Введение к работе
Актуальность темы. Отсеки летательных аппаратов являются одним из наиболее нагруженных элементов их конструкции, подвергающихся в процессе эксплуатации интенсивным воздействиям в виде сжимающих сил, изгибающих и крутящих моментов, конструктивно-силовые схемы отсеков, изготовленных из традиционных металлических сплавов, как правило, представляют собой подкрепленные, трехслойные или вафельные оболочки. Задача повышения эффективности разрабатываемых изделий неизбежно приводит к расширения класса используемых материалов и создании новых технологических процессов, что в свою очередь открывает возможности для получения новых конструктивных решений, требующих разработки соответствующих им новых расчетных схем и способов расчета.
появление композиционных материалов, обладающих, с одной стороны, высокими удельными прочностными и жесткостными характеристиками, а, с другой - резкой анизотропией механических свойств, позволяющих реализовать эти характеристики только в направлении армирования, способствовало разработке ряда новых, более эффективных конструктивных схем. Одной из таких эффективных схем для композитных оболочек, работающих в условиях интенсивных изгибающих и крутящих нагрузок, является сетчатая цилиндрическая оболочка, состоящая из спиральной системы ребер, подкрепленных кольцевыми ребрами или об-сивкон, армированной в кольцевом направлении. Учитывая перспективы использования сетчатых оболочек, позволяющих полуг чать элементы конструкций, обладающие высокой степенью весового совершенства и хорошей технологичностью, разработка методов расчета для таких оболочек представляется важной в
прнкладном и теоретическом плане задачей.
Цель» работы является разработка прикладных методик и программного обеспечения для расчета цилиндрических сетчатых оболочек с вырезами, работающих в условиях интенсивных изгибавших и крутящих нагрузок.
научная новизна.
на основе обобщенной континуальной модели сетчатых структур построен вариант теории цилиндрических сетчатых оболочек, исследовано влияние структурных параметров на характер и интенсивность дополнительных напряженных состояний типа кромочных эффектов.
предложен алгоритм исследования устойчивости цилиндрических сетчатых оболочек при изгибе и кручении для различных расчетных моделей. Показано существенное влияние на величину критических нагрузок дополнительного моментного напряженного .состояния для некоторых типов конструктивного исполнения.
С использованием соотношений обобщенной модели, по форме совпадающими с уравнениями плоской задачи моментнои теории- упругости, рассмотрен новый тип прямоугольного конечного элемента с двенадцатью степенями свободы в перемещениях, для которого уравнения равновесия удовлетворяются тождественно. Дан алгоритм его использования.
Практическая ценность, полученные результаты, предложенные методики и программное обеспечение нашли применение при проектировании, а также на этапе поверочных расчетов на прочность и устойчивость цилиндрических сетчатых оболочек из композиционных материалов. Результаты работы внедрены для практического использования в виде прикладных программ.
Апробация работы, основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов в московском государственном авиационном технологическом униве'рситете им. К.э.Циолковского, 1988 г.; всесоюзной конференции "Современные проблемы механики и технологии машиностроения", Москва, 1989 г.; VII всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике, Москва. 1991 г.; Россиской научно-технической конференции "НО-материалы и технологии машиностроения", Москва, 1993 г., 1994 г., 199S г.; всероссийской конференции "Наука - транспорт - автоуслуги", Москва, 1994 г.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 8 статьях и тезисах докладов конференций.
Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Основной текст диссертации изложен на 129 страницах машинописного текста, количество рисунков - 42. Список литературы содержит 77 наименований.
