Проектирование элементов летательных аппаратов из полимерных композиционных материалов
Авторы
*, **, ***Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина, 630051, Россия, г. Новосибирск-51, ул. Ползунова, 21
*e-mail: zgeleznov@sibnia.ru
**e-mail: laznenko.a@sibnia.ru
***e-mail: smirnovd@sibnia.ru
Аннотация
Исследована устойчивость анизогридной круговой цилиндрической оболочки, прототипа отсека фюзеляжа летного демонстратора комплекса технологий сверхзвукового гражданского самолета, выполненного из композиционного материала. Результаты исследований прочности и устойчивости отсека получены на основе разработанной авторами методики, реализующей методы конечных элементов и линеаризации Ньютона–Канторовича для решения задач прочности и устойчивости дискретно-подкрепленных цилиндрических оболочек с учетом моментности и нелинейности их докритического напряженно-деформированного состояния. Выяснено влияние нелинейности деформирования, жесткости подкрепляющего набора, углов укладки подкреплений и толщины оболочки на устойчивость анизогридной композитной оболочки при неоднородном напряженно-деформированном состоянии.
Ключевые слова:
отсек фюзеляжа самолета, сверхзвуковой пассажирский самолет, нелинейное исходное НДС, метод конечных элементов, анизогридные композитные оболочки, неоднородное нагружениеСписок источников
-
Vasiliev VV, Morozov EV. Advanced Mechanics of Composite Materials and Structures. 4th ed. Amsterdam: Elsevier; 2018. 882 p.
-
Васильев В.В. Механика конструкций из композитных материалов. М.: Машиностроение, 1988. 272 с.
-
Васильев В.В., Разин А.Ф., Азаров А.В. Композитные сетчатые конструкции - проектирование, расчет и изготовление. М.: Инновационное машиностроение, 2023. 487 с.
-
Васильев В.В., Бунаков В.А. Проектирование сетчатых композитных цилиндрических оболочек, сжатых в осевом направлении // Механика конструкций из композиционных материалов. 2000. №2. С. 68–77.
-
Шаныгин А.Н., Зиченков М.Ч., Дубовиков Е.А. и др. Проблемы и перспективы использования полимерных композиционных материалов в силовых конструкциях планера // Полимерные композиционные материалы для авиакосмической отрасли: сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции (06 декабря 2019; Москва). М.: Изд-во ВНИИАМ НИЦ «Курчатовский институт», 2019. С. 6–22.
-
Бабичев А.А., Васильев В.В., Разин А.Ф. и др. Исследование сопротивления композитных сетчатых конструкций ударному повреждению // Конструкции из композиционных материалов. 2021. № 3 (163). С. 3–6. DOI: 10.52190/2073-2562_2021_3_3
-
Склезнев А.А., Бабичев А.А. К вопросу расчета жесткостных характеристик сетчатых композитных конструкций с металлическими обшивками // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 2. С. 220-227. DOI: 10.34759/vst-2022-2-220-227
-
Левченков М.Д., Дубовиков Е.А., Миргородский Ю.С. и др. 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=177611
-
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. URL: https//vestnikmai.ru/publications.php?ID=176883
-
Левченков М.Д., Дубовиков Е.А., Кондаков И.О. и др. Исследование прочности реберного отсека фюзеляжа с нерегулярной структурой сетки // Ученые записки ЦАГИ. 2022. Т. 53. № 6. С. 131–141.
-
Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. Избранные работы / Под ред. Э.И. Григолюка. М.: Наука, 1971. 808 с.
-
Кабанов В.В. Устойчивость неоднородных цилиндрических оболочек. М.: Машиностроение, 1982. 256 с.
-
Вольмир А.С. Нелинейная динамика пластинок и оболочек. М.: Наука, 1972. 432 с.
-
Кармишин А.В., Лясковец В.А., Мяченков В.И. и др. Статика и динамика тонкостенных оболочечных конструкций. М.: Машиностроение, 1975. 375 с.
-
Belytschko T, Liu WK, Moran B, et al. Nonlinear finite elements for continua and structures. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons; 2013. 835 p.
-
Zienkievicz OC, Taylor RL. The finite element method. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000. Vol. 1 – 689 p. Vol. 2 – 459 p.
-
Ванин Г.А., Семенюк Н.П., Емельянов Р.Ф. Устойчивость оболочек из армированных материалов. Киев.: Наукова Думка, 1978. 211 с.
-
Бакулин В.Н., Виноградов Ю.И. Аналитическое и асимптотическое решение краевых задач механики деформирования оболочек при сосредоточенном нагружении // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2017. № 1. С. 14–20.
-
Houliara S, Karamanos SA. Stability of long transversely-isotropic elastic cylindrical shells under bending. International Journal of Solids and Structures. 2010;47(1):10–24.
-
Hutchinson JW, Koiter WT. Postbuckling theory. Applied Mechanics Reviews. 1970;23:1353–1366.
-
Митрофанов О.В., Торопылина Е.Ю. Определение толщин ортотропных панелей кессона крыла при закритическом состоянии с учетом мембранных и изгибных напряжений // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 1. С. 82-92. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=179110
-
Дмитриев В.Г., Бирюков В.И., Егорова О.В. и др. Нелинейное деформирование многослойных композитных оболочек вращения при больших перемещениях и углах поворота нормали // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2017. № 2. С. 8–15.
-
Железнов Л.П., Кабанов В.В. Исследование нелинейного деформирования и устойчивости некруговых цилиндрических оболочек при осевом сжатии и внутреннем давлении // Прикладная механика и техническая физика. 2002. Т. 43. № 4. С. 155–160.
-
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.
-
Железнов Л.П. Программа для расчета на прочность и устойчивость подкрепленных некруговых цилиндрических оболочек. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ RU2013615613, 17.06.2013.
-
Кабанов В.В., Железнов Л.П. К расчету цилиндрической оболочки методом конечных элементов // Прикладная механика. 1985. Т. 21. № 9. C. 35–38.
-
Железнов Л.П., Кабанов В.В., Бойко Д.В. Нелинейное деформирование и устойчивость дискретно-подкрепленных овальных цилиндрических композитных оболочек при поперечном изгибе и внутреннем давлении // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2014. № 6. С. 23–30.
-
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.
-
Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. Л.: Судостроение, 1974. 341 с.
-
Канторович Л.В., Акилов Г.П. Функциональный анализ в нормированных пространствах. М.: Физматгиз, 1959. 684 с.
-
Уилкинсон Д., Райнш К. Справочник алгоритмов на языке Алгол. Линейная алгебра / Пер. с англ. С.П. Забродина и др.; Под ред. д.т.н. проф. Ю.И. Топчеева. М.: Машиностроение, 1976. 390 с.
-
Максименко В.Н., Олегин И.П. Теоретические основы методов расчета прочности элементов конструкций из композитов. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. 240 с.
-
Васильев В.В., Барынин В.А., Разин А.Ф. и др. Анизогридные композитные сетчатые конструкции — разработка и приложение к космической технике // Композиты и наноструктуры. 2009. №3. С. 38–50.
|
mai.ru — информационный портал Московского авиационного института © МАИ, 1994-2026 |

