Расчетно-экспериментальный анализ прочностных характеристик композиционных материалов несущей системы вертолета при изменении температурных условий

• Автор: Бочкарева, Алиса Борисовна
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание.
Введение
1 Экспериментальное исследование влияния температуры на физико-механические свойства полимерных композитных материалов
1.1 Анализ отечественных и зарубежных нормативных требований для оценки физико-механических свойств ПКМ
1.2 Инструментальные средства и методики испытаний полимерных композиционных материалов
1.3 Конструктивные особенности образцов из полимерных композиционных материалов для различных видов испытаний
1.4 Анализ экспериментальных исследований образцов из полимерных композиционных материалов при изменении температурных условий
1.5 Итерационная методика уточнения экспериментальных данных с большим разбросом результатов
2 Исследование влияния температуры на деформирование упругого элемента бесшарнирной втулки НВ
2.1 Особенности моделирования бесшарнирной втулки вертолета АНСАТ
2.2 Расчетно-экспериментальное исследование по оценке упругих свойств торсиона при его изгибе в двух плоскостях
2.3 Корректировка матриц податливости торсиона
2.4 Расчетно-экспериментальное исследование влияния температуры на кручение торсиона
3 Исследование влияния температурного состояния торсиона на балансировочные характеристики вертолета и уровень нагружения несущей системы
3.1 Основные характеристики математической модели балансировки вертолета
3.2 Основные системы координат и принятые обозначения
3.3 Исследование влияния температурного состояния торсиона на балансировочные характеристики вертолета
3.4 Исследование влияния температурного состояния торсиона на нагружение лопасти НВ
3.5 Исследование влияния температуры торсиона на его упруго-деформированное состояние
3.6 Оценка погрешности вычисления уровня нагружения несущей системы при изменении температурных условий полета
4 Заключение
5 Литература

экстремальных условиях с жесткими весовыми ограничениями и повышенными требованиями к надежности. Это возможно благодаря исключительному сочетанию конструкционных и специальных свойств: существенные преимущества перед традиционными материалами по значениям удельной прочности и жесткости; высокие характеристики по удельной плотности, кратковременной и длительной прочности при растяжении, ползучести, усталостной прочности;
обладают значительными показателями конструкционного демпфирования;
превосходят по своей коррозионной стойкости алюминиевые сплавы, а в ряде случаев титановые сплавы и стали; обладают приемлемыми характеристиками остаточной прочности при частичной проникающей повреждаемости, что не свойственно алюминиевым сплавам.
ПКМ представляют собой полимерную матрицу, содержащую армирующие волокна из высокопрочных материалов - стекла, углерода, органических веществ и т.п. Волокна придают материалу прочность и жесткость, а матрица соединяет материал в единую структуру.
Одним из главных преимуществ ПКМ перед традиционными
изотропными и однородными материалами является возможность
формирования их внутренней структуры и закономерностей распределения
свойств в конструкции по усмотрению разработчика. При этом
формирование материала и детали происходит одновременно.
Особенностью композитных материалов является то, что из них могут быть
созданы элементы изделий с заранее заданными свойствами, наиболее
полно отвечающими характеру и условиям работы детали и конструкции. Проектирование ПКМ с необходимыми комплексами свойств
базируется на соблюдении условий принципиального характера.

Следует отметить, что все исследуемые параметры имеют определенный разброс по экспериментально замеренным значениям, зависящий от стабильности технологического процесса изготовления, однородности структуры и свойств исходных компонентов, а также стабильности нагружения и регистрации. В ряде случаев разброс оказался довольно существенен. Поэтому четкое определение закономерностей, определяющих влияние температуры на ФМС, только на основании результатов статистической обработки не представляется возможным.
1.5 Итерационная методика уточнения экспериментальных данных с большим разбросом результатов
При решении практических задач расчета и проектирования изделий из ПКМ обычно используется феноменологический подход к описанию их ФМС, согласно которому композит рассматривается как условно однородный и ортотропный материал, и разрабатываются математические модели, описывающие его деформирование. Такие модели разработаны на основе известных теоретических соотношений, определяющих перекрестные взаимосвязи между параметрами, характеризующими упругие деформации [90].