Експериментальний аналіз міцності вафельних циліндричних відсіків змінної жорсткості. Частина 1. Методика проведення експерименту
Ключові слова:
хвостовий відсік, вафельна циліндрична оболонка, датчик деформацій, навантаженняАнотація
Запропоновано метод експериментального дослідження статичного напружено-деформованого стану (НДС) хвостового відсіку ракети-носія змінної жорсткості. Хвостовий відсік складається із корпусу та опірного кільця. Корпус є зварною конструкцією, яку виготовлено із двох вафельних оболонок то двох торцевих шпангоутів. На верхньому та нижньому торцевих шпангоутах є отвір під болт та направляючі штирі для стикування із баком горючого та опірним кільцем. Матеріалом обичайок є сплав із алюмінію АМг6НПП, а шпангоутів – сплав алюмінію АМг6М. Навантаження корпусу хвостового відсіку здійснюється за допомогою чотирьох опірних кронштейнів силового кільця, яке вводиться до складу випробувального збирання. У статті описуються результати експериментального аналізу статичного НДС оптимізованого корпусу хвостового відсіку під дією зусиль, що є наближеними до натурних. Внаслідок проведення експериментальних досліджень досягнуто такі цілі: отримано дані з міцності корпусу хвостового відсіку з урахуванням особливостей конструкцій, технологій виготовлення та механічних характеристик матеріалу; перевірено теоретичні методи розрахунку на міцність конструкцій; досліджено напруження у місцях, де вони вірогідно знаходяться тільки експериментально; виявлено перерізи конструкцій з надміром міцності для наступного полегшення. До хвостового відсіку прикладаються різні статичні силові навантаження. Статичне навантаження конструкцій проводилось поетапно без динамічних складових. Під час дослідження корпусу хвостового відсіку проводилось вимірювання переміщень та деформацій. Деформацій вимірювались для трьох значень повздовжньої координати оболонки та різних точках вздовж колової координати конструкцій. У кожній точці наклеювалась розетка із двох тензодатчиків. Один тензодатчик наклеювався у повздовжньому напрямі, а другий – у коловому. З використанням запропонованого методу досліджено напружено-деформований стан хвостового відсіку, котрий спроектовано на ДП КБ «Південне».Посилання
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).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 M. A. Degtyarev, V. G. Danchenko, A. V. Shapoval, K. V. Avramov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
