О рациональном проектировании окантовок люков отсека космического летательного аппарата

Инженерный журнал: наука и инновации

# 9·2017 1

УДК 629.78, 51-74 DOI 10.18698/2308-6033-2017-9-1671

О рациональном проектировании

окантовок люков отсека

космического летательного аппарата

НФИ КемГУ, г. Новокузнецк, Кемеровская обл., 654041, Россия

Исследованы проблемы повышения прочности таких анизогридных конструкций, как

композитные оболочки, применяемые в космических летательных аппаратах. Пред-

ложено решение задачи рационального проектирования сетчатых оболочек с нару-

шением регулярности реберной структуры.

При подборе толщины ступенчатой

окантовки выреза сетчатой оболочки рекомендуется учитывать снижение кон-

центрации напряжений в элементах конструкции вблизи внешней окантовки выреза.

Показано, что выбор решения следует осуществлять с учетом массы окантовок из

области допустимых значений, ограниченной аппроксимирующими функциями ко-

эффициентов концентрации напряжений в структурных элементах оболочки. Полу-

чены значения толщины окантовок, позволяющие снизить концентрацию напряже-

ний в конструктивных элементах

Ключевые слова:

сетчатые анизогридные оболочки, концентрация напряжений,

рациональное проектирование аппаратов, космические летательные аппараты

Введение.

Сетчатые анизогридные композитные оболочки (рис. 1),

выступающие составными элементами агрегатов космических лета-

тельных аппаратов, относятся к силовым конструкциям, набор струк-

турных элементов которых должен обеспечивать прочность и жест-

кость оболочки под действующими нагрузками [1]. На разных

стадиях проектирования и диагностики таких конструкций необхо-

димо решать задачи их оптимизации по массе [2], определять их со-

ответствие поставленным техническим условиям, по данным нераз-

рушающих и разрушающих натурных испытаний [3].

Методы оптимального проектирования сетчатых оболочек регу-

лярной структуры широко известны. В случае нарушения регулярно-

сти ребер возникают сложности, которые вынуждают проектировщи-

ков переходить от задач оптимизации к задачам рационального

проектирования, в которых не требуется находить экстремум целевой

функции. Эти задачи связаны с анализом влияния конструктивных

параметров на напряженно-деформированное состояние конструк-

ции, причем целью такого анализа является выполнение всех ограни-

чений.