ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЧНОСТИ ВАФЕЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТСЕКОВ ПЕРЕМЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ. ЧАСТЬ 1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

image_print
Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (Print), 2411-0779 (Online)
Выпуск Том 22, № 1, 2019 (Март)
Страницы 33–37

 

Авторы

М. А. Дегтярев, Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля» (49008, Украина, г. Днепр, ул. Криворожская, 3), e-mail: maxim.dv@gmail.com

В. Г. Данченко, Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля» (49008, Украина, г. Днепр, ул. Криворожская, 3)

А. В. Шаповал, Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля» (49008, Украина, г. Днепр, ул. Криворожская, 3), e-mail: artemshapoval7@gmail.com

К. В. Аврамов, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), e-mail: kvavramov@gmail.com, ORCID: 0000-0002-8740-693X

 

Аннотация

Предложен метод экспериментального исследования статического напряженно-деформированного состояния (НДС) хвостового отсека ракеты-носителя (РН) переменной жесткости. Хвостовой отсек состоит из корпуса и опорного кольца. Корпус представляет собой сварную конструкцию, изготовленную из двух вафельных обечаек и двух торцевых шпангоутов. На верхнем и нижнем торцевых шпангоутах имеются отверстия под болты и направляющие штыри для стыковки с баком горючего и опорным кольцом соответственно. Материал обечаек – сплав алюминия АМг6НПП, шпангоутов – сплав алюминия АМг6М. Нагружение корпуса хвостового отсека производится через четыре опорных кронштейна силового кольца, введенного в состав испытываемой сборки. В статье описываются результаты экспериментального анализа статического НДС оптимизированного корпуса хвостового отсека в условиях нагружения, близкого к натурному. В результате проведения экспериментальных исследований достигнуты следующие цели: получены данные о прочности корпуса хвостового отсека с учетом особенностей конструкции, технологии изготовления и механических характеристик материала; проверены теоретические методики расчета на прочность конструкции; определены напряжения в местах, где они наиболее достоверно могут быть найдены только экспериментально; выявлены сечения конструкции, обладающие избытком прочности для их последующего облегчения. К хвостовому отсеку прикладываются разные по величине статические силовые факторы. Статическое нагружение конструкции производится поэтапно без динамических составляющих. При испытаниях корпуса хвостового отсека производилось измерение перемещений и деформаций. Деформации измерялись для трех различных значений продольной координаты оболочки и в различных точках по окружной координате конструкции. В каждой точке наклеивалась розетка из двух тензодатчиков. Один тензодатчик наклеивался в продольном направлении, а другой – в окружном. С помощью предложенного метода исследовано напряженно-деформируемое состояние хвостового отсека, который проектировался ГП КБ «Южное».

 

Ключевые слова: хвостовой отсек, вафельная цилиндрическая оболочка, датчики деформаций, нагрузка.

 

Полный текст: загрузить PDF

 

Литература

  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. 2007. 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.

 

Поступила в редакцию 12 июля 2018 г.

Принята в печать