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:

Тэйн У. Разработка уточнённого метода расчёта продольных колебаний упругого ЛА : диссертация ... кандидата технических наук : 05.07.03 / Тэйн У; [Место защиты: Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана]. - Москва, 2008. - 176 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-5/1262

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

Введение 6

Глава 1. Обзор литературных источников. Основные внутри- баковые элементы

(ВБЭ) и заборные устройства (ЗУ) топливных отсеков 9

1.1 .Литературный обзор 9

  1. Литературный обзор основных работ 9

  2. Влияние физических и конструктивных факторов на колебания упругой оболочки с жидкостью 20

  3. Методы исследования продольных колебаний упругого ЛА 26

  4. Выводы литературного обзора 29

  1. Внутрибаковые элементы ВБЭ 30

  2. Заборные устройства 32

  3. Диссипативные эффекты осесимметричных колебаний тонкостенной упругой конструкции, содержащей ВБЭ, ЗУ и жидкое топливо 34

  4. Приведённый коэффициент гидравлического сопротивления топливного отсека 41

Выводы в главе 1 42

Глава 2. Малые движения упругих тонкостенных конструкций, содержающих
ВБЭ и ЗУ с вытекающим жидким топливом 43

  1. Постановка задачи 43

  2. Невозмущенное движение жидкости в топливном баке 43

  3. Общая постановка задачи о малых колебаниях упругой конструкции с перфорированным днищем и жидким топливом 45

  1. Постановка задачи для потенциала смещений 48

  2. Закон изменения энергии 51

  3. Формулировка парциальных задач 52

2.4. Малые колебания упругой обечайки с несжимаемой жидкостью и

стр.
жёстким перфорированным днищем 53

  1. Собственные колебания 53

  2. Модельная задача для цилиндрической оболочки 54

  3. Вспомогательная задача 56

  4. Результаты исследования модельной задачи 59

  5. Обсуждение результатов 61

  1. Использование метода приведённых параметров 63

  2. Оценка влияния перфорации жёсткого днища на собственные колебания упругой обечайки 65

  3. Задача приведения 66

Выводы в главе 2 69

Глава 3. Продольные колебания жесткого отсека с упругим перфорированным
днищем, частично заполненного несжимаемой жидкостью 70

  1. Постановка задачи 70

  2. Постановка задачи для определения потенциала смещений Хг 71

  3. Определение потенциалов смещений 72

  4. Уравнения возмущенного движения перфорированного днища

с жидкостью 75

  1. Собственные колебания 77

  2. Численные результаты 82

  3. Механические аналоги движений упругой конструкций с перфорированным днищем и жидкостью 88

  1. Механический аналог свободных движений упругой системы жидкость - перфорированное днище 89

  2. Механический аналог движений перфорированного днища

с жидкостью при колебаниях по основному тону 94

стр.

  1. Приближенный механический аналог свободных затухающих колебаний перфорированного днища с жидкостью 98

  2. Приближенный механический аналог вынужденных колебаний топливного отсека с перфорированным днищем

и жидкостью 101

Выводы в главе 3 105

Глава 4. Динамические и прочностные расчеты продольных колебаний упругого
ЛА 107

  1. Определение собственных частот колебаний корпуса ЛА с учетом демпфирующих свойств ВБЭ и ЗУ 107

  2. Исследование вынужденных колебаний упругого ЛА 115

  3. Исследование устойчивости продольных колебаний корпуса

ЛА с ЖРД в линейной постановке 124

  1. Уравнение корпуса изделия 125

  2. Уравнение камеры сгорания 126

  3. Насос-напорная магистраль-форсуночная головка 126

  4. Расходная магистраль 127

4.4.Исследование потери устойчивости равновесия фермы крепления

двигателя при продольных колебаниях ЛА 132

4.5. Влияние аэродинамического нагрева конструкций на динамические
характеристики продольных колебаний ЛА 140

Глава 5. Экспериментальное подтверждение влияния перфорации днища на
демпфирование колебаний упругого днища жидкостью 146

  1. Цели и задачи эксперимента 146

  2. Описание экспериментальной установки 146

  3. Описание вибрационого измерительнного комплекса 148

стр.

  1. Приборные стойки 149

  2. Силовозбудители и датчики 150

  3. Регистрирующая аппаратура 151

  1. Проведение эксперимента 152

  2. Анализ полученных результатов 153

Основные выводы 158

Список литературы 160

Введение к работе:

Актуальность темы диссертации. Современное состояние авиационной, ракетной и космической техники характеризуются большим количеством запусков летательных аппаратов (ЛА), имеющих значительные конструктивные отличия, приводящие к изменению массовых и инерционных характеристик всего летательного аппарата. Подобная тенденция развития приводит к существенному увеличению действующих динамических нагрузок. Особенно опасными являются низко-частотные продольные колебания, связанные с продольными колебаниями тонкостенных топливных баков. В связи с этим в последнее время резко возросла роль прочностных и динамических расчетов на начальном этапе проектирования ЛАсЖРД.

Целью работы является разработка уточненной модели продольных колебаний упругой конструкции с жидкостью, способной на этапе проектирования ЛА, как объекта регулирования, осуществить ранее неиспользованные возможности в выборе элементов компоновочной схемы и их расположения для получения приемлимых динамических и прочностных характеристик в процессе управляемого движения проектируемого объекта.

Научная новизна. Разработаны уточненная математическая и механическая модели продольных осесимметричных колебаний упругого бака с жидкостью при наличии внутрибаковых элементов (ВБЭ), включая заборное устройство (ЗУ). Разработанные модели позволяют на начальном этапе проектирования оценить основные динамические параметры ЛА, такие как собственные частоты и декременты колебаний упругой конструкции с жидкостью. Предлагаемый механический аналог колебаний упругой конструкции с жидкостью предоставляет возможность проектировщикам выбрать конструктивные параметры элементов топливной системы при заданых параметрах ЖРД.

Практическая ценность данной работы заключается в разработке уточненного механического аналога колебаний упругого бака, имеющего заборное

7 устройство и жидкое топливо, а так же разработка программного комплекса, в котором определяются динамические и прочностные характеристики ЛА при продольных колебаниях на активном участке полета. Приведены результаты численных расчетов.

Результаты выполненных в диссертации исследований используются в учебном процессе кафедры «Космические аппараты и ракеты-носители» (СМ-1) МГТУ им. Баумана.

Достоверность полученных результатов следует из сравнения с известными аналитическими и численными решениями, полученными на основе других подходов.

Публикация и апробация работы. Содержание работы опубликовано в двух научных статьях и в материалах конференций. Результаты работы докладывались на второй Международной научной конференции "Ракетно-космическая техника: фундаментальные и прикладные проблеммы"(Москва 2006г), на Международной научной конференции, посвященной 90-летию В. И. Феодосьева, "Ракетно-космическая техника: фундаментальные и прикладные проблемы механики" СМ1 2006г, на Третьей международной конференции,"Ракетно-космическая техника: Фундаментальные и прикладные проблеммы " ноябрь 2007г, на Третьем международном научном симпозиуме // Передовые технические системы и технологии» (ПТСТ-2007) (Севастополь, Крым, Украина, 2007г).

Краткое содержание работы. В первой главе представлен литературный обзор современного состояния вопросов по проблеме продольных колебаний ЛА с ЖРД; рассмотрено влияние основных физических и конструктивных факторов на колебания проектируемого ЛА, имеющего тонкостенную упругую оболочку с жидкостью; обсуждены методы исследования продольных колебаний ЛА с ЖРД и влияние внутрибаковьгх элементов ВБЭ; рассмотрены диссипативные аспекты осесимметричных колебаний тонкостенной упругой конструкции, содержащей

8 ВБЭ, ЗУ и жидкое топливо, и введено понятие приведенного коэффициента гидравлического сопротивления топливного отсека - %пр.

Во второй главе приведена квазистационнарная постановка задачи о малых колебаниях упругих тонкостенных конструкций, содержающих ВБЭ и ЗУ с вытекающим жидким топливом; исследована модельная задача о собственных колебаниях круговой цилиндрической оболочки с жестким перфорированным днищем и частично заполненной несжимаемой жидкостью; приведены решения задач о собственных колебаниях сплошной и перфорированной сухих пластин методом конечных элементов.

В третьей главе диссертации исследовались продольные колебания жесткого отсека с упругим перфорированным днищем и частично заполненного несжимаемой жидкостью. Рассмотрены собственные колебания рассматриваемой механической системы, получены механические аналоги свободных и вынужденных колебательных движений.

В четвертой главе диссертации приведены динамические и прочностные расчеты продольных колебаний упругого ЛА. Определены собственные частоты колебаний корпуса упругого ЛА с учетом демпфирующих свойств ВБЭ и ЗУи рассмотрены вынужденные продольные колебания корпуса одноступенчатого упругого ЛА с ЖРД. Исследована устойчивость продольных колебаний ЛА с ЖРД в линейном приближении; исследовано влияние продольных колебаний упругого корпуса на устойчивость равновесия фермы крепления двигателя. Рассмотрено влияние аэродинамического нагрева конструкции на динамические характеристики продольных колебаний упругого корпуса.

В пятой главе приводится экспериментальное подтверждение влияния перфорированных пластин, установленных в жидкости вблизи упругого днища цилиндрической обечайки, на динамические характеристики совместных колебаний упругого днища с жидкостью.

Подобные работы
Матвеев Константин Александрович
Разработка и развитие вариационных методов исследования устойчивости анизотропных пластин
Орлов Владимир Васильевич
Разработка и реализация метода расчета вынужденных колебаний венцов рабочих лопаток турбомашин
Жиганова Елена Александровна
Разработка и исследование методов анализа и автоматической компенсации интермодуляционных колебаний в усилителях мощности ЧМ сигналов
Васильев Юрий Васильевич
Разработка метода расчета периодических режимов в нелинейных системах и создание автоматизированного стенда для воспроизведения угловых колебаний
Николаев Евгений Анатольевич
Разработка методов расчёта и моделирование малообъёмных роторных дезинтеграторов-смесителей
Столотнюк Ярослава Донатовна
Разработка модели гидроупругих колебаний трубных пучков парогенераторов реакторных установок в поперечном потоке
Стрелков Максим Николаевич
Разработка методики исследования взаимосвязанных колебаний подвески и трансмиссии легкового автомобиля
Кривошеева Светлана Яковлевна
Разработка методики расчета околорезонансных колебаний гофрированных оболочек трубопроводов ГПА
Бахарев Николай Петрович
Анализ динамики и разработка импульсного источника сейсмических колебаний с индукционно-динамическим приводом для геологоразведочных работ
Остроумов Борис Валентинович
Исследование, разработка и внедрение высотных сооружений с гасителями колебаний

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