Численное моделирование напряженно-деформированного состояния конструкций авиационных изделий при совместной эксплуатации с носителем

• Автор: Зарецкий, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 102 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор литературы по основным вопросам исследования
Глава 2. Методика моделирования напряженного состояния и оценки долговечности конструкций авиационных изделий при случайном нагружении
2.1. Методика конечно-элементного моделирования динамического состояния
2.2. Методика конечно-элементного моделирования напряженного состояния конструкции
2.3. Методика оценки долговечности конструкции при случайном нагружении
2.4. Моделирование реализаций случайных процессов напряжений
2.5. Схематизация реализаций процессов напряжений и построение кривых повторяемости циклов напряжений
2.6. Построение приведенной кривой усталости для элементов конструкции авиационного изделия
2.7. Оценка долговечности конструкции
Глава 3. Динамическое состояние конструкции авиационного изделия при случайном пространственном кинематическом возбуждении
3.1. Анализ собственных форм и частот конструкции
3.2. Характеристики виброускорений конструкции авиационного изделия
3.3. Сопоставление результатов численного моделирования и
экспериментальных данных
Глава 4. Исследование напряженного состояния конструкции авиационного изделия при случайных колебаниях
4.1. Моделирование напряженного состояния конструкции при случайном кинематическом возбуждении
4.2. Результаты моделирования напряженного состояния
Глава 5. Оценка долговечности конструкции авиационного изделия при случайном нагружении
5.1. Моделирование реализаций случайных процессов напряжений
5.2. Схематизация реализаций процессов напряжений и построение кривых повторяемости циклов напряжений
5.3. Построение приведенной кривой усталости для элементов конструкции авиационного изделия
5.4. Оценка долговечности конструкции на основе корректированной
линейной гипотезы накопления усталостных повреждений
Заключение
Список литературы
Введение
Одной из актуальных проблем современного машиностроения является проблема обеспечения требуемой долговечности конструкции машин при увеличении мощностей, скоростей, грузоподъёмности и при одновременном снижении металлоемкости изделий. Эта проблема является особенно сложной при разработке различных летательных аппаратов (ЛА), в том числе, авиационной техники. Увеличение скоростей полёта, энерговооруженности, маневренности новых самолетов приводит к повышению уровня напряженности как в элементах конструкции самого авиационного носителя, так и размещаемых на нем авиационных изделий.
При эксплуатации авиационное изделие подвергается различным внешним воздействиям. В общем случае к данным воздействиям относятся климатические, статические, вибрационные, виброударные, акустические нагрузки, кинетический нагрев, многократные удары, линейные ускорения. В таблице В.1 приведены внешние воздействия на конструкцию авиационного изделия на различных этапах эксплуатации.
Наиболее интенсивный уровень воздействий на изделие наблюдается на этапе его совместной эксплуатации с самолётом-носителем. Возникающие во время совместного полета динамические нагрузки могут вызвать относительно высокий уровень напряжений в зонах нерегулярностей конструкции и могут дать существенный вклад в накопление усталостных повреждений. Это может вызывать разрушение элементов конструкции изделия в течение относительно малой части требуемого ресурса. При этом опасность представляет не только разрушение изделия, но и возможность повреждения носителя. Поэтому при разработке комплекса носитель-изделие особое внимание уделяется оценке параметров долговечности и безопасности эксплуатации авиационных изделий, транспортируемых совместно с самолётом-носителем.

нагружения. Под блоком нагружения понимают совокупность последовательных значений переменных нагрузок, действующих на конструкцию за какой-либо характерный период эксплуатации, по отношению к которому определяется ресурс изделия.
Таким образом, каждый метод схематизации устанавливает правила и допущения выделения цикла или полуцикла регулярного нагружения конструкции из реального нафужения в процессе эксплуатации самолета.
Схематизация временных реализаций а(0 (рис. 5.3, 5.5), действующих в элементах конструкции авиационного изделия напряжений, для выделения циклов осуществляется в соответствии с ГОСТ 25.101-83. Классификация существующих методов схематизации представлена на блок-схеме (рис. 2.2) [23].
Рис. 2.
Классификация методов схематизации процессов
Принято считать, что наиболее приемлемые результаты для оценки долговечности даёт метод полных циклов. Но в последнее время широкое распространение получил метод «дождя». Этот метод приводит к результатам, практически совпадающим с результатами, полученными методом полных циклов, и более удобен для профаммирования на ЭВМ и автоматизации процесса обработки экспериментальных данных о нагруженности.