Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Прочность летательных аппаратов

Диссертационная работа:

Бугаков Игорь Сергеевич. Расчетно-экспериментальная оценка несущей способности многослойных композиционных конструкций летательных аппаратов с учетом внутренних дефектов, определенных компьютерным томографом : Дис. ... канд. техн. наук : 05.07.03 Казань, 2006 171 с. РГБ ОД, 61:06-5/3630

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава 1. Конструктивные особенности и технология изготовления

втулки несущего винта вертолета АНСАТ 22

  1. Описание конструкции, технологии изготовления и контроля качества втулки несущего винта вертолета 22

  2. Определение механических характеристик материалов используемых для изготовления втулки НВ, их зависимость от технологических и метеорологических факторов 36

Глава 2. Оценка технических возможностей компьютерного

томографа для диагностики композиционных конструкций.. 41

  1. Принцип работы и типовые схемы компьютерных томографов. 41

  2. Устройство и технические характеристики компьютерных томографов 51

  3. Оценка погрешностей измерений компьютерным томографом 63

  4. Анализ результатов применения компьютерной томографии для неразрушающего контроля композиционных деталей \ 68

Глава 3. Исследование дефектов многослойных композиционных
конструкций ЛА путем послойной визуализации их
внутренней структуры компьютерным томографом
77

3.1. Результаты неразрушающего контроля на компьютерном томографе
втулок НВ вертолета АНСАТ. 77

3.2. Использование компьютерной томографии для определения
механических характеристик материала путем исследования его
внутренней структуры 95

Глава 4. Методика расчета напряженно-деформированного

состояния многослойных композиционных конструкций на

базе метода конечных элементов 116

4.1. Конечный элемент анизотропной теории упругости 119

4,1.1. Постановка задачи 119

4Л .2. Построение матрицы жесткости 122

4.2. Многослойный конечный элемент 129

Глава 5. Результаты оценки несущей способности торсиона НВ с

учетом внутренних дефектов 135

  1. Расчетная схема торсиона НВ и характеристики дефектов 135

  2. Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния торсиона НВ с учетом дефектов при приложении нагрузок жесткостных испытаний 143

  1. Нагружение торсиона перерезывающей силой в плоскости тяги.. 143

  2. Нагружение торсиона силой в плоскости вращения 150

  3. Нагружение торсиона крутящим моментом 153

Заключение 160

Литература 161

Введение к работе:

Актуальность работы. Передовая современная техника характеризуется во всем мире постоянным ростом объемов использования полимерных композиционных материалов (ПКМ), позволяющих разработчикам достигать более совершенных технических и экономических характеристик. Эта тенденция характерна и для вертолетов, производимых на ОАО «Казанский вертолетный завод», например, у вертолета АНСАТ из ПКМ изготавливаются лопасти несущего и рулевого винтов, втулка несущего винта, вертикальное оперение, фонарь кабины пилотов, носовой обтекатель, обтекатель хвостовой балки, капоты редукторного отсека. В основе создания таких конструкций лежит метод достижения заранее заданных свойств путем формирования оптимальной (применительно к условиям эксплуатации) пространственной структуры изделий из специально подобранных исходных материалов и структурных элементов. Эффективность этого приема в решающей степени зависит от способности используемого технологического процесса воспроизводить с необходимой точностью требуемую объемную структуру в каждом изготавливаемом изделии.

Существующая технология не гарантирует отсутствия в изделиях тех или иных дефектов, снижающих качество продукции. Дефекты структуры композита, такие как трещины, воздушные раковины, свищи, отслоения волокон от матрицы, посторонние включения и т.д., существенно ослабляют его прочность. Большинство ПКМ подвержены старению, т.е. их свойства меняются под действием эксплуатационных нагрузок и климатических факторов. В зависимости от размеров, характера и расположения этих дефектов, а также назначения и условий работы детали и узла дефекты могут быть допустимыми или недопустимыми. Вопрос о том, какие дефекты допустимы в данном узле или детали, решается конструктором совместно со службой прочности. Отметим, что проблема выбора критериев браковки весьма сложна. Для ее оптимального решения необходимы сложные расчеты, натурные испытания изделий с различными дефектами, обобщение результатов эксплуатации и т.п. При этом следует учитывать реальные возможности средств неразрушающего контроля, имеющихся на предприятии.

Появление многослойных конструкций потребовало разработки новых эффективных методов и средств их неразрушающего контроля. Одним из современных методов неразрушающего контроля композиционных конструкций является компьютерная томография (КТ), которая объединяет информативные достоинства рентгеновского излучения с последними достижениями науки и вычислительной техники, но ее применение для диагностики композиционных деталей находится на стадии разработки.

Целью работы является: разработка методологии неразрушающего контроля композиционных деталей с использованием компьютерного томографа и расчетно-экспериментальной методики оценки напряженно-деформированного состояния многослойных конструкций с учетом внутренних дефектов.

Научная новизна заключается в разработке расчетно-экспериментальной методики оценки несущей способности многослойных композиционных конструкций летательных аппаратов с учетом внутренних дефектов, основанной на методе конечных элементов (МКЭ).

Практическая ценность диссертации заключается в применении нового метода неразрушающего контроля – компьютерной томографии, в разработке численной методики расчета напряженно – деформированного состояния многослойных конструкций с учетом внутренних дефектов. С помощью разработанной методики и программ проведена оценка несущей способности реальных конструкций и даны конкретные рекомендации их разработчикам.

Внедрение. Результаты диссертационной работы по применению КТ для диагностики несущих систем вертолета и методики оценки несущей способности многослойных композиционных конструкций с учетом дефектов внедрены в конструкторском бюро ОАО «Казанский вертолетный завод» при проектировании и изготовлении элементов для вертолетов АНСАТ и АКТАЙ.

Разработанные методики и созданные комплексы программ для ПЭВМ используются в расчетной практике заинтересованных организаций при создании новых изделий авиационной техники.

Достоверность основных научных результатов и выводов обеспечивается корректностью применения хорошо апробированных законов и моделей механики деформируемых твердых тел, строгих математических методик обработки результатов и численных методов решения задач, согласованностью полученных результатов теоретических расчетов с результатами экспериментальных данных и известными результатами, полученными другими авторами.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и получили одобрение на 27 Европейском вертолетном форуме, г. Москва (2001г.); на Международных симпозиумах «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред», г. Москва (2003, 2004, 2006 г.г.); на VI, VII Форумах Российского вертолетного общества, г. Москва (2004, 2006 г.г.); на Межвузовских конференциях «Математическое моделирование и краевые задачи», г. Самара (2003, 2005 г.г.); на Международной научной конференции «Актуальные проблемы математики и механики», г. Казань (2004г.); на Межвузовской конференции «Нелинейная динамика механических и биологических систем», г. Саратов (2004 г.); на Российской научно – технической конференции «Научно – технические проблемы приборостроения и машиностроения», г. Томск (2004 г.); на 4-й Московской международной конференции «Теория и практика технологии производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов», г. Москва (2005 г.), на 4-й Международной конференции «Авиация и космонавтика – 2005», г. Москва (2005 г.); на Международной научно – технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин», г. Пенза (2005 г.); на 15, 16, 17 Всероссийских конференциях «Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, приборы и методы контроля», г. Казань (2002, 2003, 2004, 2006 г.г.), на научно - технических семинарах Казанского ВАКУ (2006 г.), Казанского государственного технического университета (2006 г.), ОАО «Казанский вертолетный завод» (2006 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы автором опубликовано 18 печатных работ, зарегистрированы патенты на промышленный образец и полезную модель, получено 8 авторских свидетельств.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и содержит 171 страницу машинописного текста, в том числе 21 таблица, 96 рисунков и библиографический список, включающий 103 наименования.

Подобные работы
Соболев Павел Михайлович
Разработка методики выбора графика осмотров конструкции летательного аппарата
Белоусов Анатолий Иванович
Влияние упругости конструкции летательного аппарата на воспроизведение переменных нагрузок при прочностных испытаниях
Хорошко Леонид Леонидович
Моделирование процесса магнитно-импульсной сборки осесимметричных металло-композитных конструкций летательных аппаратов
Сомова Елена Сергеевна
Статика и термоупругость некоторых трёхслойных оболочечных элементов конструкций летательных аппаратов
Шевчук Вячеслав Васильевич
Методы и средства построения эффективных измерительных информационных систем для исследования прочности конструкций летательных аппаратов
Костин Владимир Алексеевич
Решение обратных задач прочности тонкостенных конструкций летательных аппаратов
Демидов Владимир Генрихович
Расчет многослойных оболочечных элементов конструкций летательных аппаратов
Левин Владимир Евгеньевич
Метод конечных и граничных элементов в динамике конструкций летательных аппаратов
Нестеренко Борис Григорьевич
Расчетно-экспериментальное исследование методов обеспечения эксплуатационной живучести конструкций летательных аппаратов
Чан Ба Тан
Оценка несущей способности неоднородной тонкостенной конструкции при проектировании

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net