Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Свободные колебания оболочечных элементов авиационных конструкций сложной геометрии из композиционных материалов Инородцев, Николай Арсентьевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Инородцев, Николай Арсентьевич. Свободные колебания оболочечных элементов авиационных конструкций сложной геометрии из композиционных материалов : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.07.03 / Казанский гос. техн. ун-т.- Казань, 1993.- 18 с.: ил. РГБ ОД, 9 93-3/1274-9

Введение к работе

Актуальность проблемы. Развитие различных отраслей техники, и вособенности авиакосмической, улучшение технических характеристик конструкций, снижение их массы и повышение прочности, надежности, экономичности связано с применением новых конструктивных решений, современных технологий и новых конструкционных" материалов.

Внедрение в авиации и космонавтике, а также в других областях техники слоистых композиционных пластин и оболочек, в особенности, неканонических очертаний, рост уровня динамических нагрузок в широком диапазоне частот и возникающие при эксплуатации усталостные разрушения поставили в ряд наиболее важных и актуальных проблему обеспечения вибропрочности и, в частности, прблему исследования свободных колебаний таких элементов конструкций.

Свойства спектра свободных колебаний, включающего спектры собственных частот и форм, важно знать на всех -этапах динамического расчета, при создании конструкций от проектирования до изготовления, а также эксплуатации и предэксплуатационном диагностировании.

При проектировании элементов необходимо знать распределение напряжений и деформаций при колебаниях конструкции, обеспечить заданный уровень жесткостных и вибрационных свойств, знать порядок следования форм в спектре колебаний и даже закономерности их ' перехода (перестройки) при изменении параметров системы или с повышением тона колебания. Знание свойств спектра колебаний необходимо и при разработке мероприятий по борьбе с усталостными разрушениями. Для композитных материалов эффективным может быть частотная отстройка за счет изменения структуры композиционного материала, для пластин и, оболочек сложной геометрии - за счет изменения формы очертаний, кривизны поверхности и т.д. Учет частот и форм свободных колебаний необходим также при проведении резонансных испытаний.

Однако инженерные методы' исследования частот и форм

свободных колебаний элементов конструкций ЛА сложной геометрии практически не разработаны. Кроме того не проводились и экспериментальные исследования спектра свободных колебаний элементов этого класса с целью изучения влияния геометрических параметров и граничных условий на частоты и формы и подтвервдения справедливости использования кинематических гипотез в моделях.

Указанные причины и определяют актуальность темы данной диссертационной работы.

Целью работы является:

построение на основе соотношений уточненной теории оболочек типа Тимошенко с явным выделением поперечных сдвигов уравнений свободных колебаний слоистых анизотропных оболочек сложной геометрии со слоями переменной толщины;

разработка на основе- полученных соотношений и вариационного метода Ритца численного алгоритма определения частот и форм свободных колебаний анизотропных слоистых пластин и оболочек сложной геометрии;

- разработка экспериментальной установки для исследования
частот и форм свободных колебаний панелей сложной геометрии при
произвольных условиях закрепления их по контуру;

экспериментальные исследования влияния геометрических параметров и условий закрепления контура на частоты и формы свободных колебаний цилиндрических панелей со сложным контуром;

- исследования на основе разработанной методики частот и форм
свободных колебаний пластинчатых и оболочечных элементов
авиационных конструкций сложной геометрии и изучения влияния на
их частотные характеристики параметров геометрии и анизотропии.

На защиту выносятся:

  1. уравнения свободных колебаний слоистых анизотропных оболочек сложной геометрии со слоями переменной толщины, построенные в рамках уточненной модели типа Тимошенко . с явным выделением поперечных сдвигов;

  2. алгоритм численного решения задач свободных колебаний

оболочек сложной геометрии и реализующей его пакет прикладных программ;

3) результаты экспериментальных исследований частот иформ
свободных колебаний типовых элементов конструкций ЛА типа
цилиндрических панелей с косым срезом при произвольных условиях
закрепления контура;

4) качественный и количественный анализ влияния
геометрических особенностей обьектов исследования на их
частотные характеристики;

5) результаты решения задач свободных колебаний для
типовых элементов ЛА; практические рекомендации.

Научная новизна работы заключаются в построении уравнений свободных колебаний слоистых анизотропных оболочек сложной геометрии со слоями переменной толщины на основе уточненной модели типа Тимошенко с явным выделением поперечных сдвигов; в разработке на их основе методики, алгоритма и специализированного программного обеспечения для расчета частот и форм свободных колебаний слоистых пласиш и оболочек сложной геометрии; в результатах экспериментального исследования влияния косого среза и условий закрепления контура элементов конструкций ЛА типа цилиндрических панелей с косым срезом на частоты и формы свободных колебаний; в результатах численного эксперимента с целью изучения влияния параметров геометрии на частотные характеристики типовых элементов тонкостенных, конструкций.

Практическая ценность диссертации состоит в разработке и реализации на ЭВМ и ПЭВМ эффективного метода расчета характеристик свободных колебаний слоистых анизотропных оболочек сложной геометрии со слоями переменной толщины, с помощью которого проведены обширные исследования свободных колебаний типовых элементов авиационных конструкций; в результатах экспериментальных исследований (физический эксперимент) частот и форм свободных колебаний цилиндрических панелей с косым срезом при различных вариантах закрепления контура.

Полученные на основе разработанной методики и реализующего

его пакета прикладных программ результаты решения конкретной задачи использованы заинтересованной организацией в комплексе прочностных исследований проектируемого изделия.

Достоверность полученных результатов . подтверждена их совпадением для классических задач с известными решениями на основе других подходов, для ряда пластин и оболочек хорошей согласованностью с данными экспериментальных исследований, и основывается на использовании апробированных гипотез и математической корректности решений.

Публикация и апробация работы. Основное содержание исследований по теме диссертации опубликовано в работах [1-6] По ее результатам сделаны доклады на Всесоюзных школах молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы механики оболочек" ( г.Казань, 1983, 1985, 1988г.г.), на III научно-технической конференции "Совершенствование эксплуатации и ремонта корпусов судов" (г.Калининград, 1984 г.), на 11-ой Республиканской научно- технической конференции "Механика машиностроения" (г.Брежнєв, 1987 г.), на IV Всесоюзной конференции "Современные проблемы строительной механики и прочности летательных аппаратов" ( г. Харьков, 1991 г.).

Структура и обьем работы.диссертационная работа состоит из введения, четырех-глав, заключения и содержит 157 страниц машинописного текста, в том числе 12 таблиц, 47 рисунков и библиографического списка, включающего 263 названия.