Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Точное решение задачи расчета деформаций и напряжений композитного обтекателя конической формы при температурном и силовом нагружении

Опубликовано: 27.06.2016

Авторы: Сарбаев Б.С., Ражев В.В.

Опубликовано в выпуске: #6(54)/2016

DOI: 10.18698/2308-6033-2016-6-1508

Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Порошковая металлургия и композиционные материалы

В статье рассмотрен аналитический способ расчета одного из самых распространенных конструктивных элементов летательных аппаратов - обтекателя, который представляет собой тонкостенную коническую оболочку вращения. Обтекатель подвергается воздействию силовой и тепловой нагрузок, причем тепловое поле изменяется вдоль образующей и по толщине оболочки. Аналитическое решение задачи расчета обтекателя, изготовленного из композиционного материала, сводится к решению неоднородного уравнения Бесселя относительно комплексной функции, порядок которого определяется соотношением модулей упругости материала в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Способ нахождения решения этого уравнения, при котором в качестве частного решения берется решение по безмоментной теории, является приближенным. Поэтому возникает вопрос об адекватности решений, найденных этим способом. В статье представлено точное решение уравнения Бесселя, найденное методом вариации постоянных. На конкретном примере проведен анализ точного решения и сопоставление приближенного решения с точным. Исследование точного решения позволяет избежать ошибок, связанных с использованием безмоментной теории. Рассмотренный метод можно использовать для повышения адекватности оценок компонент напряженно-деформированного состояния обтекателя.


Литература
[1] Сарбаев Б.С. Расчет температурных деформаций и напряжений в композитном обтекателе конической формы. Наука и образование: научное издание, 2015, № 4, с. 58-72. DOI: 10.7463/0415.0765910
[2] Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. Москва, Машиностроение, 1977, 488 с.
[3] Weicheng Cui, Junhou Pei, Wei Zhang. A simple and accurate solution for calculating stresses in conical shells. Computers and Structures, 2001, № 79, p. 265-279. DOI: 10.1016/S0045-7949(00)00139-5