициент Пуассона v12 ;5  EF  жесткость конструкции при растяжении-сжатии; F1 , F1  пределы прочности однонаправленного материала при растяжении исжатии в направлении армирования; F2 , F2  пределы прочности однонаправленного материала при растяжении исжатии в поперечном направлении; F12  предел прочности при чистом сдвиге в плоскости O12 ; k  коэффициент понижения прочности или устойчивости, учитывающийнесовершенства изготовления конструкции. g11 , g12 , g22 , g66  коэффициенты матрицы жесткости монослоя в естественнойсистеме координат g xx , g xy , g yy , g ss  коэффициенты матрицы жесткости многослойного ортотропного пакета; Bxx , Bxy , Byy , Bss  компоненты матрицы мембранных жесткостей оболочки; Dxx , Dxy , Dyy , Dss  компоненты матрицы изгибных жесткостей оболочки; Pпред  запас несущей способности оболочки; Pпр , Pм.

уст , Pо. уст  запасы прочности, местной и общей устойчивости;Сокращения: РКТ – ракетно-космическая техника; РН – ракета-носитель; РБ – разгонный блок; ОПК – оптимальное проектирование конструкций; ОПКК – оптимальное проектирование композитных конструкций; ЛКЭ – локальный критерий эффективности; ЭВМ – электронно-вычислительная машина, компьютерИндекс: (о), (с) и (в) – соответственно для обшивок, стенок и вставок;6 ВВЕДЕНИЕАктуальность темы. Высокопрочные и высокомодульные углепластики впоследние годы становятся основным материалом для изготовления несущихоболочек ракетно-космической техники [29, 35, 36]. Современные композиты, и,прежде всего, углепластики, обладают рядом очевидных преимуществ по сравнению с традиционными материалами, такими как, высокая жесткость, прочность,малая плотность, уникальные сочетания термоупругих и диссипативных характеристик и многое другое.

Следует отметить еще одну, возможно, самую главнуюособенность композитов – возможность управления свойствами композиционногоматериала путем варьирования его внутренней структуры в соответствии с назначением разрабатываемой конструкции и характером ее нагружения [27, 62].В ракетно-космической технике большой практический интерес представляет проектирование элементов цилиндрических оболочечных конструкций.

К таким элементам относятся отсеки и обтекатели ракет-носителей (РН) и разгонныхблоков (РБ), корпуса космических аппаратов, тубусы космических телескопов идр. Как правило, основной целью оптимального проектирования композитныхконструкций является обеспечение сочетания минимальной массы и способностисопротивляться действующим нагрузкам в необходимых направлениях. Достижение этой цели осуществляется выбором оптимальных параметров, определяющихразмеры элементов конструкции и структуру материала этих элементов (количество слоев композита, углы армирования и толщины этих слоев).

Следует отметить, что для проектирования композитных конструкций характерно значительноерасширение числа варьируемых параметров, в связи с чем усложняются как формулировки, так и пути решения задач оптимального проектирования. Свойствакомпозитных конструкций всегда должны рассматриваться в комплексе: необходимо следить, чтобы улучшение одних свойств не проводило бы к недопустимомуухудшению других. Перечисленные особенности определяют важность полноты и7 корректности формулировки задачи оптимального проектирования композитныхконструкций [69].На сегодняшний день в зависимости от требований к проектируемым композитным оболочечным конструкциям могут быть использованы различные конструктивные схемы: сетчатые, трехслойные с легким (сотовым) заполнителем,стрингерно-шпангоутные и другие [14, 15, 18, 19, 23, 24, 26, 30, 32, 34, 50, 56].Для этих конструктивных схем хорошо отработаны методы проектирования, технологические приемы и испытательные методики.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации