CC BY
35Математические методы моделирования, управления и анализа данных
Описанная выше модель использовалась для расчета НДС при статическом нагружении. Передняя кромка конструкции нагружалась сжимающей погонной силой. Нагрузка распределялась равномерно вдоль передней кромки. Перемещения в узлах нижней кромки композитной части конструкции были жестко закреплены.
Расчет напряженно-деформированного состояния проводился в пакете программ «Композит-НК». Анализ результатов расчета показал: стрингеры верхнего отсека и спиральные ребра композитной части всюду сжимаются, а кольцевые ребра растягиваются;
в обшивке стрингерного отсека происходит концентрация напряжений в углах проемов, в обшивке композитной части - возле вырезов.
Библиографические ссылки
1. Каледин В. О. Численно-аналитические модели в прочностных расчетах пространственных конструкций / НФИ КемГУ. Новокузнецк, 2000.
2. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. М. : Наука, 1988.
3. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М. : Мир, 1979.
O. A. Shteinbreher
Novokuznetsk Branch-Institute of Kemerovo State University, Russia, Novokuznetsk
DEVELOPMENT OF THE DISCRETE MODEL OF LATTICED HULL MULTIPLEX STRUCTURE OF THE PROGRAM PACK «COMPOSITE-NK»
The problem of construction of a discrete model of latticed hull-based construction of multiplex structure in the program pack «Composite-NK» on the source language «Yadro» is considered. The results of the proposition of calculation of the stressed-deformation condition of this construction are presented.
© fflreHH6pexep O. A., 2011
УДК 536.242.1:629.782.01+518.5
Э. В. Шубин, А. А. Коробков, А. Н. Фуров, А. В. Свистунов Серпуховской военный институт ракетных войск, Россия, Серпухов
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ АСИММЕТРИЧНЫХ ГИПЕРЗВУКОВЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, СОВЕРШАЮЩИХ ДЛИТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ В АТМОСФЕРЕ ПЛАНЕТ*
Разработанная методика позволяет проводить оценку прогрева многослойного теплозащитного покрытия (ТЗП) асимметричных гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА) с учетом зависимости теплофизических характеристик (ТФХ) теплозащитных материалов (ТЗМ) от термобарических параметров (ТБП); оценку тепловой энергии, отдаваемой внутренней стенкой во внутреннюю среду асимметричных ГЛА; оценку рациональной массы многослойного ТЗП асимметричных ГЛА.
Внедрение автоматизированного проектирования перспективных ГЛА, совершающих длительное движение в атмосфере Земли, и других планет Солнечной системы в условиях воздействия нестационарного аэродинамического нагрева [1] предопределяет необходимость комплексного расчета основных характеристик и полей (температур, градиентов температур и термонапряжений) ТЗП таких ГЛА.
Для их определения была разработана методика оценки параметров тепловой защиты ГЛА, которая представлена ниже.
Постановка задачи, исходные данные, основные допущения и ограничения Задача состоит в определении: - температурных полей многослойного пакета ТЗП ГЛА T = f (х, t);
- полей градиентов температур многослойного
дT ( x, t)
пакета ТЗП ГЛА —^^ = / (х, 0 ;
дx
- полей термонапряжений многослойного пакета ТЗП ГЛА у = f (х, 0;
- толщины каждого слоя многослойного ТЗП йрЗП и пакета кТЗП в целом ГЛА;
- теплового потока, поступившего внутрь ГЛА 2вн ;
- внутреннего гермообъема ГЛА Увн ;
- массы каждого слоя многослойного ТЗП т.рЗП. и пакета ТЗП тТЗП в целом ГЛА;
- необходимого количества теплоносителя т .
теплоносит
*Исследования проводятся по гранту Президента РФ № МК-5276.2011.8.
Решетневскце чтения
Исходные данные:
- конструктивно-технические характеристики ГЛА (форма ГЛА sр, длина ГЛА /ЛА, радиус наконечника (сферического притупления) Rн ) и др.);
- тепловой поток, подводимый к поверхности ГЛА q(Sр, t);
- температура поверхности ГЛА T ^ , t);
- количество слоев и состав пакета ТЗП,-;
- свойства материалов пакета ТЗП (физико-химические, механические, теплотехнические и т. д.).
Ограничения:
- температура внутри отсека меньше заданной
Т < Т ;
отс отсзад
- температура поверхности ТЗП ГЛА меньше температуры разрушения < Т ;
- термонапряжения каждого слоя пакета ТЗП меньше предела прочности данного материала
уТ (X, T, t) <[ув (X, Т)] ;
- расчет температурных полей, полей градиентов температур и полей термонапряжений производится для боковой поверхности ГЛА (кТЗК > Rн).
Алгоритм расчета. В основу алгоритма расчета нестационарных температурных полей, полей градиентов температур и термонапряжений многослойного
пакета теплозащиты ГЛА положена математическая модель нестационарного теплопереноса в многослойном пакете теплозащиты ГЛА с учетом зависимости ТФХ ТЗМ от ТБП, представленная в [2].
Программа расчета. Созданная программа расчетов температур, градиентов температур и термонапряжений в ТЗП ГЛА [3] позволяет провести вычислительный эксперимент по прогреву многослойного пакета теплозащитного корпуса ГЛА.
Библиографические ссылки
1. Корячко В. П., Курейчик В. М., Норенков И. П. Теоретические основы САПР. М. : Энергоатомиздат, 1987.
2. Математическая модель теплопереноса в многослойной теплозащите асимметричных ГЛА с учетом нестационарности аэродинамического нагрева / Э. В. Шубин и др. // Современные проблемы гуманитарных и естественных наук : сб. VII Междунар. науч.-практ. конф. (23 сентября 2011, г. Москва). М., 2011. Ч. 5. С. 214-218.
3. Заявка на свидетельство на программу ЭВМ Российская Федерация № 2011127946/09 . Программа расчета температурного поля, поля градиентов температур и термонапряжений многослойного пакета теплозащитного корпуса / А. А. Коробков, В. Э. Бородай, А. Г. Попов. Заявл. 19.09.2011.
E. V. Shubin, A. A. Korobkov, A. N. Furov, A. V. Svistunov Serpukhov Military Institute of Rocket Armies, Russia, Serpukhov
TECHNIQUE OF ESTIMATION OF PARAMETERS OF THERMAL PROTECTION OF ASYMMETRIC HYPERSONIC FLYING MACHINES MAKING LONG MOVEMENT IN ATMOSPHERE OF PLANETS
The developed technique allows to perform: an estimation of warming up of a multi-layer heat-shielding covering asymmetric hypersonic flying machines (HSM) taking into account dependence теплофизических characteristics heat-shielding materials from pressure and temperature parameters; an estimation of thermal energy given by an internal wall in the internal environment asymmetric HSM; an estimation of rational weight of a multi-layer asymmetric HSM.
© Шубин Э. В., Коробков А. А., Фуров А. Н., Свистунов А. В., 2011
