Расчет пространственных пластинчатых оболочечных конструкций летательных аппаратов и судов

• Автор: Тинчурин, Тимур Форельевич
• Шифр специальности: 05.07.03, 05.08.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 216 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Основные обозначения .

Введение .
Глава I. Построение приближенных уравнений механики деформирования оболочек и пластин с неизменяемым контуром поперечного сечения

1.1. Основные гипотезы расчетной модели

1.2. Перемещения и деформации пологой оболочки с неизменяемым контуром поперечного сечения

1.3. Дифференциальные уравнения равновесия

1.4. Уравнения свободных колебаний оболочечных

элементов с неизменяемым контуром поперечного сечения

Глава П. Численный метод исследования напряженно

деформированного состояния пологих оболочек с неизменяемым контуром поперечных

сечений.
2.1. Постановка задачи
2.2. Соотношения упругости
2.3. Алгоритм численного решения уравнений
равновесия
2.4. Алгоритм и математическое обеспечение
расчетов по разработанному методу
2.5. Численное исследование точности и сходи
мости разработанного метода и его применение к решению некоторых задач
Глава Ш. Численный метод исследования свободных коле
баний пологих оболочек с неизменяемым конту
Стр.
ром поперечных сечений
3.1. Алгоритм численного решения уравнений свободных колебаний
3.2. Экспериментальное определение характеристик
свободных колебаний
3.3. Расчетноэкспериментальные исследования точности и сходимости разработанного численного
метода .
3.4. Исследование характеристик свободных колебаний лопаток ГТД.
Глава 1У. Метод расчета характеристик свободных колебаний крыльевых систем .
4.1. Выбор расчетной схемы крыльевой системы и построение кинематических условий стыковки
ее элементов .
4.2. Уравнения свободных колебаний крыльевой
системы
4.3. Основы метода решения задачи свободных колебаний крыльевой системы .
4.4. Решение уравнений свободных колебаний
крыльевой системы
4.5. Математическое обеспечение расчетов по разработанному методу
4.6. Исследование влияния мембранных деформаций элементов крыльевой системы на характеристики ее свободных колебаний .
4.7. Исследование характеристик свободных колебаний реальной конструкции
Основные результаты и выводы .
Список литературы


Ф.Снигирева [], представляющей собой обобщение многолетнего опыта практического применения методов, основанных на пластинной расчетной модели. Несмотря на свою актуальность, динамические задачи являются наименее исследованной областью в общей проблеме прочности крыльевых систем. Это в полной мере относится и к задаче свободных колебаний. Так, до настоящего времени для определения частот и форы свободных колебаний таких конструкций продолжают широко использоваться методы, основанные на весьма приближенных, с точки зрения их адекватности реальным объектам, расчетных моделях в виде стержневой рамы [I, , ] или эквивалентного стержня с сосредоточенными массами [5, 0]. Применению пластинной расчетной модели к решению задачи свободных колебаний КС посвящены работы [-], представляющие собой посуществу развитие подхода, использованного при решении задачи статики []. С целью снижения трудоемкости расчета в них рассматривались лишь изгибно-крутильные колебания элементов КС, а в лобовом направлении (в плоскости наибольшей жесткости) они считались недеформируемыми. КС, связанных непосредственно с деформацией ее элементов в своей плоскости. Однако, вопрос правомерности такого упрощения задачи остался не исследованным. Задачи статической прочности и свободных колебаний КС на основе пластинной расчетной модели с применением гипотезы неизменяемости формы поперечного сечения рассматривались также в [, 0, 2, ИЗ], где для их решения использовался метод конечного элемента. Практически все методы расчета монолитных крыльев и в том числе рассмотренные выше, базируются на соотношениях теории пластин. Однако, в большинстве своем несущие поверхности имеют несимметричные профили и как следствие, искривленную срединную поверхность. Применение пластинной расчетной модели для описания механики деформирования таких крыльев, как показали экспериментальные исследования [0], не позволяет с достаточной точностью отразить их напряженно-деформированного состояния, что ограничивает область применения методов, базирующихся на пластинной аналогии, крыльями с симметричным профилем. Естественное стремление расширить рамки существующих методов расчета монолитных крыльев привело к использованию известных и созданию новых приближенных способов учета эффектов, связанных с ис-кривленной геометрией их срединной поверхности в рамках теории пластин. С.П. Тимошенко [4], в которой по существу пологая оболочка рассматривалась как плаотина с начальной погибью, вызванной приложением фиктивной нагрузки. В дальнейшем были разработаны разнообразные варианты приближенного расчета оболочечных элементов с пологой срединной поверхностью в рамках теории пластин [, , 0, 9, 1]. Однако, все они обладают теми или иными недостатками. Наиболее общей расчетной моделью монолитных крыльев следует считать пологую оболочку. Применение уравнений теории пологих оболочек для решения задач прочности монолитных крыльев с несимметричным профилем поперечного сечения позволило бы с высокой точностью учесть практически все особенности их НДС. В то же время решение этих уравнений практически ничем не отличается от решения уравнений теории пластин. Однако,в существующей литературе по расчету на прочность монолитных крыльев работы, посвященные применению оболочечной расчетной модели, отсутствуют. В практике их расчета на прочность широко используется балочная модель [, , , 8, 7]. В рамках этой модели НДС конструкции описывается весьма простыми соотношениями, практическое применение которых не вызывает каких-либо существенных затруднений даже без привлечения ЭВМ. Однако точность, с которой определяется напряженно-деформированное состояние лопатки, в этом случае весьма низкая. Н.Д. Кузнецова [] на основе экспериментальных данных показано, что истинные напряжения в лопатке даже в случае воздействия на нее только растягивающей инерционной нагрузки могут отличаться от вычисленных по балочной теории в полтора-два раза. Это объясняется тем, что используемая в балочной теории гипотеза плоских сечений не в состоянии в достаточно полной мере отразить особенности механики деформирования лопатки, имеющей весьма сложную пространственную геометрию. Так, Б.