Исследование нелинейного деформирования и устойчивости некруговой композитной цилиндрической оболочки при внешнем давлении

Авторы

Железнов Л. П.

Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина, 630051, Россия, г. Новосибирск-51, ул. Ползунова, 21

e-mail: zgeleznov@sibnia.ru

Аннотация

Приводятся результаты исследования прочности и устойчивости овальных композитных цилиндрических оболочек при действии внешнего равномерного давления. Геометрически нелинейная задача для оболочки решается методом конечных элементов (МКЭ). по Геометрические размеры оболочка близки к размерам фюзеляжей современных пассажирских самолетов. Исследовано влияние овальности поперечного сечения оболочки, нелинейности исходного напряженно-деформированного состояния (НДС,) укладки монослоев по толщине на критические нагрузки и весовую эффективность композитных оболочек в сравнении с металлическими.

Ключевые слова:

некруговые цилиндрические композитные оболочки, полимерные композиционные материалы, устойчивость овальной шарнирно-опертой цилиндрической оболочки, нелинейное деформирование композитных оболочек

Библиографический список

1. Кабанов В.В. Устойчивость неоднородных цилиндрических оболочек. – М.: Машиностроение, 1982. – 253 с.
2. Муштари Х.М. Об одном возможном подходе к решению задач устойчивости тонких цилиндрических оболочек произвольного сечения // Труды Казанского авиационного института. 1935. № 3–4. С. 19–31.
3. Hutchinson J.W. Buckling and initial postbuckling behaviour of oval cylindrical shells under axial compression // . Journal of Applied Mechanics. 1968. No. 35, pp. 66-72.
4. Иноземцев Б.Х. Некоторые задачи устойчивости цилиндрической оболочки овального сечения: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. - М.: Изд-во МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1967. – 9 с.
5. Кармишин А.В., Лясковец В.А., Мяченков В.И., Фролов А.Н. Статика и динамика оболочечных конструкций. – М.: Машиностроение, 1975. – 376 с.
6. Feinstein G., Chen Y.N., Kempner J. Buckling of clamped oval cylindrical shells under axial loads // AIAA Journal. 1971.  Vol. 9. No. 9, pp. 1733-1738. DOI: 10.2514/3.6423
7. Коробейников С.Н. Геометрически нелинейный анализ двухмерных упругих тел // Динамика сплошной среды: Сборник научных трудов. Новосибирск: ИГиЛ СО АН СССР, 1987. Вып. 80. С. 82–89.
8. Бойко Д.В., Железнов Л.П., Кабанов В.В. Нелинейное деформирование и устойчивость эллиптических цилиндрических оболочек при поперечном изгибе // Прикладная математика и механика. 2003. Т. 67. № 6. С. 933–939.
9. Tennyson R.C., Booton M., Caswell R.D. Buckling of imperfect elliptical cylindrical shells under axial compression // AIAA Journal. 1971. Vol. 9. No. 2, pp. 250–255.
10. Моссаковский В.И., Конох В.И., Красовский В.П. Устойчивость продольно сжатых цилиндрических оболочек, близких к круговым // Прикладная механика. 1974. Т. 10. № 3. С. 3–8.
11. Vasiliev V.V., Morozov E.V. Advanced Mechanics of Composite Materials and Structures. - 4th ed. - Amsterdam: Elsevier, 2018. - 882 p.
12. Левченков М.Д., Дубовиков Е.А., Миргородский Ю.С., Фомин Д.Ю., Шаныгин А.Н. Весовая эффективность сетчатой конструкции с нерегулярной структурой для отсека фюзеляжа пассажирского самолета // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 4. С. 98–108. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=177610
13. Акулин П.В., Гаврилов Г.А. Влияние структуры многослойного композиционного материала на деградацию жесткостных характеристик конструкции летательного аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 78–84.
14. Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. – М.: Машиностроение, 1984. – 446 с.
15. Бадрухин Ю.И., Терехова Е.С. Рациональное проектирование тонкостенных несущих панелей из слоистого композита при комбинированом нагружении // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 4. С. 130–139. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=177614
16. Ванин Г.А., Семенюк Н.П., Емельянов Р.Ф. Устойчивость оболочек из армированных материалов. – Киев: Наукова Думка, 1978. – 211 с.
17. Железнов Л.П. Нелинейное деформирование и устойчивость композитной цилиндрической оболочки при комбинированном нагружении крутящим и изгибающим моментами // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2022. № 4. С. 44–50.
18. Канторович Л.В., Акилов Г.П. Функциональный анализ в нормированных пространствах. – М.: Физматгиз, 1959. – 684 с.
19. Железнов Л.П., Кабанов В.В., Бойко Д.В. Нелинейное деформирование и устойчивость дискретно подкрепленных овальных цилиндрических оболочек при чистом изгибе и внутреннем давлении // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2013. № 6. С. 3–10
20. Железнов Л.П., Серьёзнов А.Н. Нелинейное деформирование и устойчивость композитного отсека фюзеляжа самолета при чистом изгибе // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2021. № 3. С. 22–30.