Динамическое напряженно-деформированное состояние межступенного отсека ракеты-носителя при отделении первой ступени

Автор(и)

  • B.F. Zajtsev Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, Україна
  • T.V. Protasova Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, Україна
  • N.V. Smetankina Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, Україна
  • I.F. Larionov Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля», г. Днепр, Україна
  • D.V. Klimenko Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля», г. Днепр, Україна
  • D.V. Akimov Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля», г. Днепр, Україна

Ключові слова:

Ракета1, межступенный отсек2, отделение3, импульсное воздействие4, конечный элемент5, динамика6, прочность7

Анотація

Наиболее оптимальным подходом при практическом решении проблем прочности ракетных конструкций является комбинирование теоретических исследований с их параллельной верификацией корректно поставленным экспериментом. В данной статье разработаны методика, расчетная модель и выполнены компьютерные исследования межступенного отсека ракеты-носителя «Циклон-4M» при отделении. Методика расчета динамики межступенного отсека базируется на трехмерном методе конечных элементов с решением задачи по времени конечно-разностным методом Вильсона. Применяемые методика и модель расчета динамического напряженно-деформированного состояния межступенного отсека учитывают основные особенности конструкции и нагружения, что определяет адекватность моделирования и оценок прочности и жесткости. Исследуемая конструкция имеет вид тонкостенной металлической оболочки вращения. В расчетной модели межступенного отсека представлены все основные силовые элементы – обечайка, системы продольного и поперечного подкреплений в виде стрингеров и шпангоутов. Присоединенная масса отработавшей первой ступени и эксцентриситет действия пневмотолкателей учтены в модели. Две конечно-элементные модели с различной дискретизацией – начальная и уточненная – использовались в расчетах. Уточненная модель связана с большей дискретизацией конструкции межступенного отсека в окрестности зон приложения нагрузок – кронштейнов пневмотолкателей. Расчетные данные представлены результатами трех исследований – собственных частот и форм колебаний, оценки напряженно-деформированного состояния при статическом нагру-жении с максимально возможной нагрузкой и, собственно, расчетами колебательного процесса. Время действия пневмотолкателей значительно больше периода собственных колебаний основного тона, что определяет квазистатический характер деформирования межступенного отсека. Динамические напряжения в межступенном отсеке весьма ограничены и имеют локализованный характер у кронштейнов пневмотолкателей. Несущая способность межступенного отсека может быть повышена усилением обшивки в зоне крепления пневмотолкателей

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Конструкція та міцність