Определение акустических нагрузок, действующих на летательный аппарат, путем решения обратной задачи

• Автор: Пыхтин, Александр Вячеславович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава I. Основные направления исследований обратных задач
для сложных механических систем
1.1. Характеристики нагружения ЛА на различных этапах
эксплуатации
1.2. Модели для описания динамического состояния сложных
механических систем
1.3. Модель среды сложной структуры
1.4. Исследование задачи о реконструкции случайных полей нагрузки
Глава II. Определение передаточных характеристик конструкции
2.1. Динамические уравнения оболочки сложной структуры
2.2. Постановка задачи об определении передаточных характеристик
конструкции
2.3. Реакция оболочки сложной структуры на кольцевую нагрузку.
Общий случай
2.4. Реакция модели на осесимметричную нагрузку
2.5. Реакция модели на равномерно распределенную нагрузку
2.6. Анализ результатов расчета передаточных характеристик
Глава III. Анализ влияния условий закрепления на вибрационное

состояние оболочки сложной структуры
3.1. Постановка задачи
3.2. Общее решение
3.3. Осесимметричный случай
3.4. Анализ результатов расчета '
3.5. Свойства коэффициентов характеристического уравнения

3.6. Свойства корней
3.7. Приближенное определение корней
3.8. Анализ результатов расчета корней характеристического

уравнения
Глава IV. Определение параметров случайной нагрузки
путем решения обратной задачи
4.1. Постановка обратной задачи
4.2. Решение обратной задачи. Частный случай
4.3. Свойства решения обратной задачи
4.4. Восстановление параметров акустического воздействия
путем решения обратной задачи
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Современные летательные аппараты (ЛА) характеризуются высокой степенью насыщенности бортовым оборудованием, от работоспособности которого зависит и работоспособность всего изделия в целом. Существенное влияние на функционирование приборов и аппаратуры на этапе автономного полета оказывают высокочастотные вибрации конструкции. Одним из источников их возникновения являются акустические нагрузки. К ним относятся: шум струи реактивного двигателя (на дозвуковых скоростях полета) и шум турбулентного пограничного слоя. Данные нагрузки могут рассматриваться как широкополосные, случайные, стационарные.
В реальной ситуации непосредственное их измерение представляет собой достаточно сложную и дорогостоящую техническую задачу. В связи с этим особой актуальностью обладает развитие методов и методик косвенного (теоретико-экспериментального) определения параметров внешних акустических полей.
При наличии экспериментальных данных о вибрациях конструкции ЛА проблема восстановления характеристик внешних нагрузок, представляющих собой стационарный случайный процесс, может быть разрешена путем решения обратной задачи статистической динамики. В этом случае определение вероятностных характеристик входного процесса производится на основе данных измерений, относящихся к конечному числу точек поля вибраций, в которых размещены датчики. Передаточные характеристики объекта могут быть найдены либо экспериментально, либо вычислены с использованием той или иной его модели.
В связи с проблемой определения передаточных характеристик конструкции ЛА, являющегося сложной механической системой, расчетным путем должен быть осуществлен правильный выбор ее математической модели. С одной стороны, она должна в необходимой степени отражать динамические свой-

ск - средняя по объему Уп жесткость на к-й форме колебаний;
рср - средняя плотность объекта в объеме Уп;
0к - обобщенная сила для координаты qp)
Рср - усредненная в пределах У„ поверхностная нагрузка.
Учет трения в системе может быть произведен добавлением соответствующего слагаемого в уравнение (1.2). В результате вместо (1.2) будем иметь:
ЩЧк + 24фъс~Як +СА + Тк Ум + рсрик и — 0к (1.4)
Уравнения (1.1), (1,4) и граничные условия (1.3), определяющие краевую задачу для среды сложной структуры, являются обобщением результатов, полученных в работе Пальмова В.А. [59] и обладают целым рядом преимуществ:
1. В них учтена анизотропия объекта;
2. Учитывается влияние деформации несущей конструкции на движение оборудования (с помощью четвертого слагаемого в (1.4));
3. В полученных уравнениях учтен вклад деформации оборудования в значениях средних напряжений (второе слагаемое в квадратных скобках уравнений (1.1) и (1.3))
4. При выводе уравнений были приняты более общие представления о структуре оборудования.
Введение дополнительных предположений об изотропии несущей конструкции и оборудования, а также об отсутствии влияния деформаций оборудования на средние напряжение в случае стационарных колебаний позволяет прийти к уравнению [96]
(Я + рУУЧй + рУй + о)2тп(а>)й + Кэ = 0 (1.5)
которое фактически совпадает с соответствующим уравнением работы [59].