Экспериментальный анализ прочности вафельных цилиндрических отсеков переменной жесткости. Часть 1. Методика проведения эксперимента
Ключевые слова:
хвостовой отсек, вафельная цилиндрическая оболочка, датчики деформаций, нагрузкаАннотация
Предложен метод экспериментального исследования статического напряженно-деформированного состояния (НДС) хвостового отсека ракеты-носителя (РН) переменной жесткости. Хвостовой отсек состоит из корпуса и опорного кольца. Корпус представляет собой сварную конструкцию, изготовленную из двух вафельных обечаек и двух торцевых шпангоутов. На верхнем и нижнем торцевых шпангоутах имеются отверстия под болты и направляющие штыри для стыковки с баком горючего и опорным кольцом соответственно. Материал обечаек – сплав алюминия АМг6НПП, шпангоутов – сплав алюминия АМг6М. Нагружение корпуса хвостового отсека производится через четыре опорных кронштейна силового кольца, введенного в состав испытываемой сборки. В статье описываются результаты экспериментального анализа статического НДС оптимизированного корпуса хвостового отсека в условиях нагружения, близкого к натурному. В результате проведения экспериментальных исследований достигнуты следующие цели: получены данные о прочности корпуса хвостового отсека с учетом особенностей конструкции, технологии изготовления и механических характеристик материала; проверены теоретические методики расчета на прочность конструкции; определены напряжения в местах, где они наиболее достоверно могут быть найдены только экспериментально; выявлены сечения конструкции, обладающие избытком прочности для их последующего облегчения. К хвостовому отсеку прикладываются разные по величине статические силовые факторы. Статическое нагружение конструкции производится поэтапно без динамических составляющих. При испытаниях корпуса хвостового отсека производилось измерение перемещений и деформаций. Деформации измерялись для трех различных значений продольной координаты оболочки и в различных точках по окружной координате конструкции. В каждой точке наклеивалась розетка из двух тензодатчиков. Один тензодатчик наклеивался в продольном направлении, а другой – в окружном. С помощью предложенного метода исследовано напряженно-деформируемое состояние хвостового отсека, который проектировался ГП КБ «Южное».
Библиографические ссылки
Mossakovskiy, V. I., Makarenkov, A. G., Nikitin, P. I., Savin, Yu. I., & Spiridonov, I.N. (1990). Prochnost raketnykh konstruktsiy [Strength of rocket constructions].Moscow: Vyshcha shkola, 358 p. (in Russian).
Amiro, I.Ya., & Zarutskiy, V. A. (1980). Teoriya rebristykh obolochek [Theory of ribbed shells]. Kiyev: Naukova dumka, 367 p. (in Russian).
Amiro, I. Ya., Grachev, O. A., Zarutskiy, V. A., Palchevskiy, A. S., & Sannikov, Yu. A. (1987). Ustoychivost rebristykh obolochek vrashcheniya [Stability of ribbed shells of revolution]. Kiyev: Naukova dumka, 180 p. (in Russian).
Andrianov, I.V., Lesnichaya, V. A., Loboda, V. V., & Manevich, L. I. (1986). Raschet prochnosti rebristykh obolochek inzhenernykh konstruktsiy [Calculation of strength of ribbed shells of engineering structures]. Kiyev;Donetsk: Vyshcha shkola, 167 p. (in Russian).
Lizin, V. T. & Pyatkin, V. A. (1994). Proyektirovaniye tonkostennykh konstruktsiy [Design of thin-walled structures].Moscow: Mashinostroyeniye, 247 p. (in Russian).
(1989). Raschety mashinostroitelnykh konstruktsiy metodom konechnykh elementov: spravochnik (pod obshchey red. V. I. Myachenkova) [Myachenkov, V.I. (Ed.). Calculations of engineering constructions by the finite element method: A handbook].Moscow: Mashinostroyeniye, 456 p. (in Russian).
Karmishin, A. V., Lyaskovets, V. A., Myachenkov, V. I., & Frolov, A. N. (1975). Statika i dinamika tonkostennykh obolochechnykh konstruktsiy [Statics and dynamics of thin-walled shell structures].Moscow: Mashinostroyeniye, 280 p. (in Russian).
Pechnikov, V. P., Zakharov, R. V., & Tarasova, A. V. (2007). Proyektirovaniye vafelnykh obolochek toplivnykh bakov rakety s uchetom plasticheskikh deformatsiy [Designing waffle-grid shells for rocket fuel tanks with regard to plastic deformations]. Inzh. zhurn.: nauka i innovatsii – Engineering Journal: Science and Innovations, vol. 11, pp. 1–14 (in Russian).
Kondratyev, A. V. (2010). Proyektirovaniye golovnykh obtekateley raket-nositeley iz polimernykh kompozitnykh materialov pri odnovremennom teplovom i silovom vozdeystvii [Designing head fairings of launch vehicles from polymer composite materials with simultaneous thermal and force impact]. Vopr. proyektirovaniya i pro-va konstruktsiy letat. apparatov – Issues of Design and Manufacture of Flying Vehicles, vol. 4, pp. 11–22 (in Russian).
Gudramovich, V. S., Gart, E. L., Klimenko, D. V., Tonkonozhenko, A. M., & Ryabokon, S. A. (2011). Konechno- elementnyy analiz uprugo-plasticheskogo napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya otsekov raketnykh konstruktsiy s vyrezami [Finite-element analysis of the elastic-plastic stress-deformed state of the cut-out sections of rocket structures]. Tekhn. mekhanika – Technical Mechanics, vol. 4, pp. 52–61 (in Russian).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 M. A. Degtyarev, V. G. Danchenko, A. V. Shapoval, K. V. Avramov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
