Авторизация
Авторизируйтесь
X
  • Логин*
  • Пароль *
или зарегистрируйтесь
Регистрация
X
  • Логин
    (3-15 символов)*
  • Пароль
    (6-15 символов)
    *
  • Подтвердите пароль *
Сообщение администратору
X
 
>>

Разработка метода расчета параметров геометрической стабильности корпусов антенных рефлекторов

Данг Нгок Ань

Разработка метода расчета параметров геометрической стабильности корпусов антенных рефлекторов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва - 2008

Диссертация | 2008 | Россия | docx/pdf | 8.53 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Специальность 01.02.06 - Динамика, прочность машин, npn6ojWR и аппаратуры.
Композит представляет собой неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и матрицу (или связующую), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов. Эта матрица выполняет функцию совместной работы армирующих элементов. Механическое поведение композита определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы, а также прочностью связи между ними.
Многослойные конструкции находят в широкое применение в различных отраслях современной техники. Это связано, прежде всего, с тем, чго умелым сочетанием полезных свойств отдельных слоев можно обеспечить не только высокую удельную жесткость и прочность изделия, но и удовлетворить требованиям по таким характеристикам. как теплопроводность, герметичность, радиопрозрачность. коррозионная стойкость и многим другим. Для достижения этих целей при подборе слоев конструктор может использовать самые различные материалы: металлические сплавы, композиты, пластмассы, пенопласты, керамики, резины и г. д. Однако следует отмстить, что наличие требуемого набора исходных материалов является только необходимым, но нс всегда достаточным условием. Для полной реализации возможностей, заложенных в самой идее многослойной конструкции, необходимо кроме незаурядной изобретательности проявить также умение опираться на надёжные методы расчёта, позволяющие прогнозировать свойства и поведение будущей конструкции. Без такого анализа практически невозможно создать конструкцию, удовлетворяющую требуемому комплексу физико- механических характеристик. 
В.1. Анализ современного состояния методов расчета оболочек из композитных материалов
Среди многослойных конструкций, выполненных из композитных материалов, ободочки вращения занимают особое место, поскольку они весьма технологичны, при изготовлении естественным для волокнистых композитов методом- методом намотки. С точки зрения расчёта многослойных конструкций оболочку вращения является достаточно простыми объектами исследования. Аппроксимации деформаций в трансверсальном направлении и периодичность решений по окружной координате позволяют свести решение трёхмерной задачи теории упругости к последовательности решений одномерных краевых задач.
На сегодняшний день в литературе широко освещены вопросы, связанные с расчётами различных оболочек вращения при нагружении. Обзоры основных направлений и результатов исследований по этим задачам были рассмотрены в рабо те [2] .
В работе [3, 38] наиболее полно рассмотрены способы решения задач связанных с расчётом многослойных оболочек вращения с методом конечных элементов (МКЭ) и численного интегрирования систем дифференциальных уравнений в задачах статики, устойчивости и колебаний, рассмотрены задачи, связанные с осесимметричным деформированием тонкой многослойной оболочки, выполненной из композиционного материала. Разрешающие уравнения и граничные условия получены вариационным путём. Методы решения ориентированы на использование в расчётах численных методов и современных средств вычислительной
техники.
В работах [2, 3, 51] приведены основы безмоментной и моментной теории оболочек при осесимметричном и несимметричном нагружениях. Приведены примеры решения отдельных дифференциальных уравнений в частных производных с переменными коэффициентами, описывающих оболочку по моментной теории. Рассмотрены конечные элементы оболочек
вращения, даны рекомендации по реализации и использованию конечноэлементного метода анализа.
В работе [7] рассмотрены вопросы, связанные с проектированием технологической оснастки из полимерных материалов для изготовления конструкций из листовых деталей. Представлены уточненные, относительно классической оболочек, модели деформирования слоистых материалов с учётом деформации поперечного сдвига, приведена модель деформирования стеклопласткового листа по каркасной оправке и поведение материала в зонах ячейки каркаса.
На основании рассмотренных в литературе и отдельных работах методов и моделей расчёта многослойных конструкций можно определить основные подходы при решении задач с расчётами трёхслойных оболочек вращения.
Аналитические решения для усилий и перемещений удаётся получить лишь в некоторых частных случаях или в использовании дополнительных упрощений. Широко применяются в практике такие упрощенные теории, как безмоментная теория и теория краевого эффекта.
В безмоментной теории оболочек полагают [3], что нормальные и касательные напряжения постоянны по толщине и приводятся обычно к силам направленным по меридиану, параллели и к силам сдвига, перерезывающие силы, а также изгибающие и крутящие моменты считаются равными нулю. Применение безмоментной теории для описания реальной оболочки недопустимо в тех случаях где при заданном способе закрепления срединная поверхность оболочки может изгибаться без растяжений и сдвигов.
При решении задач моментной теории оболочек обычно возникают на большие математические трудности, связанные с краевыми эффектами. 13 практических расчётах элементов конструкций на прочность и устойчивость широко применяются прикладные теории оболочек. При их использовании обычно принимают дополнительные упрощения, которые позволяют
получить простые аналитические решения. Однако такие теории могут быть использованы для расчёта определённого класса конструкций. Так для уточнения решения по безмомептнон теории, применяется теория краевого эффекта. Теория пологих оболочек используется при расчёте элементов, геометрия которых мало отличается от плоских пластин, параметры Ламе равны единице, криволинейную систему координата можно считать ортогональной, метрические свойства и при определении не меняются по толщине и при определении поперечных сдвигов можно ограничиться линейными составляющими- С помощью полубезмоментной теории удается получить простые формулы для расчётов тонкостенных цилиндров и схожих конструкций.

Содержание

Введение 4
R.I. Анализ современного состояния методов расчета оболочек из композитных материалов. 5
В.2. Обзор работ по размеростабильным конструкциям и термомеханике композитных материалов.
В.З. Общая характеристика работы (актуальность темы, научная новизна, практическая значимость, краткий обзор по главам).
1. Основные соотношения для расчета многослойных композитных оболочек вращения. 19
1.1. Деформационные соотношения и учет геометрической
нелинейности в квадратичном приближении для теории Кирхгофа- Лява. .19
1.1.1. Связь деформаций с перемещениями 19
1.1.2. Деформационные соотношения для тонких конических 24 оболочек
1.2. Физические соотношения. 30
1.2.1. Приведенные механические характеристики
однонаправленного слоя КМ (ОКМ). 30
1.2.2. Расчет механических характеристик многослойных
тонкостенных конструкций. 31
1.2.3. Феноменологическая модель деформирования ОКМ в составе многослойного пакета. 36
1.2.4. Поверхности прочности многослойного пакета КМ при плоском напряженном состоянии. 42
1.3. Формулировка задачи статики многослойной оболочки вращения при осесимметричном нагружении. 49
1.3.1. Принцип возможных перемещений. Вариационная формулировка задачи 49
1.3.2. Общие процедуры метода Ньютона для решения 53 геометрически и физически нелинейных задач статики.
1.3.3. Линеаризованная формулировка для нелинейной задачи. 58
2. Конечный элемент (КЭ) многослойной композитной оболочки
вращения. 61
2.1. КЭ конической оболочки. Перемещения в локальной и
глобальной системах координат. 61
2.2. Аппроксимации перемещений и углов поворота. 62
2.3. Формулировка задачи в приращениях узловых степеней свободы
на основе принципа возможных перемещений. 65
2.4. Вычисление матриц жесткости (МЖ) конечного элемента. 66
2.5. Решение геометрически нелинейных задач статики методом
конечных элементов. 69
2.6. Стыковка конечных элементов, задание геометрических
граничных условий. 75
3. Алгоритм программы расчета и решения тестовых задач. 79
3.1. Общий алгоритм решение задач статики. 79
3.1.1. Задание исходных данных по геометрии оболочки. 79
3.1.2. Задание исходных данных по физическим характеристикам
слоев оболочки. 82
3.1.3. Задание нагрузок, температур, начальных деформації й 82
3.1.4. Учет упругого основания S4
3.1.5. Постановка шпангоутов 84
3.1.6. Рептение разрешающей системы алгебраических уравнений
МКЭ. 86
3.1.7. Оценка сходимости итерационного процесса решения
нелинейной задачи. 88
3.2. Решение тестовых задач. Сравнение результатов расчета с известными решениями других авторов и результатами экспериментов. 88
3.2.1. Расчет цилиндрической оболочки с полусферическим 88
3.2.2. Расчет выпукло-вогнутого днища 94
3.2.3. Ортотропная цилиндрическая оболочка под внутренним
давлением 100
4. Расчет многослойных корпусов рефлекторов. 102
4.1. Многослойные корпусы антенных рефлекторов. 102
4.1.1.Описание конструкции. 102
4.1.2. Краткое описание технологии изготовления. 103
4.2 . Описание исходных данных конструкции 104
4.3. Результаты расчёта 105
4.4. Параметрический анализ геометрической стабильности корпусов рефлекторов (углов укладки, перепад температуры ДГ). 111
Выводы 122
Список литературы. 123
Приложение. 133

Диссертация | 2008 | Россия | docx/pdf | 8.53 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Разработка метода расчета параметров геометрической стабильности корпусов антенных рефлекторов

релевантные научные источники:

Другие источники по дисциплине Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры:

  1. Вибрационные силы, их проявление в гироскопе со смещенным центром масс при вибрации основания
    Иванова Вероника Сергеевна | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук | Диссертация | 2003 | docx/pdf | 3.01 Мб
  2. Методика решения контактных задач для тел произвольной формы с учетом шероховатости поверхности методом конечных элементов
    Ольшевский Александр Алексеевич | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Брянск - 2003 | Диссертация | 2003 | Россия | docx/pdf | 6.87 Мб