Експериментальний аналіз міцності вафельних циліндричних відсіків змінної жорсткості. Частина 1. Методика проведення експерименту

image_print
Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 0131-2928 (Print), 2411-0779 (Online)
Випуск Том 22, № 1, 2019 (Березень)
Сторінки 33-37

 

Автори

М. О. Дегтярьов, Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля» (49008, Україна, м. Дніпро, вул. Криворізька, 3), e-mail: maxim.dv@gmail.com

В. Г. Данченко, Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля» (49008, Україна, м. Дніпро, вул. Криворізька, 3)

А. В. Шаповал, Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля» (49008, Україна, м. Дніпро, вул. Криворізька, 3), e-mail: artemshapoval7@gmail.com

К. В. Аврамов, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: kvavramov@gmail.com, ORCID: 0000-0002-8740-693X

 

Анотація

Запропоновано метод експериментального дослідження статичного напружено-деформованого стану (НДС) хвостового відсіку ракети-носія змінної жорсткості. Хвостовий відсік складається із корпусу та опірного кільця. Корпус є зварною конструкцією, яку виготовлено із двох вафельних оболонок то двох торцевих шпангоутів. На верхньому та нижньому торцевих шпангоутах є отвір під болт та направляючі штирі для стикування із баком горючого та опірним кільцем. Матеріалом обичайок є сплав із алюмінію АМг6НПП, а шпангоутів – сплав алюмінію АМг6М. Навантаження корпусу хвостового відсіку здійснюється за допомогою чотирьох опірних кронштейнів силового кільця, яке вводиться до складу випробувального збирання. У статті описуються результати експериментального аналізу статичного НДС оптимізованого корпусу хвостового відсіку під дією зусиль, що є наближеними до натурних. Внаслідок проведення експериментальних досліджень досягнуто такі цілі: отримано дані з міцності корпусу хвостового відсіку з урахуванням особливостей конструкцій, технологій виготовлення та механічних характеристик матеріалу; перевірено теоретичні методи розрахунку на міцність конструкцій; досліджено напруження у місцях, де вони вірогідно знаходяться тільки експериментально; виявлено перерізи конструкцій з надміром міцності для наступного полегшення. До хвостового відсіку прикладаються різні статичні силові навантаження. Статичне навантаження конструкцій проводилось поетапно без динамічних складових. Під час дослідження корпусу хвостового відсіку проводилось вимірювання переміщень та деформацій. Деформацій вимірювались для трьох значень повздовжньої координати оболонки та різних точках вздовж колової координати конструкцій. У кожній точці наклеювалась розетка із двох тензодатчиків. Один тензодатчик наклеювався у повздовжньому напрямі, а другий – у коловому. З використанням запропонованого методу досліджено напружено-деформований стан хвостового відсіку, котрий спроектовано на ДП КБ «Південне».

 

Ключові слова: хвостовий відсік, вафельна циліндрична оболонка, датчик деформацій, навантаження.

 

Література

  1. Моссаковский В. И., Макаренков А. Г., Никитин П. И., Савин Ю.И., Спиридонов И. Н. Прочность ракетных конструкций. М: Высш. шк., 1990. 358 с.
  2. Амиро И. Я., Заруцкий В. А. Теория ребристых оболочек. Киев: Наук. думка, 1980. 367 с.
  3. Амиро И. Я., Грачев О. А., Заруцкий В. А., Пальчевский А. С., Санников Ю. А. Устойчивость ребристых оболочек вращения. Киев: Наук. думка, 1987. 180 c.
  4. Андрианов И. В., Лесничая В. А., Лобода В. В., Маневич Л. И. Расчет прочности ребристых оболочек инженерных конструкций. Киев; Донецк: Вища шк., 1986. 167 c.
  5. Лизин В. Т., Пяткин В. А. Проектирование тонкостенных конструкций. М: Машиностроение, 1994. 247 c.
  6. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: справочник (под общей ред. В. И. Мяченкова). М: Машиностроение, 1989. 456 c.
  7. Кармишин А. В., Лясковец В. А., Мяченков В. И., Фролов А. Н. Статика и динамика тонкостенных оболочечных конструкций. М: Машиностроение, 1975, 280 c.
  8. Печников В. П., Захаров Р. В., Тарасова А. В. Проектирование вафельных оболочек топливных баков ракеты с учетом пластических деформаций. Инж. сб.: наука и инновации. Т. 11. С. 1–14.
  9. Кондратьев А. В. Проектирование головных обтекателей ракет-носителей из полимерных композитных материалов при одновременном тепловом и силовом воздействии. Вопр. проектирования и пр-ва конструкций летат. аппаратов. 2010. Т. 4. С. 11–22.
  10. Гудрамович В. С., Гарт Э. Л., Клименко Д. В., Тонконоженко А. М., Рябоконь С. А. Конечно- элементный анализ упруго-пластического напряженно-деформированного состояния отсеков ракетных конструкций с вырезами. Техн. механика. 2011. Т. 4. С. 52–61.

 

Надійшла до редакції 12 липня 2018 р.

Прийнята до друку