ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 539.3

Технічна механіка, 2021, 1, 3- 15

ПИТАННЯ МІЦНОСТІ І СТІЙКОСТІ НЕОДНОРІДНИХ КОНСТРУКЦІЙ РАКЕТНО-КОСМІЧНОЇ ТЕХНІКИ ПРИ УРАХУВАННІ ПЛАСТИЧНОСТІ І ПОВЗУЧОСТІ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2021.01.003

Гудрамович В. С., Сіренко В. Н., Гарт Е. Л., Клименко Д. В.

Гудрамович В. С.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Сіренко В. Н.
4Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля,
Україна

Гарт Е. Л.
Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара,
Україна

Клименко Д. В.
4Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля,
Україна

      Оболонкові конструкції оптимальним чином поєднують міцність і вагу, що визначає їх використання для ракетно-космічної техніки (РКТ). Високий рівень навантажень, тривалість навантаження призводять до появи деформацій пластичності і повзучості в елементах конструкцій. Особливістю конструкцій РКТ є їх неоднорідність: конструктивна (різнотовщинність, наявність підкріплень, вирізів-отворів і ін.), технологічна (наявність дефектів, що виникають в процесі виготовлення або в процесі експлуатації: зберігання, транспортування, непередбачені термомеханічні впливи). Зазначені фактори, що характеризують неоднорідність конструкцій, є концентраторами напружено-деформованого стану (НДС) і можуть призвести до передчасного руйнування елементів конструкцій або появі неприпустимих недосконалостей форми. При визначенні НДС неоднорідних конструкцій різні їх частини деформуються за своєю програмою і характеризуються різним рівнем НДС. При урахуванні фізичної нелінійності, яка визначається деформаціями пластичності і повзучості матеріалу, для визначення НДС ефективним є підхід, коли розрахунок розбивається на етапи, в кожному з яких вводяться параметри, що характеризують виниклі деформації пластичності і повзучості: додаткові навантаження в рів¬няннях рівноваги або крайових умовах, додаткові деформації або змінні параметри пружності (модуль пружності і коефіцієнт Пуассона). Будуються схеми послідовних наближень: на кожному етапі вирішується задача теорії пружності з введенням вищевказаних параметрів. Особливими є завдання визначення ресурсу космічних ракет-носіїв і стартових комплексів. Ресурс пов'язаний з виникненням ушкоджень при знакозмінних термомеханічних навантаженнях високої інтенсивності. Основним при визначенні ресурсу є підхід на основі теорії малоциклової і багатоциклової втоми. Пластичність і повзучість матеріалу – найважливіші фактори при розгляданні вказаних вище задач. Розглянуто різні аспекти вирішення задач міцності і стійкості об'єктів РКТ з урахуванням впливу деформацій пластичності і повзучості.
     

напружено-деформований стан, міцність, стійкість, пластичність, повзучість

1. Ильюшин А. А. Труды в 4 т. Т. 2. Пластичность. М., 2004. 408 с.

2. Ишлинский А. Ю., Ивлев Д. Д. Математическая теория пластичности. М., 2001. 700 с.

3. Hutchinson J. W. Plastic buckling. Advances in Appl. Mech. 1974. V. 14. P. 67–144. https://doi.org/10.1016/S0065-2156(08)70031-0

4. Гудрамович В. С. Устойчивость упругопластических оболочек. К., 1987. 216 с.

5. Партон В. З., Морозов Е. М. Механика упругопластического разрушения. М., 1985. 504 с.

6. Томсен Э., Янг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М., 1968. 504 с.

7. Моссаковский В. И., Гудрамович В. С., Макеев Е. М. Контактные взаимодействия элементов оболочечных конструкций. К., 1988. 288 с.

8. Hudramovych V. S. Contact mechanics of shell structures under local loading. Int. Appl. Mech. 2009. V. 45, № 7. P. 708–729. https://doi.org/10.1007/s10778-009-0224-5

9. Ильюшин А. А. Труды в 4 т. Т. 4. Моделирование динамических процессов в твердых телах и инженерные приложения. М., 2009. 526 с.

10. Гудрамович В. С. Пластическое выпучивание цилиндрической оболочки конечной длины при импульсном локальном нагружении. Теория оболочек и пластин. Тр. 8 Всесоюзн. конф. по теории оболочек и пластин (Ростов-на-Дону, 1971). М., 1973. С. 125–130.

11. Величкин В. А., Гудрамович В. С., Пилипенко В. В. и др. Колебания системы с физически нелинейными характеристиками. Надежность технических систем при импульсном нагружении: сб. науч. тр. К., 1981. С. 4–10.

12. Нелинейные модели и задачи механики деформируемого твердого тела. Сб. научн. тр., посв. 70-летию со дня рожд. Ю. Н. Работнова. М., 1984. 210 с.

13. Работнов Ю. Н. Проблемы механики деформируемого твердого тела. Избранные труды. М., 1991. 196 с.

14. Гудрамович В. С. Теория ползучести и её приложения к расчёту элементов тонкостенных конструкций. К., 2005. 224 с.

15. Hudramovych V. S., Hart E. L., Ryabokon’ S. A. Plastic deformation of nonhomogeneous plates. J. Math. Eng. 2013. V. 78, Iss. 1. P. 181–197. https://doi.org/10.1007/s10665-010-9409-5

16. Hart E. L., Hudramovych V. S. Applications of the projective-iterative versions of FEM in damage problems for engineering structures. Maintenance 2012. Proceedings of 2th Int. Conf. (Zenica, Bosnia and Herzegovina, 2012). Zenica, 2012. P. 157–164.

17. Hart E. L., Hudramovych V. S. Projection-iterative modification of the method of local variations for problems with a quadratic functional. J. Appl. Math. and Mechanics. 2016. V. 80, Iss. 2. P. 158–163. https://doi.org/10.1016/j.jappmathmech.2016.06.005

18. Гудрамович В. С., Гарт Э. Л. Конечно-элементный анализ процесса рассеянного разрушения плоскодеформируемых упругопластических сред с локальными концентраторами напряжений. Упругость и неупругость. Материалы Междунар. симп. по проблемам механики деформ. тел, посв. 105-летию со дня рождения А. А. Ильюшина. (Москва, янв. 2016 г.). М., 2016. С. 158–161.

19. Лазарев Т. В., Сиренко В. Н., Дегтярев М. А. и др. Высокопроизводительная вычислительная система для расчетных задач ГП КБ «Южное». Ракетная техника. Новые возможности. Науч.-техн. сб. Днепр, 2019. С. 407 – 419.

20. Сиренко В. О возможности проведения виртуальных испытаний при разработке ракетно-космической техники с целью определения предельных несущих свойств. Актуальні проблеми механіки суцільного середовища і міцності конструкцій. Тези доп. 2-ої Міжн. наук.-техн. конф. пам'яті акад. НАНУ В. І. Моссаковського (до сторіччя від дня народження). Дніпро, 2019. С. 43–44.

21. Дегтярев А. В. (ред.) Шестьдесят лет в ракетостроении и космонавтике. Днепропетровск, 2014. 540 с.

22. Мак-Ивили А. Дж. Анализ аварийных разрушений. М., 2010. 416 с.

23. Song Z. Test and launch control technology for launch vehicles. Singapore: Springer, 2018. 256 p. https://doi.org/10.1007/978-981-10-8712-7

24. Hudramovich V. S., Sirenko V. N., Klimenko D. V., Daniev Ju. F., Hart E. L. Development of the normative framework methodology for justifying the launcher structures resource of launch vehicles. Strength of Materials. 2019. V. 51, No. 3. P. 333–340. https://doi.org/10.1007/s11223-019-00079-4

25. Hudramovych V. S. Features of nonlinear deformation of shell systems with geometrical imperfections. Int. Appl. Mech. 2006. V. 42, N 7. Р. 3–37. https://doi.org/10.1007/s10778-006-0204-y

26. Гудрамович В. С. Критические состояния неупругих оболочек при сложном нагружении. Устойчивость в МДТТ. Матер. Всесоюзн. симп. Калинин, 1981. С. 61–87.

27. Гудрамович В. С. Устойчивость и несущая способность пластических оболочек. Прочность и долговечность конструкций: сб. науч. тр. К., 1980. С. 15–32.

28. Гудрамович В. С., Переверзев Е. С. Несущая способность и долговечность элементов конструкций. К., 1981. 284 с.

29. Гудрамович В. С., Деменков А. Ф., Конюхов С. Н. Несущая способность неидеальных цилиндрических оболочек с учетом пластических деформаций. Прочность и надежность конструкций: сб. науч. тр. К., 1982. С. 45–48.

30. Гудрамович В. С., Коноваленков В. С. Деформирование и предельное состояние неупругих оболочек с учётом истории нагружения. Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1987. № 3. С 157–163.

31. Нudramovich V. S. Plastic and creep instability of shells with initial imperfections. Solid mechanics and its applications. V. 64 / Ed. G. M. L. Gladwell. Dordrecht, Boston, London, 1997. P. 277–289. https://doi.org/10.1007/0-306-46937-5_23

32. Нudramovich V. S., Lebedev A. A., Mossakovsky V. I. Plastic deformation and limit states of metal shell structures with initial shape imperfections. Light – weight steel and aluminium structures: Proceedings Jnt. Conf. (Helsinki, Finland, 1999) / Ed. P. Makelainen. Amsterdam, Lousanne, New York, Tokyo, 1999. P. 257–263. https://doi.org/10.1016/B978-008043014-0/50133-5

33. Кушнір Р. М., Николишин М. М., Осадчук В. А., Пружний та пружнопластичний граничний стан оболонок з дефектами. Львів, 2003. 320 с.

34. Гудрамович В. С. Предельный анализ – эффективный способ оценки конструкционной прочности оболочечных систем. Тр. Міжнар. конф.: Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій. Львів, 2003. С. 583–588.

35. Гудрамович В. С. Герасимов В. П., Деменков А. Ф. Предельный анализ элементов конструкции. К., 1990, 136 с.

36. Герасимов В. П., Гудрамович В. С., Ларионов И. Ф. и др. Пластическое разрушение составных оболочечных конструкций при осевом сжатии. Пробл. прочности. 1979. № 11. С. 58–61. https://doi.org/10.1007/BF00767054

37. Друкер Д. Макроскопические основы теории хрупкого разрушения. Разрушение. Т. 1. М., 1973. С. 505–569.

38. Галкин В. Ф., Гудрамович В. С., Моссаковский В. И., Спиридонов И. Н. О влиянии предела текучести на устойчивость цилиндрических оболочек при осевом сжатии. Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1973. № 3. С 180–182.

39. Гудрамович В. С., Дзюба А. П., Селиванов Ю. М. Методы голографической интерферометрии в механике неоднородных тонкостенных конструкций. Днепр, 2017. 288 с.

40. Гудрамович В. С., Скальський В. Р., Селіванов Ю. М. Голографічне та акустико-емісійне діагностування неоднорідних конструкцій і матеріалів. Львів, 2017. 488 с.

41. Писаренко Г. С., Стрижало В. А. Экспериментальные методы в механике деформируемого твердого тела. К., 2018. 242 с.

42. Гузь А. Н., Дышель М. Ш., Кулиев Г. Г., Милованова О. Б. Разрушение и локальная потеря устойчивости тонкостенных тел с вырезами. К., 1981. 184 с. https://doi.org/10.1007/BF00884086

43. Гудрамович В. С., Дисковский И. А., Макеев Е. М. Тонкостенные элементы зеркальных антенн. К., 1986. 152 с.

44. Hudramovich V. S., Hart E. L., Klimenko D. V., Ryabokon’ S. A. Mutual influence of openings on strength of shell-type structures under plastic deformation. Strength of Materials. 2013. V. 45, Iss 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1007/s11223-013-9426-5

45. Гудрамович В. С. Влияние отверстий на предельное состояние элементов тонкостенных металлических оболочечно-пластинчатых конструкций. Вісник ДНУ. Сер. Механіка. 2014. Т. 2. Вип. 18, С. 47–65.

46. Дзюба А. П., Прокопало Є. Ф., Дзюба П. А. Несуча здатність циліндричних оболонок з отворами. Дніпро, 2014. 224 с.

47. Гудрамович В. С., Клименко Д. В., Гарт Э. Л. Влияние вырезов на прочность цилиндрических отсеков ракет-носителей при неупругом деформировании материала. Космічна наука і технологія. 2017. Т. 23, № 6. C. 12–20. https://doi.org/10.15407/knit2017.06.012

48. Гарт Э. Л., Гудрамович В. С. Проекційно-ітераційні схеми реалізації варіаційно-сіткових методів у задачах пружно-пластичного деформування неоднорідних тонкостінних конструкцій. Математичні методи і фізико-механічні поля. 2019. Т. 51, № 3. С. 24–39.

49. Никитин П. И., Гудрамович В. С., Ларионов И. Ф. Устойчивость оболочек в условиях ползучести. Ползучесть в конструкциях. Тез. докл. Всесоюзн. симпозиума (Днепропетровск, 1982 г.). Д., 1982. С. 3–5.

50. Гудрамович В. С. Об исследованиях в области теории ползучести в Институте технической механике НАНУ и ГКАУ. Техн. механика. 2015. № 4. С. 85–91.

51. Hoff N. J., Jahsman W. E., Nachbar W. A. A study of creep collapse of a long circular shells under uniform external pressure. J. Aerospace Sci. 1959. V. 26, No. 10. P. 663–669. https://doi.org/10.2514/8.8243

52. Локошенко А. М. Ползучесть и длительная прочность металлов. М.: Физматлит, 2016. 504 с.

53. Бармин И. В. (ред.) Технологические объекты наземной инфраструктуры ракетно-космической техники, в 2 кн. М., кн. 1. 2005. 412 с., кн. 2. 2006. 376 с.

54. Махутов Н. А., Матвиенко Д. Г., Романов А. Н. Проблемы прочности, техногенной безопасности и конструкционного материаловедения. М., 2018. 720 с.

55. Трощенко В. Т., Сосновский Л. А. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Справочник в 2 т. К., 1987. Т. 1. 510 с., Т. 2. 825 с.

56. Manson S. S., Halford G. R. Fatigue and durability of structural materials. ASM Int. Material Park. Ohio, USA, 2006. 456 p.

Copyright (©) 2021 Гудрамович В. С., Сіренко В. Н., Гарт Е. Л., Клименко Д. В.

Copyright © 2014-2021 Технічна механіка