Диссертация (1025993), страница 18

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

Текст из файла (страница 18)

Конструкций ЛА или ее отдельных элемент (узел) подвергается128комплексному термовибрационному режиму, согласно проведенному расчету.10. По окончанию испытаний проводится осмотр испытуемой конструкцииили ее элемента (узла), а также дополнительные мероприятия, направленные наконтрольотдельныххарактеристикконструкции(герметичности,радиотехнических характеристик и т.д.) и их сравнения с допустимымикритериальными значениями для окончательной формулировки результатовиспытаний на стойкость к комплексному термовибрационному воздействию.Таким образом, созданный лабораторный испытательный комплекс иразработанная методика проведения испытаний позволяют проводить вназемных условиях исследование стойкости и оценку работоспособности ЭКСконструкций ЛА в условиях комплексного термовибрационного воздействия.3.4.

Выводы по главе 31. Предложен и апробирован новый индукционный способ тепловогонагружения элементов конструкций ЛА, позволяющий в процессе наземнойотработки конструкций ЛА, а также при проведении оценки работоспособностиэлементов и конструкций ЛА осуществлять бесконтактный равномерныйпрецизионный нагрев по заданному эксплуатационному режиму, что в своюочередьпозволяетповыситьточностьвоспроизведенияреальныхэксплуатационных нагрузок.2. Разработана и экспериментально отработана инженерная методикарасчетапараметровиндукционногонагревателя,предназначеннаядляпрактической реализации предложенного способа теплового нагружения ипозволяющая по заданному режиму нагрева спроектировать и изготовитьспециальный индукционный нагреватель.3.

Разработана и создана лабораторная испытательная установка дляоценки работоспособности ЭКС конструкций ЛА в условиях продолжительного129теплосилового воздействия. Установка выполнена в двух вариантах: первыйвариант исполнения предназначен для проведения испытаний на долговечностьЭКС в условиях скоростного одностороннего теплового воздействия совместнос силовой сдвиговой нагрузкой; второй вариант исполнения предназначен дляпроведения испытаний на длительную прочность и долговечность ЭКС вусловиях продолжительного статического теплосилового воздействия.4.

Разработан и создан лабораторный испытательный комплекс дляисследований стойкости и работоспособности ЭКС конструкций ЛА в условияхкомплексного термовибрационного воздействия, позволяющий проводитьусталостные и ресурсные испытания ЭКС, а также исследования влиянияпараметров ЭКС на динамические характеристики конструкции ЛА.5. Разработана методика проведения испытаний ЭКС конструкций ЛА настойкость к комплексному термовибрационному воздействию, позволяющая насозданном испытательном комплексе проводить оценку работоспособностиЭКСконструкцийвоздействия.ЛАвусловияхкомплексноготермовибрационного130ГЛАВА4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕРАБОТОСПОСОБНОСТИИССЛЕДОВАНИЕЭЛАСТОМЕРНЫХКЛЕЕВЫХСОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ГЕРМЕТИКА ВИКСИНТ У-2-28В рамках экспериментальной отработки разработанных методов итехническихиспытательныхсредствоценкиработоспособностиЭКСконструкций ЛА, а также проверки предложенных определяющих соотношенийи критерия долговечности проведены экспериментальные исследования ЭКС наосновевысокоэластическогокремнийорганическогогерметикаВИКСИНТ У-2-28, широко используемого в производстве конструкцийвысокоскоростных ЛА различного класса и назначения.Самовулканизирующийся термостойкий герметик ВИКСИНТ У-2-28является трёхкомпонентным герметиком, предназначенным для внутришовнойгерметизации конструкций, эксплуатирующихся в температурном диапазоне отминус 60 °С до плюс 300 °С [178].4.1.

Работоспособность при кратковременных нагрузкахВ главе 2 настоящей работы (п. 2.1) предложен методический подход коценке работоспособности ЭКС при кратковременном режиме эксплуатации сучетом конечных деформаций эластомерного адгезива, предполагающийидентификацию материала адгезива с точки зрения выбора вида упругогопотенциала позволяющего описывать его механическое поведение. Согласнопредложенному подходу идентификация материала адгезива проводится порезультатам испытаний на растяжение плоских образцов адгезива.1314.1.1.

Определение параметров упругих потенциалов адгезива порезультатам испытаний образцов на растяжениеДля описания нелинейного поведения эластомерного адгезива в условияхконечных деформаций во второй главе данной работы предложены два упругихпотенциала (потенциал Трелоара и потенциал Муни-Ривлина), на основекоторыхполученыфункциональнуюопределяющиезависимостьсоотношения,междуустанавливающиерастягивающимусилиемN,прикладываемым к образцу адгезива, и кратностью удлинения λ.Полученный соотношения согласно (2.9) и (2.10) имеют следующий вид:для потенциала ТрелоараN  S  ( 12);(4.1)для потенциала Муни-РивлинаN  S ( 12)  ( 1 2),(4.2)где S – площадь поперечного сечения плоского образца в исходномнедеформированном состоянии, μ, μ1 и μ2 – параметры материала.Для определения параметров материала μ, μ1, μ2 были использованырезультаты испытаний на растяжение плоских образцов, изготовленных извышеописанного эластомерного герметика ВИКСИНТ У-2-28 в соответствии стребованиями ГОСТ 21751 (Рис.

4.1).Рис. 4.1. Образец для определения условной прочности и величиныотносительного удлинения при разрыве (в соответствии с ГОСТ 21751)132Испытания на растяжение до разрушения образца проводились настандартной разрывной машине по методике, разработанной согласнотребованиям ГОСТ 21751. После обработки полученных при испытанияхкривых растяжения были построены диаграммы зависимости прикладываемогок образцам растягивающего усилия N от величины кратности удлинения λ(Рис. 4.2).Рис. 4.2 Экспериментальные диаграммы растяжения плоских образцовгерметика ВИКСИНТ У-2-28Согласно (4.1) значение параметра μ для упругого потенциала Трелоараравно:NS ( 12.)(4.3)Среднее значение площади поперечного сечения испытываемых образцовпосле замера в трех разных сечения каждого образца составило: S = 11,89 мм2.Для получения значений параметров Ni и λi , а также соответствующих имзначенийпараметраμiдлякаждогоi-гообразцаиспользовалисьэкспериментальные диаграммы растяжения и соотношение (4.3).133В результате определено числовое значение параметра упругогопотенциала Трелоара  , как среднее от всех полученных значений μi, равное1,04 МПа.Для определения параметров μ1 и μ2 для упругого потенциала МуниРивлина использовался описанный ранее метод минимизации невязкирасчетных и экспериментальных данных (ММН), для этого выражение (4.2)было представлено в следующем виде:N 1 1     2  1  1  3  2 .S    (4.4)Соотношение (4.4) использовалось для построения системы линейныхуравнений в матричном виде:N       ,S (4.5)N где    вектор-столбец значений растягивающей нагрузки отнесенной кS площади поперечного сечения недеформированного образца;     матрица,состоящая из строк значений   1;1 21 ; 3   1 , 2 T векторнеизвестных параметров.При этом неизвестный вектор {μ} определялся согласно выражению:    N  ,S (4.6)где матрица    является псевдообратной матрицей к матрице    , которая,как было показано ранее (2.33), определяется соотношением:  T    T .1(4.7)134Ниже представлены построенные для каждого i-го образца на основанииN полученных экспериментальных диаграмм растяжения вектор-столбцы   и S iматрицы   i : 0,84  0,84  0,84  1,18 1, 26 1, 26  1,51 1, 60 1, 60   N  1, 77   N   1,93 N  ,    1,85  ,       , S 1  S 2  2, 02   S 3  2,19 2,10 2, 27  2, 44  2,35 2, 44 2, 612, 44  2, 61 2, 78  0, 611, 061, 421  1, 75 2, 05 2,342, 62 0, 610, 251, 060,5 1, 420, 75 1  ,   1, 752 2, 051, 25  2,341,5 2, 621, 75  2,89 0,84  0,84  1,18 1, 26 1,511, 60  N 1, 77  N   1,93  ;  ,    S 4  2,19   S 5  1,98  2, 25  2,35  2, 40  2,52  2,51 2, 69  0, 610, 251, 060,5 1, 420, 75 1    1, 75 ,  3  2, 051, 25  2,341,51, 75 2, 62 2,892 5 0, 611, 061, 421, 75 2, 05 2,342, 62 2,890, 25 0, 611, 060,5 0, 75 1, 421 1, 75 , 4  1, 25  2, 05 2,341,5 1, 75 2, 62 2,892 0, 250,5 0, 75 1 ,1, 25 1,5 1, 75 2 0, 250,5 0, 75 1 .1, 25 1,5 1, 75 2 С помощью построенных матриц в соответствии с выражением (4.7)получены псевдообратные матрицы   i :  1 0,94 1,15 0,95 0, 61 0,13 0, 40 0,97 ,1,491,801,450,870,060,811,76135 0, 73 0,93 0,82 0, 62 0,32 0, 02 0,39 0, 79 ,1,121,411,230,890,400,150,741,40  2    3 0, 73 0,93 0,82 0, 62 0,32 0, 02 0,39 0, 79 , 1,12 1, 41 1, 23 0,89 0, 40 0,15 0, 74 1, 40  0, 73 0,93 0,82 0, 62 0,32 0, 02 0,39 0, 79 ,1,121,411,230,890,400,150,741,40  4    5После 0, 73 0,93 0,82 0, 62 0,32 0, 02 0,39 0, 79 . 1,12 1, 41 1, 23 0,89 0, 40 0,15 0, 74 1, 40 чего,спомощьюимеющихсяданныхсиспользованиемсоотношения (4.6) найдены искомые векторы i равные соответственно:0,930,89  0,84  0,87 0,85 ,,,,.23450,210,280,240,270,231  Числовые значения параметров материала μ1 и μ2 для упругого потенциалаМуни-Ривлина были найдены путем осреднения полученных значений μ1i и μ2i.В результате чего, параметры μ1 и μ2 оказались равны 0,88 МПа и 0,25 МПасоответственно.На Рис.

4.3 приведено сравнение экспериментально полученныхдиаграмм растяжения плоских образцов эластомерного герметика ВИКСИНТУ-2-28икривых,полученныхрасчетнымпутем,сиспользованиемпредложенного в работе метода определения параметров упругого потенциалаэластомерного адгезива.Представленные на Рис. 4.3 кривые показывают, что упругий потенциалТрелоара и упругий потенциал Муни-Ривлина с удовлетворительной точностьюпозволяют описывать механическое поведение эластомерного герметикаВИКСИНТ У-2-28 при растяжении плоских образцов.

Однако можно отметитьнебольшое преимущество в точности совпадения с экспериментальнымиданными, особенно проявляющееся при больших значениях кратности удлинения (λ > 2,5), которое имеет двухпараметрических упругий потенциал Муни-136Ривлина.Рис. 4.3. Экспериментальные диаграммы растяжения плоских образцовэластомерного герметика ВИКСИНТ У-2-28 (символами) и расчетные кривые,полученные с помощью упругого потенциала Трелоара (штриховая линия) иупругого потенциала Муни-Ривлина (сплошная линия)Таким образом, можно сделать вывод о том, что предложенный метод сиспользованием упругих потенциалов Трелоара и Муни-Ривлина для описаниябольших деформаций эластомерного герметика ВИКСИНТ У-2-28 прирастяжении, а также метод определения параметров материала, входящих ввыражения данных потенциалов, показывают удовлетворительное согласие срезультатамиподтвержденииэкспериментов.возможностиЭтоговоритпредложенногообэкспериментальномподходаиконкретноустановленных значений параметров материала для описания большихсдвиговых деформаций эластомерного адгезива в клеевом соединении.4.1.2.

Конечные сдвиговые деформации адгезиваУстановленные в предыдущем пункте параметры упругих потенциаловТрелоара и Муни-Ривлина, для герметика ВИКСИНТ У-2-28 равные137соответственно μ=1,04 МПа иμ1= 0,88 МПа, μ2=0,25МПа, позволяютиспользовать полученные в главе 2 (см. п.2.1.3) соотношения для описаниязависимости сдвиговой деформации   k  tg от сдвигового напряжения  сд .Так, с учетом полученных соотношений (2.17) и (2.18) и установленных впредыдущем пункте значений параметров материала, зависимость междусдвиговой деформацией  для эластомерного герметика ВИКСИНТ У-2-28 иприкладываемымсдвиговымнапряжением сдприметсоответственноследующий вид:– для потенциала Трелоара  сд      1,04   ;(4.8)– для потенциала Муни-Ривлина  сд  (1  2 )    1,13   .(4.9)Верификация соотношений (4.8) и (4.9) проводилась путем сопоставлениярасчетныхкривыхсэкспериментальнымидиаграммами«нагрузка-перемещение» P(l) (Рис.

Характеристики

Список файлов диссертации