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
![Лицензия Creative Commons](http://i.creativecommons.org/l/by-nd/4.0/88x31.png)
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).