Расчет оптимальных конструктивных параметров и применение в аэрокосмических конструкциях трехслойных сотовых панелей из полимерных композиционных материалов
Авторы: Башаров Е.А.
Опубликовано в выпуске: #10(154)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-10-2391
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Представлены разработка и апробация упрощенной методики расчета с оптимизацией и использованием критерия равнопрочности в слоях. Проанализированы перспективы применения в аэрокосмических конструкциях трехслойных сотовых панелей из полимерных композиционных материалов. Рассмотрены основные расчетные случаи нагружения сотовых панелей на этапе первоначального проектирования с учетом специфики их работы. Даны расчетные выражения, с помощью которых можно определить области допустимых значений оптимальных конструктивных параметров сотовой панели с использованием ограничений по прочности несущей обшивки, общей и местной потере устойчивости, сдвиговой форме потери устойчивости плоской сотовой панели. Приведен примерграфического определения области допустимых значений параметров трехслойной сотовой панели. Апробация методики показана на примере расчета сотовой панели из углепластика типа КМУ-4Л для обтекателя двигателя вертолета. Отмечено, что полученные результаты имеют достаточную для инженерных расчетов точность определения жесткости и прочности сотовых композитных панелей с учетом связующего.
EDN JOFBHO
Литература
[1] Башаров Е.А., Ерков А.П. Метод расчета многослойного пакета из полимерного композиционного материала с учетом выбора критерия прочности. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2018, № 6, с. 39–53. URL: http://www.ros-polet.ru/files/archiv/pl1618_web.pdf (дата обращения: 15.05.2024).
[2] Башаров Е.А. Оценка статической прочности образцов из полимерных композиционных материалов в расчетных программах MS.Excel и ANSYS с учетом выбора критерия прочности. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2021, № 12, с. 31–38. URL: http://www.ros-polet.ru/files/archiv/pl1221_web.pdf (дата обращения: 15.05.2024).
[3] Башаров Е.А. Сравнительный анализ результатов расчета образцов из ПКМ в расчетной программе MS.Excel и ANSYS с учетом выбора критерия прочности с результатами их статических испытаний. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2022, № 6, с. 3–12. URL: http://www.ros-polet.ru/files/archiv/pl1221web.pdf (дата обращения: 15.05.2024).
[4] Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. Москва, Машиностроение, 1988, 272 с.
[5] Вагин А.Ю., Головин В.В. Композиты в каркасных конструкциях. Журнал Вертолет, 1998, № 4, с. 12–15.
[6] Вагин А.Ю., Щетинин Ю.С. Применение полимерных композиционных материалов в конструкциях вертолетов фирмы «Камов». Тезисы докладов межотраслевой научно-технической конференции «Композиционные материалы в авиакосмическом материаловедении». Москва, ВИАМ, 2009, с. 20.
[7] Дудченко А.А., Елпатьевский А.Н., Хворостинский А.И. Проектирование и расчет тонкостенных конструкций из композиционных материалов. Москва, Изд-во МАИ, 1985, 35 с.
[8] Дудченко А.А., Хворостинский А.И. Расчет кессонных конструкций по балочной теории в случае общей анизотропии свойств материала. Численные методы исследования прочности летательных аппаратов: Тем. сб. науч. тр. МАИ. Москва, Изд-во МАИ, 1988, с. 14–18.
[9] Дудченко А.А., Елпатьевский А.Н. Прочность композитных подкрепленных панелей, нагруженных в своей плоскости. Механика композитных материалов, 1993, т. 29, № 1, с. 84–92.
[10] Дудченко А.А. Оптимальное проектирование элементов авиационных конструкций из композиционных материалов. Москва, Изд-во МАИ, 2002, 84 с.
[11] Дудченко А.А. Прочность и проектирование элементов авиационных конструкций из ПКМ. Москва, Изд-во МАИ, 2007, 200 с.
[12] Ендогур А.И., Вайнберг М.В. Сотовые конструкции. Выбор параметров и проектирование. Москва, Машиностроение, 1982, 254 с.
[13] Кузьмин М.А., Лебедев Д.Л., Попов Б.Г. Строительная механика и расчеты композитных конструкций на прочность. Москва, ИКЦ «Академкнига», 2008, 191 с.
[14] Михеев С.В., Строганов Г.Б. [и др.] Керамические и композиционные материалы в авиационной технике. Москва, Альтекс, 2002, 276 с.
[15] Васильев В.В., Добряков А.А., Дудченко А.А. Основы проектирования и изготовления конструкций летательных аппаратов из композиционных материалов. Москва, МАИ, 1985, 218 с.
[16] Халиулин В.И., Константинов Д.Ю., Батраков В.В. Технология производства изделий из композиционных материалов. Материалы докладов Междунар. симп. «Авиастроение России. Проблемы и перспективы», 2–5 июля 2012 г., г. Самара. Самара, Изд-во Самарского аэрокосмического университета, 2012, с. 227–229.