ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 539.3; 624.074

Техническая механика, 2015, 1, 15 - 29

ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ПОДКРЕПЛЕННЫХ КОНИЧЕСКИХ ОБТЕКАТЕЛЕЙ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ В СВЕРХЗВУКОВОМ ГАЗОВОМ ПОТОКЕ

М. В. Чернобрывко, К. В. Аврамов, Т. Я. Батутина, П. Г. Дегтяренко, А. М. Тонконоженко, У. С. Сулейменов

      Исследуются колебания конических обтекателей ракет-носителей, подкрепленных шпангоутами, в сверхзвуковом газовом потоке. Обтекатели моделируются тонкими коническими оболочками, усиленными внутренними кольцами. Проводится анализ потери динамической устойчивости конструкции, соответствующей бифуркации Хопфа. Для исследования динамической неустойчивости конических оболочек со шпангоутами в сверхзвуковом газовом потоке применяется метод заданных форм. Давление, действующее на оболочку, описывается поршневой теорией. Кинетическая и потенциальная энергии конструкции представляются зависящими от компонент вектора перемещений оболочки. Для исследования динамической неустойчивости оребренных оболочек в сверхзвуковом газовом потоке получены модели с конечным числом степеней свободы. Аэроупругие колебания оболочки представляются в виде укороченного ряда по собственным формам колебаний, которые находятся методом Релея–Ритца. Анализ свободных колебаний конических оболочек с различным числом шпангоутов показал, что оребрение увеличивает величины собственных частот более чем в два раза. Увеличение числа шпангоутов с пяти до семи не влияет на первые три собственные частоты колебаний конструкции. Число узлов первой собственной формы конструкции со шпангоутами в полтора раза больше, чем число узлов той же формы колебаний конструкции без шпангоутов. Критическая частота автоколебаний, в основном, значительно выше первой собственной частоты конструкции. Эти частоты близки для конической оболочки с тремя шпангоутами. Частота автоколебаний меньше первой собственной частоты конструкции с пятью и семью шпангоутами. Частоты автоколебаний и первая собственная частота конструкции не изменяются, если число шпангоутов увеличивается от пяти до семи.

Коническая оболочка со шпангоутами, сверхзвуковой газовый поток, метод заданных форм, пространственная форма потери устойчивости.

1. Zhao X. Li. The element-free kp-Ritz method for free vibration analysis of conical shell panels / X. Li. Zhao, K. M. Liew, T. Y. Ng // Journal of Sound and Vibration. – 2006. – № 295. – P. 906 – 922.

2. Lim С. W. Vibration of cantilevered laminated composite shallow conical shells / С. W. Lim, K. M. Liew // Int. J. of Solids and Structures. – 1998. –№ 35. – P. 1695 – 1707.

3. Ross C. Vibration and elastic instability of thin-walled conical shells under external pressure / C. Ross // Computers & Structures. – 1995. – № 55. – P. 85 – 94.

4. Амиро И. Я. Теория ребристых оболочек / И. Я. Амиро, В. А. Заруцкий. – Киев : Наукова думка,1980. – 367 с.

5. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов. Справочник / Под общей редакцией В. И. Мяченкова. – М : Машиностроение,1989. – 456 c.

6. Бочкарев C. А. Панельный флаттер вращающихся круговых оболочек, обтекаемых сверхзвуковым потоком / C. А. Бочкарев, В. П. Матвеенко // Вычислительная механика сплошных сред. – 2008. – Т.1, № 3.– C. 25 – 33.

7. Миниус Г. М, Расчет флаттера реактивного сопла с продольными сквозными канавками / Г. М. Миниус // Численные методы в механике деформируемого твердого тела. – 1987. – №2. – С. 15 – 22.

8. Диткин В. В. Численное исследование флаттера конических оболочек / В. В. Диткин, Б. А. Орлов, Г. И. Пшеничнов // Механика твердого тела. – 1993. – №1. – С. 185 – 189.

9. Bismarck – Nasr M. N. Finite elements in aeroelasticity of plates and shells / M. N Bismarck – Nasr // Appl. Mech. Rev. – 1996. – № 49 (10). – P. 17 – 24.

10. Valishvili N. B. Calculations of Shell of Revolution / N. B. Valishvili. – M : Machinostoenie, 1976. – 217 p.

11. Власов В. З. Тонкостенные упругие стержни / В. З. Власов. – М : Гос. изд. физ.-мат. лит, 1959. – 246 c.

12. Аврамов К. В. Нелинейная динамика упругих систем / К. В. Аврамов, Ю. В. Михлин. – М.–Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2010. – 704 с.

13.Чернобрывко М. В. Динамическая неустойчивость обтекателей ракетоносителей в полете / М. В. Чернобрывко, К. В. Аврамов, Т. Я. Батутина, В. Н. Романенко, В. А. Пирог. // Проблемы машиностроения. – 2014. – Т.17, № 2. – С. 9 – 16.

Copyright (©) 2015 М. В. Чернобрывко, К. В. Аврамов, Т. Я. Батутина, П. Г. Дегтяренко, А. М. Тонконоженко, У. С. Сулейменов

Copyright © 2014-2018 Техническая механика