Содержание к диссертации
Предисловие 4
ГЛАВА I. ОБЗОР СОСТОЯНИЙ ПРОБЛЕШ,ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. 9
1.1. Введение 9
1.2. Методы проектирования 12
1.3. Методы анализа. 22
1.4. Цель и задачи исследования 31
1.5. Выводы по главе I 32
ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ ІДЕТ0ДА АНАЛИЗА ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ИЗ СЛОИСТЫХ ВОЛОКНИСТЫХ К0Ш03ИТ0В 34
2.1. Введение 34
2.2. Вывод основных соотношений для однонаправленного слоя 34
2.3. Выбор базового элемента 41
2.4. Построение элемента для расчета мембранных конструкций из слоистых волокнистых композитов 48
2.5. Реализация и оценка разработанного элемента 50
2.6. Учет физической нелинейности материала 57
2.7. Оценка прочности 64
2.8.. Учет разрушения связующего 67
2.9. Выводы по главе 2. , 69
ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СЛОИСТЫХ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ 71
3.1. Введение 71
3.2. Задача оптимизации и ее анализ 71
3.3. Вывод ОСНОЕНЫХ соотношений для построения алгоритмов оптимизации - з 3.4. Проектирование по условиям прочности 95
3.5. Проектирование по условиям прочности и
жесткости 102
3.6. Выводы по главе 3 .107
ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ АГРЕГАТОВ ПЛАНЕРА. 109
4.1. Введение 109
4.2. Краткое описание системы РИПАК 109
4.3. Исследование закрылка III
4.4. Проектирование стабилизатора 125
4.5. Выводы по главе 4 138
Заключение 140
Литература 1.
Введение к работе
Данное исследование посвящено разработке методов проектирования силовых авиационных конструкций из современных волокнистых композитов.
Актуальность выбранной темы определяется её практической направленностью, что вытекает из директивных документов об основ-ных направлениях развития отечественной науки /77/.
В процессе выполнения работы решен ряд новых задач, связанных с разработкой методов анализа и проектирования силовых авиационных конструкций из композитов, созданием алгоритмов и программного обеспечения, реализующих эти методы, проведением вычислительных экспериментов и исследованием агрегатов планера.
Для определения напряженно-деформированного состояния проектируемых конструкций используется метод конечных элементов (МКЭ), поэтому методы, разработанные в диссертации, неразрывно связаны с МКЭ.
Созданное программное обеспечение реализовано в рамках системы РИПАК (Расчет И Проектирование Авиационных Конструкций) /50/ и внедрено в конструкторских бюро.
В работе на защиту выносятся следующие положения.
1. Элементарная модель материала композита, предназначенная для МКЭ, позволяющая описывать механические характеристики как через параметры структуры материала, так и через экспериментальные данные и определять деформации и напряжения в элементах структуры.
2. Несовместный четырехузловой мембранный элемент слоистого волокнистого композита и методика построения матрицы жёсткости конечного элемента однонаправленного слоя на базе известных элементов и элементарной модели.
3. Методика проведения расчета с учетом физической нелинейности композитного материала с использованием разработанного элемента.
4. Критерий разрушения однонаправленного слоя, использующий напряжения в элементах структуры, полученные с помощью разработанного элемента.
5. Методика проведения расчета на случаи нагружения, допускающие нарушение сплошности материала.
6. Метод проектирования конструкций из композитов по условиям прочности.
7. Метод проектирования конструкций из композитов по условиям прочности и жёсткости при конструктивных ограничениях.
8. Новые результаты проектирования и расчетов агрегатов планера из композипионных материалов и результаты, полученные в ходе проведения вычислительных экспериментов.
