Введение к работе
Актуальность проблемы. Корпуса современных летательных аппаратов, кабин стартовых комплексов, а также ряд других элементов и агрегатов того или иного назначения представляют собой тонкостенные конструкции, выполненные из изотропного, или ортотропного материалов. Большинство из этих элементов относятся к классу пластин и оболочек, геометрия которых характеризуется неканонической формой поверхности, либо сложной конфигурацией контура. Использование таких элементов позволяет скомпоновать наиболее удачную и рациональную схему летательного аппарата, обладающего высокими эксплуатационными и прочностными качествами.
Анализ имеющихся к настоящему времени исследований показывает, что методы расчета элементов конструкций в виде пластин и оболочек сложной геометрии, главным образом, ориентированы на использование численных методов анализа. Реализация этих методов применительно к конструкциям сложной геометрии, даже при условии использования новейшей высокопроизводительной вычислительной техники, зачастую оказывается довольно трудоемкой задачей. Кроме того, результаты таких исследований, в силу принимаемых допущений, могут значительно отличаться от экспериментальных данных В связи с этим, за последние десятилетия получило развитие направление, связанное с созданием теоретико-экспериментальных методов расчета. Применительно к пластинам и оболочкам сложной геометрии эти методы получили определенную степень завершенности в задачах статической и динамической устойчивости. Дальнейшее развитие этого направления исследований применительно к динамическим задачам механики пластин и оболочек сложной геометрии представляется весьма актуальной проблемой.
Цель работы: Создание эффективной методики расчета частот собственных колебаний пластин сложной геометрии, изготовленных из изотропного и ортотропного материалов.
Научная новизна. Разработан теоретико-экспериментальный метод исследования свободных колебаний элементов конструкций со сложным контуром их границ. В рамках разработанного метода построены разрешающие уравнения и с точностью до констант получены структурные формулы для определения частот колебаний пластин с косыми и параллельными срезами.
Проведены экспериментальные исследования свободных колебаний рассматриваемых в работе пластин, которые позволили установить характер изменения частот и форм колебаний в зависимости от изменения углов срезов. Используя результаты экспериментов, определены значения корректировочных коэффициентов в структурных формулах для определения частот колебаний.
Достоверность основных научных результатов и выводов обеспечивается достоверностью математических моделей, используемых для построения структурных формул, повторяемостью и достоверностью проведенных экспериментов, соответствием контрольных экспериментальных данных известным результатам.^
Практическая ценность. Полученные формулы отличаются простотой записи и удобством практического применения.
Результаты решения конкретных задач использованы заинтересованной организацией при расчетах и испытаниях элементов конструкций летательных аппаратов.
Публикация и апробация работы. Основное содержание исследований по теме диссертации опубликовано в девяти работах. По ее результатам были сделаны доклады на 1 Всероссийской конференции по проблемам высоких технологий двойного применения ( Самара, 1995 г.), на 18 Международной
ной конференции по теории пластин и оболочек ( Саратов, 1997 г.), на семинарах и итоговых научно-технических конференциях Казанского ВАКИУ (1995,1996,1997 гг.), Саратовского ВВКИУ РВ (1995,1996,1997 гг.) и Казанского ГТУ им. Туполева.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и содержит Ml страниц машинописного текста, в том числе 45 таблиц, 4 S> рисунков и библиографического списка, включающего 103 наименования.