Динамика сборных конструкций трубопроводных систем с учётом условий сопряжения

• Автор: Яхненко, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Состояние вопроса. Обзор типов трубопроводных систем и методов их анализа
1.1 Современное состояние вопросов, связанных с аналитической оценкой работоспособности высоконагруженных трубопроводных систем
1.2 Экспериментальные исследования динамики работы гидросистемы
1.3 Обоснование научной проблемы применения контактной задачи для анализа сборных трубопроводов
1.4 Постановка задачи
1.5 Выводы
2 Разработка математической модели контактной задачи теории упругости на основе метода конечных элементов
2.1 Основные зависимости МКЭ при реализации вариационноэнергетического принципа метода перемещений теории упругости
2.2 Модель объемного НДС деталей трубопровода, колодок и части
каркаса планера самолета
2.3 Разработка математической модели МКЭ расчета вынужденных колебаний трубопроводных систем
2.4 Демпфирование
2.5 Анализ точности и сходимости численного решения метода конечных элементов задачи прогиба трубопровода
2.6 Замена контактных элементов
2.7 Введение данных тензометрирования в математическую модель МКЭ расчета вынужденных колебаний трубопроводных систем

2.8 Выводы
Разработка и тестирование динамических моделей трубопроводов с учетом контактной задачи
3.1 Анализ сходимости численного решения МКЭ для задачи динами-
ческого нагружения трубопровода
3.1.1 Анализ параметров частотного отклика балки на упругодемпферных опорах при изменении жесткости ее опор
3.2 Учет и оценка вариантов конструкции по параметрам ее частотно-
го отклика
3.2.1 Программа обработки результатов по частотному отклику
3.2.2 Тестовая задача
3.2.3 Методика поиска оптимального варианта в условиях сейсмиче-
ского нагружения
3.2.3.1 Математическая модель сейсмического нагружения
3.2.3.2 Результат эксперимента
3.2.3.3 Аналитическая модель
3.3 Учет данных тензометрирования для определения сходимости численного решения задачи динамики сборных конструкций
3.3.1 Методика проведения доработок гидросистемы с учетом данных тензометрирования
3.3.2 Исследование динамики работы конструкции путем исследова-
ния ее динамического НДС
3.4 Выводы
Численный эксперимент по анализу динамики реального сборного трубопровода ЛА с учетом контактного взаимодействия деталей
4.1 Построение конечно-элементной модели сборного трубопровода
для динамического анализа
4.1.1 Модель трубопровода
4.1.2 Нагрузка и условия работы конструкции
4.1.3 Свойства материалов
4.1.4 Конечно-элементная модель трубопровода
4.1.5 Модель граничных условий кинематического закрепления и нагрузок рассматриваемой деформируемой системы
4.1.6 Численный эксперимент по оценке динамических характеристик частотного отклика сборной конструкции КЭ модели с учетом изгиба фюзеляжа
4.1.6.1 Оценка деформаций летательного аппарата
4.1.6.2 Последовательность численного эксперимента
4.1.6.3 Результаты численного эксперимента
4.2 Сравнительный анализ динамического НДС моделей сборных кон-
струкций трубопроводных систем
4.2.1 Модели трубопровода
4.2.2 Результаты сравнительного анализа динамических параметров трубопроводных систем
4.3 Методика проектирования трубопровода с использованием данных тензометрирования ЛА
4.4 Практические рекомендации
4.5 Выводы
Заключение
Основные выводы по результатам работы
Литература

задач необходимо показать возможности получения их количественных характеристик.
Доказательство точности и сходимости численного решения для каждой из составляющих физических задач, а также особенностей их реализации на основе МКЭ и согласование результатов решения с данными эксперимента и теоретическими значениями позволит утверждать, что исследование динамики работы сборного трубопровода проведено с высокой степенью достоверности.
Точность решения задач с использованием МКЭ зависит от большого количества факторов, которые условно допустимо разделить на три группы [15, 36, 45,51,52,54, 84, 85, 112, 118]:
1. Точность описания физической модели (постановка задачи).
2. Точность вычислений.
3. Дискретизация тела на КЭ.
Первая и вторая представленные группы при всей их важности имеют небольшой диапазон вариативности относительно точности численного решения МКЭ.
Первая группа факторов определяется степенью идеализации математической модели относительно физического объекта. Сюда входят: геометрические свойства объекта, задание граничных условий и нагрузок, определение свойств материалов и др. Идеализация этих параметров оговаривается заранее и носит концептуальный характер. Применение контактной задачи конструкционного типа является дальнейшим продвижением в преодолении идеализации описания физической модели и, в частности, в анализе работоспособности вы-соконагруженных трубопроводных систем.
Вторая группа факторов определяется точностью вычислительного процесса, которые используется при математическом моделировании рассматриваемого физического явления. Эта проблема зависит от способа организации решения глобальной системы алгебраических уравнений с точки зрения компромисса между большой размерностью задачи и величиной ошибки округления.