автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Исследование, разработка и применение профильного замкового соединения обшивки корпусов летательных аппаратов из композиционных материалов с металлическим кольцевым шпангоутом

ХАРЬКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ им. Н.Е.Жуковского

УДК 629.7

На правах рукописи

Р Г Б ОД

НЫРКОВСКИЙ ВЕНИАМИН ИВАНОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ

ПРОФИЛЬНОГО ЗАМКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ОБШИВКИ КОРПУСОВ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С. МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОЛЬЦЕВЫМ ШПАНГОУТОМ

Специальность 05.07.02 -проектирование и конструкция летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Харьков 1996

Дпооертадзя является рукопись?:. ... .

РоОота выполнена в Харьковском ави£циош:ом институте им. Н.Е.Жуковского .

Научний руководитель: доктор технических нау;;, профессор'

В. Е..Гакдачук '

Научный консультант: кондидн?. х&хннч&ских нал'к,' доцент

В.О/К&деэдкн . ' - .■•

СЧ'Гщиячт- киа оппоненты: доктор технических наук, профессор

Л.А.Мз-лггенко

кандидат технических ньук, доцент В.В.Буланов

Ведущее- предприятие - Дубненскнй машиностроительный

аавод, г.Дубна.

Защцта состоится__23 февраля_;__5995г.

в 14 часов в ауд. 427 __ ■ учебного корпуса ка

заседании специализированного совета А .0?-. ¿7.РВ в Харьковском авиационном институте им.Н.Е..Жуковского по адресу: 3.10070, г.Харьков, ул.Чкалова, 17, ХАИ.

С диссертацией ыожно ознакомиться в библиотеке ХАИ.

Автореферат разослан___йнёс.ря__________1996г.

Ученый секретарь специализированного совета

Профессор с -у')Сс .Г.Л.КорнилоЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ: Важнейшей проблемой проектрования современных летательных аппаратов (ЛА) является снижение массы конструкции при сохранении надежности и ресурса. Одно из эффективных направлений решения этой проблемы состоит в применении полимерных композиционных материалов (КМ), обладающих высокими удельными характеристиками прочности и жесткости и рядом других известных преимуществ перед металлами.

Узким местом в конструкциях ЛА, в том числе из КМ, являются зоны стыков и соединений, масса которых составляет 20...30% массы агрегата. Мировая статистика свидетельствует, что 80...85% разрушений в конструкциях ЛА происходит в зонах стыков и соединений.

В связи с этим исследование несущей способности металла-композитных стыков и соединений и разработка для них новых конструктивно -технологических решений (КТР) является одной из основных задач проектирования ЛА из КМ.

Несмотря на существенный прогресс, достигнутый в этой области в последние годы, в настоящее время отсутствуют эффективные КТР соединений высоконагруженных и композитных отсеков корпусов ЛА замкнутой форш, обеспечивающие снижение массы изделий и повышение их технологичности.

В связи с этим исследование, разработка и применение соединений обшивки корпусов ЛА из КМ с металлическими кольцевыми шпангоутами представляется актуальной задачей.

Диссертация является составной частью комплексных НИР и ОКР, выполненных в рамках отраслевой nporpai.fl.cj "Создание модульных многоцелевых систем среднего радиуса действия" в период с 1983 по 1995 год.

ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИИ является разработка эффективного профильного _

замкового соединения (ГОС) выооконагруженных отсеков ЛА из КЬ сОеспечнвачщего снкнекие мазей и побшеда© технологичности издали и штодик!» его проектировятш, а также конструк-я ивно- технологичсс кая отработка и внедрение в изделиях отрасли.

Для достижения этой цели были сформулировгуы и решены следую щие основные задачи:

1. Разработать конструктиига-скяовую схему (КОС), ыатематпчос кую модель' и ыето/и;ку выбора рэзуюнааькык конструктивных параметре ШС.

К. Провести экспериментальное исследование г. сочности 1150 и вы явить адекватные эксперименту модели его разрушения (эксперимен тальная доводка модели). .

3. Выявить, ксоледовагь и рекомендовать области рационально? применения' ПЗС для соответствую^ классов .отсексз ЛА.

4. Внедрить ПЗС и методику их проектирований" в конструкции ра кеты Д-5НМ и .ее модификациях.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Теоретические исследования проводились н базе конечно-элементных• моделей, реализованных гз современна: ЭВМ а также на основе ыоделей механики деформированного твердого тела физически;: представлений процесса рагруиенпя соединения, получении из аналиеа эксперимента.

Зксп-зрииентальн»е исследования выполнены на современном непитательно:.! оборудовании с широжм применением текгометрировакпя обработкой данных с помощью системы СИИТ-2 и применением стандартно; методов статистической обработки результатов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следующем:

"1. Предложено и рзгра0с«?аш новое эффективное профильное соединение для ьисоконьгружекних отсеков ЛА из КМ, обеспечивещее снижение массы и повышение технологичности изделия, на которое получено положительное решение, государственной научно-технически!

олертигн изобретений.

?.. Проведен параметрический анализ напряженно-деформированного ютояния ПЗС в зависимости от его конструктивных параметров на сю->ве МКЭ, позволивший синтезировать упрощенную математическую ш-:ль деформирования соединений.

3. На основе предложенной математической модели разработана лодика проектирования ПЗС по критерию статистической прочности в •гетеые отсека.

4. На основе анализа результатов экспериментальных исследова-1Й ПЗС выявлены модели его разрушения при растяжении и сжатии, цекватные предложенной математической модели и подтверждающие зф-эктивкость разработанной методики проектирования ПЗС.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ.

1. Предложен? классификация отсеков ЛА по конструктивным, экс-луатащюнным и технологически.! признакам, позволившая установить пповые КТР отсеков, для которых применение ПЗС наиболее эффективно.

2. На основе результатов исследований спроектирован реальный тсек ракеты Д-5НМ и разработан технологический процесс его изго-овления. В новом КТР отсека достигнуто снижение массы на 29Х по (равнению с титановым аналогом и увеличена полезная нагрузка ракеты ia 10,75 кг при снижении трудоемкости изготовления в 1,7 раза.

3. Предложены новые КТР для ряда'модификаций ракеты Д-5НМ, зз-щщенные четырьмя авторскими свидетельствами.

4. Разработаны и внедрены рекомендации по выберу материа-. юв,области эффективного применения ПЗС в отсеках ЛА различного ти-ia, а также по технологии изготовления отсекоЕ о ПЗС, позволяющие /величать его прочность и герметичность и снизить трудоемкость изготовления.

На защиту выносятся: *

- новое высоконагруж?нное профильное аамковое соединение ци- .

- С - ' .

линдрической оболочки ЛА из КМ с-металлическим кольцевым шпангоутом;

- матО/атическая модель и методика проектиро.г. лния ШС;

- результаты и методики экспериментальных исследований ШС.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные работы диссертации докладывались на

ежегодник конференциях профессорско-преподавательского состава ХАИ (Харьков, 1939-'-1994г.) научно-технических советах МлВ "Радуга"в 1990 - 1994г.г.' ■ ' ' _ ,■'.;:■:•■

ПУБЛИКАЦИИ^ По'материалам диссертации опубликовано 3 .статьи, 2 тегуса- доклада, • написано 2 научно-технических ответа, получено 4 авторских свидетельств на изобретение и 1 положительное решение.

СТРУКТУРА И ОБ"ЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит иг введения, пяти разделов, общих выводов и 7 Приложений, содержит 84 страницы машинописного текста, 6 таблиц, 77 иллюстраций и список использованной литературы, включающий 106 наименовании".

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи диссертации, научная новизна и практическая значимость работы.

В ПЕРВОМ РАЗДЕЛЕ проведен краткий обзор и анализ состояния проблемы проектирования конструкций ЛА из КМ, вскрыты тенденции проблемы, связанные с созданием эффективных отсеков корпусов малоразмерных ЛА иэ КМ в аспекте обеспечения надежных стыков и соединений;

Показано,'что проблема соединений деталей и узлов из КМ и ме-тазлокошоэиционнш соединений в значительной мере исследована и решена в работах отечественных ученых Воробей В.В.: Сироткииа O.G. и его школы, Карпова Я.С., Гайдачука В.Е. и его шкилк, Парцевского В.В., Шалыгина В.Н., Царахова Ю.С. и др., зарубежны;- исследователей

Греймса Г,,Греймана Л. и др., а также коллектива)/»! отечественных и зарубежных конструкторских бюро и фирм авиационного и ракетро-ксо-мического профиля.

Однако во всем многообразия стыков и соединений элементов конструкции ЛА из КМ наименее исследован класс соединений замкнутых отсеков, композиционных оболочек с металлическими шпангоутали. Задача создания эффективных Еысоконагруменных соединений для зтего класса изделий за исключением некоторых экстраполяции рациональных для прямолинейных конструктивных элементов соединений, о.поперечными микроэлементными связями не нашла полного решения.

Отсутствуют эффективные КОС соединения и их КТР. В связи с этюд в работе намечен ряд задач, охватывающих разработку, анализ к обоснование профильного замкового соединения, его математической

Типовое ГОС.

5

Стр гор.

1

1 - препрег;

4 - канавки;

2 - металлическая раыма; 5 - кольцевые стержни;

3 - ступенчатая повехность; 6 - обойма

Рнс.1.

модели и *ка!&каюв;ей из нее методики проекта!::: вайя ИЗО, экопор! тального исследования, а такте конструктивно-технологического с печения и внедрения в конкретных изделиях.

Сформулированы цель и задачи диссертации.

Во ВТОРОМ РАЗДЕЛЕ описана КСС ГВС обшив. л из о металл! кпм шп? тоутом, проведен п&раметрпческий анаглг напряженно- д> мированиого состояния (НДС) этого соединении Методом конечного мента (МКЭ) к ра;.фаОотана методика его проекта.

Типовое ПЗС (рис.1) КМ (препрёга) 1 с! ..¡еталличоокой раг имеет в месте сопряжения ступечатую поверхнос..л 3, на которой полнены' канавки 4' установлены коЛ'ьд^зые стерж;:п 5, которые охв; волокнам 'КМ 1. На КМ 1 размещена обойма 6, неположенная нащ ступенчатой поверхности 3.

В диссертации описана технология сборки д!ЗС и анадиеир; его потенциальные преимущества. • •' ' '

Показано, что для качественной и количественной оценки нес способности ШС и анализа характера.ее исчерпали с цель» поел; щеп 'разработки' методики его проектирования необходимо прово; параметрического исследования НДС.при растяжении и сжатии.

Параметрическое исследование НДС ШС проведено в рамка:-: симметричной задачи линейной теории Упругости с использование» в форме-метода перемещений. В качестве основных неизвестных п] ты радиальные' иг и осевые их перемещения. Внутри четырехуго. изолараметрических элементов сечения эти перемещения аппроксю ются билинейными сплайнами.

Сечение исследованного соединения с нанесенными на кем и; ниямн напрякгний приведено на рис.2.-" Анализ картины раопреде; напряжений показывает, что наиболее натрунены элементы петли. ( ные участки петли определялись по максимумам напряженности К с пользованием критерия Гольденйлата-Копнова:

Сечение ШС с изолиниями напряжений.

со

б • • I

а - напряжение б у}-, б - напряжение (5" х. Рис. 2'.

ш %

гдэ:б.х,6у>, Скр- компоненты напряжений в каждой точке;

О ъх,Ь ар, С - пределы прочности КМ в соответствукщих направлениях.

Функция 1 имеет три выраженных максимума: вблизи склейки' слоев петли и на при?.'ивоположкой стороне петли. Это позволяет прогнозировать _ возможное«» рА&руиения петли но трем вовмогчым механизмам: разрыв в зоне максимума нормальных напряжений (рис.Г -а); рагрушение от сдвига в зоне закругления (рис.3,б);одновременное разрушение в нескольких местах (рис.3,в). Потому в качестве параметров НДС,.определяющих -несущую способность соединения, выбрпбы напряжения в этих зонах.

Наиболее вероятные гоны разрушений 1В(

" г

5 В

а - разруиение в зоне максимума нормальных напряженки;

б - раэруйсние от сдвига в зоне закругления петли;

к :

в - одновременное разрушение.

Рис.3.

Для исследования влияния изменения конструктивных параметров на несущую способность соединения было проведено параметрическое исследование , в котором варьировались: толщина петли, внутренний радиус оболочки, координата кргшнеи левой точки первой петли, длина цилиндрического участка трубы, радиус петли.Результаты расчетов

7

2

Свк(р

Зависимость уровня напряженности от радиуса оболочки,

а,б - зависимость максимальных уровней напряженности в характерных точках по критерию Гольденблата-Копнова от радиуса оболочки:

терных точках от длины петли £ (в) и радиуса Гпетлк (г): 1а,Еа -внешняя петля; 16,26 - внутренняя петля; 1а,16 - точка В; 2а,26 -точка С. г -радиус петли, £ - толщина петли.

Рис.4.

приведены ка рис.4.

<

В разделе проводится подробный анализ результатов параметрического исследования, позволившего рекомендовать мгжсшяльние конс-.труктивко возможные аначения радиуса петли г и ее толщины 6 , при, этом т/5>10, что гарантирует преобладание е петле растягивячвцдо напряжений.

Параметрический анализ позволил синтезировать математическу?:« к-одель деформирования ПВО, в соответствии с которой слои наполнителя рассматривается как тонкостенная труба, заполненная кидкостью. Это допущение базируется на той, . что гашена КМ Иерпендикуляркы направлению действия растягивающей силы, а связующее имеет на порядок меньшую прочность. Уравнения, описидающие квпряженное состояние соединения в соответствии с разработанной модель;;, удается разрешить относительно конструктивных параметров, что дает расчетные формулы для их определения;

Л) ^(г),

[б А = ) «—^Ма!;

(2)

п =

б А А_ . и с1п [бр] па

где [ 6 р] - предельнодопустимое растягивающее напряшкие в петле Ов, ¿)в - пределы прочности материала петли, стержней и примотки;

Е^, модули упругости, материалов петли, старшей и примотки; О ~ вписанный диаметр петли; £ - длина петли.

- угол аярокоимации форма петли; Ь - толщина наполнителя петли;

Схема образцов ГОС для испытании на растяжение и сжатие.

> ........... " ■

—- -V . ч>

•е.

330

Рис.5.

Типовая зона перераспределения нагрузки при испытаниях

образцов ПЗи.

£5 5,9 ' РНГС-Ю'З

датчик N6

Н - толщина ирныохкн; п - количество петель в соединении.

4 Нй основе расчетных формул (2) разработана методика' выб< конструктивных параметров, обеспечивающих достаточную прочность 5 при максимальной загруженности его элементов. В отличие от МКЭ, 1 азизовянкого в рамяах линейно упругого деформирования, метод1 учитывает возможность начального разрушения соединения - отелов! пс-тли от металлического шпангоута.

В ТР£ТШ,5 РАЗДЕЛЕ изложены результаты экспериментального ис ледовакия прочности, профильного соединении, решающего следующие г дачи:

- экспериментальная оценка несуще;! способности разработаннс соединения;

- проверка и подтверждение достоверности результатов расчета

теоретического исследования НДС соединения и методики проектиров кия ШС;

- оценка влияния климатических условий на статическую про ность образцов соединения;

- выявление адекватных эксперименту моделей и механизма рагр; иения-ГОС (экспериментальная доводка модели).

Схемы образцов для испытаний на растяжение приведены на рис.!

При испытаниях использовалось следующее оборудование:

- разрывная машина универсальная 1231У-10, 0,002< Р <100К1 А мах=1%,, скорость нагружениа 0,5мм/с;

- тенйореэисторн КФ4П-1-5-100-23 и КФ4П-1-10-100-23;

- кли1Л0-терк01«Е.мера КТК-800, -7<J<1<90'С, влажность - до 9$%;

- термокамера Т1-1000, -7СГ<Т<120Г-С; ?

- СПИТ-2, мзх<1,5%.

Испытания образцов ПЗС на растяжение и сжатие проводились п стандартной'методике. Климатические испытания проводились п

Типовые примеры результатов испытании ГОС.

Табл.i.

- 16 -

< Схемы типовых разрушений образцов БЗС.

Тип С Тип V '

И

а - при растяжении; б - при сжатии.

Рис.7.

ГОСТ 320.57.306-76. Результаты испытаний подвергались статистич* кой обработке. .Типовые примеры результатов приведены в таблице Несущая способность образцов ПЗС, подвергнутых предварите^ климатическим воздействиям , снизилась на 5% при коэффициенте вар ации 12,3%.

Диаграмма растяжения при уровне нагрузки 0,7 - 0,9 от разрув щей имеет выраженную степеньку со сладом нагрузки на 0,7 - 2,3% разрушающей (рис.6). Разрушение произошло во всех случаях в проф лях (рис.7а), причем места разрыва волокон различны в различи образцах, но качественно соответствую? зон?;,; наиболее вероятие разрушения-, установленным при расчетно-теоретическом исследовали При сжатии образцов разрушение происходило как по месту соед нения, так и по основному материалу. В первом случае образцы П разрушались вдоль образующей, ез втором - в поперечном сечени

Разрушающее усилие составило ббЕОкГс при коэффициенте вариации 20?. в обоих случаях. В диапазоне 0,6Рр диаграмма сжатия имела' эубчатус форму со спадом нагрузки на'0,7 - 2,Ъ1 от разрушающей Рр (рис.76).

Сопоставление результатов текзометрирования с расчетными данными МКЗпокагивает, что продольные напряжения при растяжении отличаются от расчетных на 19. ..25%, а при сжатии на 31... 4.5%.

Окружные деформации в гоне, достаточно удаленной от обгаст;: перемени знака, отличаются от полученных МКЗ не более ,чем на 30%.

На основе полученных экспериментальных данных создана цегост-най' эмпирическая картина работы ЕЗС на осевое растяжение и сжатие, выявлены основные концентраторы напряжений и места наиболее вероятного разрушения, предложены и обоснованы адекватные эксперименту модели и механизмы разрушения ЛВС (рис.8), непротиворечивые магема-тичеЬкой-модели, положенной в'основу методик!! проектирования ЕЗС. Установлена достоверность результатов расчетно-теоретического исследования НДС. Полученный материал подтверждает эффективность применения' разработанной КСС и методики проектирования ПЗС для силовых конструкции отсеков малоразмерных ЛА. ' '

■ В ЧЕТВЕРТОМ РАЗДЕЛЕ рзботы выявлены .исследованы и рекомендованы области рационального применения ПЗС для соответствующих классов отсеков ЛА. Предложены и обоснованы-классификаций'отсеков ЛА по типу нагружения и по конструктивно^зксп;луатационкы),1! '• признакам, для которы.ч''-'рекомендованы" рациональные' методы ^рйообразов&ния '."'

' •" Изложены рекомендации', относящиеся к монструктивчо-технологи^ ческой реализации ПЗС в системе отсека малоразмерного ЛА.

;'В ПЯТОМ РАЗДЕЛЕ диссертации приведены результаты -внедрения ПЗС в конструкции отсека ракеты-мишени Д-5НМ (рис.9) и ее модификациях, Повышение эффектифности ракеты, предусмотренное новым техническим заданием, потребовало увеличения массы полезной нагрузки при сохранении принципа модульности отсеков. Решение этой задачи оказа-

лось возможным путем замены конструкционного материала отсека лезнон нагрузки - титанового сплава на полимерный Ю^.

Анализ внешних воздействий, соответствующих расчетным случ иагруления при совместном полете ракеты с носителем и ее шлете рабочем режиме покааал, что критическим является рабочий режим, отйегствующий температуре 350 "с при действии инерционных и аэрод ынческих поперечных нагрузок.

В соответствии с -разработанными в разделе 4 класонфикаци; для изготовления проектируемого отсека выбран технологический П] цесс продольно-поперечной наштки стеклолентой.

В соответствии с предложенной методикой проектирования ШС I лучены следующие параметры соединения в системе отсека :

~ материал обечайки: стеклопластик СК~9хв на основе стеклол«

ты;

- материал стержней: стеклопластик СК-9хв на основе жгута

- диаметр стержней Юмы;

- толщина примотки Н=0.

Конструкция отсека в зоне соединения показана на рис.10.

Спроектированный отсек ракеты Д-5НМ обеспечил снижение мае на 29% по сравнении с аналогом из титанового сплава и увеличен полезной нагрузки на 10,75кг. При этом трудоемкость изготовлен: отсека снизилась в 1,7 раза.

Для рада модификаций ракеты Д-5НМ, соответствующих специальш техническим требованиям, с учетом сделанных вше выводов и рекоме! даций предложены и разработаны новые КТР:

- соединения металлической окантовки съемного люка с обечайке из КМ (а.с.СССР N 1655033);

Это соединение позволило исключить дискретный крепеж, умень шить строительную высоту в районе люка и снизить Еес отсека.

- КТР для отсека, подверженного высокотемпературному аэродина

Тиг - 13 - , ы разрушения ПЗС при растлении. |

\ ч I модель , ПЗС - монолитное тело, состоящее из двух разно: родних материалов (металл + ИМ) 11 модель ПЗС - механически связанные разнородные тела

-V .....

1 1 ( 1 ц" ■ -1

Сгсг-р^

I Типы разрушения ПЗС при снатии.

- 2D -

мичсскому нагреву, обеспечившее повышение прочности и герметичност: обечайки при высоких теыпе-гнтурах ;

- КТР для повышения герметичности обтекателя, скрепленного н. поверхности корпуса ракеты (а.с.СССР N240317, Й.О.РССН Ш235110);

- КТР, обеспечивающее снижение аэродинамическом сопротивленн: хвостовой части, модифицированной ракеты с турбореактивным двигателем на пилоне (а. с. СССР N93273-1).

В ПРИЛОЖЕНИЯХ приведены конструкторские материалы ко отсек; ракеты Д-511М с ШС; протоколы испытаний образцов-свидетелей; технологический процесс на изготовление образцов; протоколы рениено контроля образцов II3C; материалы тензометрнровзнпя образцов ПЗС технологический процесс на изготовление отсека ракеты.

Результаты исследований , КТР,рекомендации и методика, проектирования ПЗС внедрены в МКБ "Радуга" и используются в разработк конструкции ракеты Д-5КМ.

- ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных ис следований, а также опытно-конструкторских и технологических работ выполненных на их основе , направленных на решение проблемы проек тирования отсеков ракет из КМ с металлическими, кольцевыми шпзнгоу тами, в дессертации:

1.Разработанно профильное замковое соединение (ШС), решающе проблему соединения обечайки иг КМ с металлическим кольцевым шпан гсутом при ограниченной строительной высоте соединения.

2.Проведено параметрическое исследование конструктивно-силово схемы ПЗС с использованием средств пакета программ "Параметр-мик ро". При этом получены зависимости между диаметром соединения, ра диусом изгиба слоев наполнителя, его толщиной и нагрузками вовника ющими в соединении, а также определено, что максимальные напряжены в ПЗС возникают в слоях наполнителя в местзх его изгибов и опреде

Конструкция отсека с /73 С ракеты

Д-5НМ

нет, рама пну тр. oÖLUußxa ' из KM I

—1 V-TT-V/ ir О V»

мет. рама

продольная намотка

one речная юмотка

Схема умадки m пол ни тем

Pu с. Í0

лены зоны вознигловения максимальных напряжений. Получены зависн мости между нагрузками в ШС, его диаметром и другими геометричес киыи параметрами, позволившие:

- определить диапазон диаметров, в котором существенно влия нив нагрузок, действующих в слоях КМ, образующих ШС соединение;

- определить область и интенсивность влияния радиусов изгиб слоев наполнителя и их толщины на нагрузки действующие в с-оединенп

- рекомендовать максимальные значения радиусов изгиба слое наполнителя, образующих ГОС при существующих конструктивных ограни чениях.

3.Предложена модель работы ИЗО от усилия сжатия и растяжения разработанна методика выбора конструктивных параметров этого соеди нения по критерию статической прочности в системе отсекз.

4. Экспериментально проверены результаты параметрического исс ледования и подтверждена адекватность предложенной модели работ ГОС, а также эффективность разработанной на ее основе методики вы борз конструктивных параметров.

5.Предложена классификация конструктивных и технологически типов отсеков, а также установлены типовые КТР отсеков с обечайкам из КМ, для которых применение ГОС дает максимальный эффект. Предло жена конструктивно-технологическая реализация этих решений в отсек на основе применения ПЗС для соединения обечайки из КМ с металли ческими кольцевыми шпангоутами.

6. На основе результатов исследований спроектирован реальны отсек ракеты Д-5НМ, состоящий из обечайки из КМ и металлически кольцевых шпангоутов,'выбраны его основные геометричес«« параметр и разработан директивный технологический процесс изготовления отое ка. В новом конструктивно- технологическом решении достигнуто они жение массы на £9% по сравнений с; титановым елалогом , а также уве личена полезная нагрузка на 10,75кг.

■ ■ ..i ... . - 23 -

Результаты диссертации внедрены в МКБ "Радуга" в конструкции акеты Д-5HJ-Í в' рамках прог-ремш "Создание, модульных многоцелевых пстем среднего ргдзиуса действия".

Результаты диссертации, методика, конструкторские и технологи-еские рекомендации могут, бить использованы в НИИ, КБ и других ор~; гнизациях еэтшающихся проектированием и производством отсеков етателъкых аппаратов из композиционны*: материалов.

. 1 Предложенные в диссертации■КТР гащщенц положительным решением осудэрствекной кучно-технической экспертизы изобретений Н4607442/ 3 (160572) от 27.04.92 и авторскими- свидетельствами ш>82734, 235110;1655063, а основные научные результаты изложены в следующих аботах:-

v-1•В.И.КыркоЕскин,В.0.Каледин.Напряженное состояние клеезамко-ого соединения оболочек из композитов с металлическим шпангоутом, опросы оборонной техники.Выпуск N5(100)-8(100).Сб.статей.-М.:HTII нформатика,1995.-8с.

S..B.И.Кнрковскпй.Практические вопросы проектирования двухсло*-ж оболочек из композиционного материала . Проектирование элбмек--зв конструкции летательных аппаратов.Сб.науч.ст.-Харьков:ХАИ,1988. с. 115. ■

3.В.И.Нырковскии.Проектирование уплотнений из композиционного атериала' . Проектирование элементов конструкции летательных агша-?тов.. СО', науч. ст. - Харьков: ХАИ, 1988.-е. 120.

АННОТАЦИЯ.-

Нырковский В.И. .-Исследование, разработка и применение прс-$иа-зго замкового соединении обшиьки корпусов летательных аппаратов из эшозициокнкх материалов с ыеталличес'кш кольцевым шпангоутом.

Диссертация на соискание ученой степени, кандидата тохни-гских наук по специальности 05.07.03 - проектирование и конструкт ¡я летательных аппаратов, Харьковский, авиационный институт,

г.Карьков, 12S6.

разработана методика проектирования и предложены новые коне труктии.о-текнологичесшю решения эффективного профильного ва).:ковс го соединения вишкокагрукоиннх отсеков летательных аппаратов i композиционных материалов, проведены экспериментальные исследован! данного класса соедине'ннй и рекомендованы области его рационально] применения.

ABSTRACT.

Hyrkovsky V.I. The research, development and application prof le lo:;k joint of body skin flying vehicles of composites with rinr frame.

The dissertation for a candidate of technical sciences scient fic degree on specialities 05.07.0?, - design and development- flyi vehicles. Kharkov Aviation Institute, Kharkov, 1995.

The technique of designing- is developed; the new disigne' technology of effective profilelcck joints are oferred for intens ve t-rsioned sectiones of flying vehicle bodes; the experiment researches of this joint classes are made and the areas of its i tional application are recommended.

КЛЮЧЕВЫЕ ОЛОВА .

Соединение разнородных слоистых материалов, отсеки летателы аппаратов, проектирование, прочность, технология.

саказ N Тира-;; -10 экй. Бесплатно

Типография 1.1КБ "Радуга"

Дубна-3,Московской обл.,ул.Жуковского,