Идентификация жесткостных характеристик конструкции ЛА с учетом физической нелинейности материала

• Автор: Крер Муфтах Мохамед Булгасем
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 120 с.

Цель, задачи, методика исследования, результаты, выносимые на защиту

Научная новизна

Практическая ценность и внедрение результатов

Апробация работы и публикации

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ. АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ПРОЧНОСТИ
1.1. Обратные задачи прочности летательных аппаратов. Общая постановка и особенности обратных задач

1.2. Математические модели и принятые допущения

1.3. Анализ численных методов

Применение метода интегрирующих матриц для разных математических моделей

1.4. Алгоритмы получения устойчивых решений обратных задач прочности ЛА

Выбор метода

Методы оптимизации
1.5. Техника и средства проведения змерений
Замечания по выбору программы испытаний
ГЛАВА 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЖЕСТКОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ ОДНОШАГОВЫХ И ИТЕРАЦИОННЫХ АЛГОРИТМОВ
2.1. Решение задачи идентификации для кессона авиационного конструкции, находящейся в температурной поле
2.2. Восстановления диаграмм деформирования с учетом пластических деформаций

2.3. Уточнения жесткостных характеристик конструкции летательных аппаратов при ползучести
2.4. Применения функции Грина для анализа жесткости конструкций
Применение методов оптимизации для уточнения
моделей упругости
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ К РЕШЕНИЮ
КОЭФФИЦИЕНТНЫХ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ
3.1. Решение задач прочности в вероятностной постановке в общем виде. Определение закона распределения линейной функции
случайного аргумента
Расчет вероятностных характеристик переменных параметров
упругости конструкций
Примеры линейных преобразований случайных величин
3.2 Однофакторный дисперсионный анализ
3.3. Преобразование смешанных случайных процессов в стохастических
системах с квазидетерминированными операторами
Теоретико-вероятностные основы функционального преобразования
смешанных случайных явлений
Системы со случайными параметрами
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
П.1 Задача продолжения силовых полей

Одна из основных задач, стоящих перед людьми, занимающимися проектированием и расчетом механических систем, состоит в построении адекватных математических моделей. Повысить точность модели путем ее усложнения не всегда возможно, а порой и нереально вообще: возникает следующая зависимость: чем сложнее механическая система, тем труднее для нее построить адекватную математическую модель. Реальным способом построения (создания) адекватных математических моделей представляется путь использования методов идентификации систем. В настоящее время методы идентификации активно развиваются как отечественными, так и зарубежными учеными.
Как правило, различают идентификацию двух видов. В первом случае определяется общая внутренняя структура изучаемого явления, уточняются взаимосвязи между ее отдельными элементами. Такую идентификацию принято называть структурной. Во втором случае, полагая, что внутренняя структура явления уже определена и может быть с достаточной точностью описана какой-либо математической моделью, уточняются лишь некоторые отдельные параметры выбранной модели. Такую идентификацию называют параметрической. Проведению параметрической идентификации посвящена большая часть всех проводимых исследований. Не являются исключением и работы автора данной диссертации.
Впервые необходимость в проведении идентификации возникла в теории автоматического управления [3, 13, 20, 21, 45, 91, 98, 128, 131], когда по отдельным измерениям объекта определялись его свойства
ступени при постоянной нагрузке, длительность действия которой не регламентировалась, так и наблюдение за поведением испытываемой конструкции.
При тепловых статических испытаниях сверхзвуковых летательных аппаратов описанная методика не годится. Необходимо согласовать по времени программы нагружения и нагревания для того, чтобы получить те 1| же комбинации тепловых и механических нагрузок, которые имеют место в полете.
Для некоторых типов управляемых снарядов с малой продолжительностью полета нагрузки и нагрев обусловлены в основном траекторными данными (скоростью полета, высотой, углом атаки) и являются известными функциями времени. В процессе тепловых статических испытаний таких аппаратов целесообразно воспроизводить нагрузки и температурные поля в натурном масштабе времени, причем из всех возможных траектории полета аппарата следует выбирать ту, для которой сочетание нагрузок и температур наименее благоприятно по условиям прочности. При такой методике эксперимента более правильно и полно воспроизводятся условия работы конструкции в полете, так как учитываются все факторы, влияющие на ее прочность: последовательность и длительность действия температур и нагрузок, температурные напряжения, ползучесть и т.д.
К сожалению, не всегда удается однозначно определить самую опасную расчетную траекторию. На одной из них могут быть, например, максимальные нагрузки и невысокие температуры, а на другой, наоборот, самые высокие температуры, но небольшие нагрузки. Что опаснее? Решить этот вопрос расчетным путем иногда не удается. В этом случае программа испытаний должна предусматривать проверку прочности аппарата при температурных полях и нагрузках, соответствующих всем опасным траекториям.