Расчет напряженно-деформированного, предельного состояния и демпфирующих характеристик элементов композитных конструкций несущей системы вертолета

• Автор: Горелов, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО И ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ КОМПОЗИТНОЙ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ» МЕТОДОМ ВАРИАЦИИ УПРУГИХ ПОСТОЯННЫХ
1.1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОМПОЗИТНОЙ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ».
1.1.1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОМПОЗИТНОЙ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ»
1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ И НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ ТОНКОСТЕННОГО МНОГОСЛОЙНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ ЛОПАСТИ
1.2.1. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ЖЕСТКОСТЕЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ, ИЗГИБ И ПОЛОЖЕНИЯ ГЛАВНЫХ ОСЕЙ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
1.2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАСАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ ИЗГИБЕ И ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА ЖЕСТКОСТИ
1.2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАСАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ЖЕСТКОСТИ ПРИ КРУЧЕНИИ
1.3. МЕТОД ВАРИАЦИИ УПРУГИХ ПОСТОЯННЫХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИЖНЕЙ И ВЕРНЕЙ ГРАНИЦ ПРЕДЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА
1.3.1. ДОПУЩЕНИЯ ТЕОРИИ ПРЕДЕЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ И СЛЕДСТВИЯ ИЗ НИХ
1.3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ПРЕДЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
1.3.3 АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ПАРАМЕТРА НАГРУЖЕНИЯ ПРИ ЗАДАННОМ ЕДИНИЧНОМ ВЕКТОРЕ ОБОБЩЕННЫХ УСИЛИЙ
1.3.4. АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИЖНЕЙ И ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦ ПАРАМЕТРА НАГРУЖЕНИЯ ПРИ ЗАДАННОМ РАБОЧЕМ ВЕКТОРЕ ОБОБЩЕННЫХ УСИЛИЙ
1.4. ВЕРЕФИКАЦИЯ АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММЫ

1.4.1. ТЕСТОВЫЕ РАСЧЕТЫ
1.5. РАСЧЕТ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ КОЭФФИЦИЕНТА
ПРЕДЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ КОМПОЗИТНОЙ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА «АНСАТ»
1.5.1. ДОПУЩЕНИЯ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ
1.5.2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛА ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ»
1.5.3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ ПРЕДЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ КОМПОЗИТНОГО ТОРСИОНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ» МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОМПОЗИТНОГО ТОРСИОНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ»
2.1.1. ОПИСАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТОРСИОНА..
2.1.2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛА ТОРСИНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ»
2.2. КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНАЯ МОДЕЛЬ КОМПОЗИТНОГО ТОРСИОНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА
2.2.1. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТКИ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОМПОЗИТНОГО ТОРСИОНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА
2.2.2. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ И НАГРУЗКИ
2.3. ПРОВЕДЕНИЕ РАСЧЕТОВ НДС ТОРСИНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.3.1. ОЦЕНКА ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ И КАЧЕСТВА КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕТКИ
2.3.2. ПРОВЕДЕНИЕ РАСЧЕТОВ НДС
2.3.3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕМПФИРУЮЩИХ
СВОЙСТВ КОМПОЗИТНОГО ТОРСИОНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА «АНСАТ»
3.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ РУКАВА ТОРСИОНА НЕСУЩЕГО ВИНТА

ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ» ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ С УЧЕТОМ ВЯЗКО-УПРУГИХ СВОЙСТВ РЕЗИНЫ
3.1.4. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОМПОНЕНТ ТЕНЗОРА ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
3.1.5. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОМПОНЕНТ ТЕНЗОРА НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
3.1.6. УРАВНЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
3.1.7. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
3.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МОДИФИКАЦИЙ КОМПОЗИТНОГО ТОРСИОНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ»
3.2.1. ОПИСАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТОРСИОНА
3.2.2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛА ТОРСИНА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА «АНСАТ»
3.3. КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫЕ МОДЕЛИ
3.3.1. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТКИ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.3.2. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ И НАГРУЗКИ
3.3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ КОЛЕБАНИЙ ТОРСИОНА
3.3.4. ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ И КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛЕЙ ТОРСИОНА
3.4. РАСЧЕТ ДЕМПФИРУЮЩИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОРСИОНА В ПЛОСКОСТЯХ ВРАЩЕНИЯ И ВЗМАХА.
3.4.1. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ДЕКРЕМЕНТА ЗАТУХАНИЯ КОНЦЕВОЙ ЧАСТИ РУКАВА ТОРСИОНА
3.4.2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ДЕКРЕМЕНТА ЗАТУХАНИЯ КОНЦЕВОЙ ЧАСТИ РУКАВА ТОРСИОНА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ств =eG,z[i(/-2G1+KG2) + 2^-K42], (1.46)
в которой пока осталось неопределенным значение погонного угла закручивания 0.
Для его определения запишем момент этих напряжений относительно центра жесткости О'. Этот момент должен быть равен крутящему моменту Mz в рассматриваемом сечении, то есть:
М2 = (е3 • JJcrJr'xT]rfF) = =

= JKt(P ’,v) + yrfF.

Подставив сюда выражение для напряжений (1.46) и учитывая, что dF = (1 — KF)dqds, получим:
L • ^
М, = 02 ids, І GjF(t, - 2G, + кв2) + 2? - к?) x '■ 0 So ^
x[(p',v) + ^](l-K^, где сумма распространяется на все участки базового контура поперечного сечения.
Выполнив в полученном выражении интегрирование по толщине стенки, и пренебрегая затем членами порядка К*h по сравнению с единицей, будем иметь:
L ■ ~ L- ~
к=0Е ft / №'. v)+-5-]*,+2 /й - S-)*,}.
і О Ц) 0 Ц)
откуда следует формула для определения погонного угла закручивания:
0 = ^, (1-47)
где С - жесткость поперечного сечения на кручение, определяемая формулой