Аэроупругая устойчивость композитной цилиндрической оболочки линейно-переменной толщины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые на основе моментной теории ортотропных оболочек получены уравнения аэроупругой устойчивости композитной цилиндрической оболочки линейно-переменной толщины при нагружении осевыми силами и обтекании сверхзвуковым потоком газа. Решение уравнений ищется в виде тригонометрических рядов по осевой координате. Методом Бубнова-Галёркина задача сводится к бесконечной системе алгебраических уравнений. Полученное характеристическое уравнение аппроксимируется полиномом Лагранжа, устойчивость которого исследуется с помощью критерия Рауса-Гурвица. На числовом примере впервые получены и представлены зависимости и показано влияние градиента изменения толщины, конструкционного демпфирования и величины осевой силы на критическую скорость обтекания сверхзвуковым потоком газа композитной оболочки линейно-переменной толщины. Уточнение результатов расчётов, проведённых по разработанной модели по сравнению с моделью для оболочки со средней толщиной, для значений критических скоростей составляет около 35%, что говорит об актуальности решённой проблемы в свете весового совершенства летательных аппаратов. Предложенная методология расширяет круг решаемых задач и позволяет провести расчёт аэроупругой устойчивости ортотропных цилиндрических оболочек линейно-переменной толщины при обтекании сверхзвуковым потоком газа.

Об авторах

В. Н. Бакулин

Институт прикладной механики Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: vbak@yandex.ru
Россия, 125040, г. Москва, Ленинградский проспект, д. 7, стр.1

М. А. Конопельчев

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: konopelchevm@gmail.com
Россия, 125993, г. Москва, Волоколамское ш., 4

А. Я. Недбай

АО «Корпорация «Московский институт теплотехники»

Email: vbak@yandex.ru
Россия, 127276, г. Москва, Березовая аллея, 10/1

Список литературы

  1. Липанов А.М., Алиев А.В. Проектирование РДТТ. М.: Машиностроение, 1995. 397 с.
  2. Бакулин В.Н., Образцов И.Ф., Потопахин В.А. Динамические задачи нелинейной теории многослойных оболочек: Действие интенсивных термосиловых нагрузок, концентрированных потоков энергии. М.: Физматлит, 1998. 464 с.
  3. Бакулин В.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния трехслойных оболочек при действии радиальной нагрузки, неравномерно распределенной по полукольцевой площадке // Проблемы прочности. 1985. № 5. С. 78-81.
  4. Бакулин В.Н., Мысык Д.А. К расчету трехслойных оболочек с переменной толщиной заполнителя // Механика композитных материалов. 1980. № 5. С. 933-935.
  5. Бакулин В.Н., Недбай А.Я., Шепелева И.О. Динамическая устойчивость ортотропной цилиндрической оболочки кусочно-постоянной толщины при действии внешнего пульсирующего давления // Изв. вузов. Авиац. техника. 2019. № 2. С. 19-25.
  6. Алгазин С.Д., Кийко И.А. Флаттер пластин и оболочек. М.: Наука, 2006. 247 с.
  7. Бакулин В.Н., Волков Е.Н., Недбай А.Я. Флаттер слоистой цилиндрической оболочки, подкрепленной кольцевыми ребрами и нагруженной осевыми силами // ДАН. 2015. Т. 463. № 4. С. 414-417.
  8. Бакулин В.Н., Волков Е.Н., Недбай А.Я. Динамическая устойчивость цилиндрической оболочки, подкрепленной продольными ребрами и пустотелым цилиндром, при действии осевых сил // Инж.-физ. журн. 2016. Т. 89. № 3. С. 742-747.
  9. Бакулин В.Н., Боков М.А., Недбай А.Я. Аэроупругая устойчивость цилиндрической оболочки из композиционного материала при двухстороннем обтекании // Механика композитных материалов. 2017. Т. 53. № 6. С. 1153-1164.
  10. Бакулин В.Н., Волков Е.Н., Симонов А.И. Динамическая устойчивость цилиндрической оболочки при действии переменного по оси внешнего давления // Изв. вузов. Авиац. техника. 2017. № 4. С. 11-17.
  11. Бакулин В.Н., Данилкин Е.В., Недбай А.Я. Динамическая устойчивость цилиндрической оболочки, подкрепленной цилиндром и продольными диафрагмами, при внешнем давлении // Инж.-физ. журн. 2018. Т. 91. № 2. С. 564-570.
  12. Бакулин В.Н., Конопельчев М.А., Недбай А.Я. Флаттер слоистой цилиндрической консольной оболочки, подкрепленной торцевым шпангоутом // Изв. вузов. Авиац. техника. 2018. № 4. С. 14-19.
  13. Соломонов Ю.С., Георгиевский В.П., Недбай А.Я., Конопельчев М.А. Устойчивость трехслойной оболочки с кольцевыми ребрами в сверхзвуковом потоке газа // Механика композиционных материалов и конструкций. 2017. № 3. С. 435-443.
  14. Москвин В.Г. Устойчивость круговой цилиндрической оболочки из линейного вязкоупругого материала в сверхзвуковом потоке газа / Тр. 8-й Всесоюзной конференции по теории оболочек и пластин. М.: Наука, 1962. С. 527-531.
  15. Соломонов Ю.С., Георгиевский В.П., Недбай А.Я., Андрюшин В.А. Прикладные задачи механики композитных цилиндрических оболочек. М.: Физматлит, 2014. 408 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2019