Тонкостенные подкрепленные конструкции

Тонкостенные подкрепленные конструкции [c.229]

Выше было показано, что настроенный демпфер из эластомера с коэффициентом потерь, равным 0,2, который типичен для большинства силиконовых материалов с высокими демпфирующими свойствами в области температур, соответствующей резиноподобным материалам, может быть весьма эффективным для тонкостенных подкрепленных конструкций. В этом случае настроенный демпфер устанавливается в центре каждой панели, причем масса демпфера составляет примерно 3 % массы об- [c.229]

Рис. 5.18. Многопролетная тонкостенная подкрепленная конструкция с настроенными демпферами

Метод конечных элементов в статике, динамике и устойчивости пространственных тонкостенных подкрепленных конструкций . Учебное пособие/ М Изд. АСВ, 2000, 152 стр., с илл., [c.2]

Конечные элементы для расчета пространственных тонкостенных подкрепленных конструкций [c.37]

Определение частот и форм собственных колебаний пространственных тонкостенных подкрепленных конструкций с учетом начальных усилий и нелинейности деформирования [c.122]

Как уже упоминалось выше, расчет тонкостенных подкрепленных конструкций на устойчивость начинается обычно с определения критических давлений для тонкостенных панелей, расположенных между подкрепляющими [c.1054]

Влияние акустического демпфирования в узлах самолетов и машин. В предыдущем разделе было показано, что акустическое демпфирование иногда может быть очень важным фактором при анализе динамических перемещений конструкций, но порядок его величины зачастую слишком мал, чтобы быть полезным. Это происходит в тех случаях, когда плотность окружающей среды слишком мала по сравнению с плотностью тела конструкции или когда акустическое давление излучения от одних частей колеблющейся конструкции погашается давлением от других частей, что может случиться для тех форм колебаний, при которых смежные поверхности колеблются в противофазе. Для космических аппаратов акустическое демпфирование отсутствует. Для массивных машин воздух слишком разрежен, чтобы создавать значительное акустическое давление на их поверхностях. Для некоторых тонкостенных, легких, подкрепленных конструкций типа панелей самолета акустическое демп- [c.70]

Рис. 4.29. Многопролетная тонкостенная подкрепленная ребрами конструкция с системой параллельных шарнирных опор.

В другом подходе, основанном на применении метода конечных элементов к исследованию колебаний конструкций при вязкоупругом демпфировании, были построены специальные элементы, позволяющие получать прямые решения уравнений движения сложных конструкций. Программы были специально созданы для исследования динамики больших трехмерных конструкций при установившихся колебаниях и предварительном нагружении, и их можно применять для самых различных типов конструкций, включая лопатки турбин с вязкоупругим демпфированием и тонкостенные подкрепленные панели с демпфированием [4.15—4.17]. [c.188]

В третьей части (главы 7, 8) рассматривается приложение метода конечных элементов к расчету характерных для летательных аппаратов конструктивных элементов — пластин, оболочек и тонкостенных подкрепленных систем типа фюзеляжа или крыла самолета. Основное внимание уделено здесь описанию подходящих конечных элементов для расчета тех или иных конструкций их применение иллюстрируется примерами расчета. [c.7]

В связи с проектированием переборок, мною была разработана теория устойчивости пластинок, подкрепленных уголками жесткости ). Теория эта нашла широкое применение при проектировании различного рода тонкостенных металлических конструкций. Применена она была и при постройке упомянутых выше крейсеров. В связи с этим были произведены опыты на больших моделях (до одной тонны весом) корабельных поперечных переборок. Может быть, и до сих пор эти модели стоят в коридорах Электротехнического института, в котором производились опыты [c.683]

На рис. 145 показано соединение тонкостенной крышки с корпусной деталью с помощью невыпадающего болта. В исходной конструкции 1 стенка крышки деформируется даже при слабой затяжке. В конструкции 2 слабый участок подкреплен приварными ребрами т. [c.269]

Так, например, в строительной механике сооружений большое место занимают вопросы раскрытия статической неопределенности рам и стержневых систем, расчета балок и плит, лежащих на упругом основании, и т, д. В строительной механике самолета большое внимание уделяется вопросам устойчивости подкрепленных элементов оболочек и других тонкостенных элементов корпуса и крыльев и т. д. Словом, строительная механика любого профиля может рассматриваться как механика конкретных деформируемых конструкций и машин, привязанных к определенной отрасли техники или строительства, и ее задачей является определение напряжений и деформаций в моделях (расчетных схемах) специальных конструкций. Строительная механика служит основой для дисциплин, изучающих прочность реальных конструкций и машин (рис. 1.1). Их можно объединить общим названием Проектирование и прочность . Задача этих дисциплин — построение расчетной модели (расчетной схемы), используемой в строительной механике, и оценка прочности конструкций. [c.6]

Потеря устойчивости означает практически полную потерю несущей способности конструктивного элемента и с этим явлением при проектировании необходимо считаться. Прежде всего следует по возможности избегать такого типа нагрузок, при которых возможна потеря устойчивости. Необходимо принимать и конструктивные меры. Нетрудно заметить, что наиболее ярко явление потери устойчивости проявляется в легких, тонкостенных конструкциях в сжатых оболочках и тонких стенках. Поэтому одной из мер повышения устойчивости является увеличение жесткости конструкции. В практике самолетостроения, ракетостроения и судостроения тонкостенные перегородки, баки, обшивка корпуса подкрепляются специальными профилями. Такая подкрепленная оболочка имеет достаточно высокую жесткость при сравнительно малом весе. [c.121]

С помощью описанной процедуры в современных программных комплексах строятся конечно-разностные уравнения для решения задач расчета тонкостенных конструкций. Применение непрямоугольных сеток позволяет рассчитывать пластинчатые и оболочечные конструкции сложных очертаний, с вырезами, подкреплениями и т. п. [c.249]

Оболочки могут иметь самую разнообразную конфигурацию. Схемы трех основных тиров оболочек приведены на рис. 1—3. Реальные тонкостенные конструкции часто имеют отверстия (обычно подкрепленные), приливы, утолщения, а также окружные (шпангоуты) и продольные (стрингеры) подкрепляющие элементы. [c.211]

В нашей стране и за рубежом резко увеличился поток статей, диссертаций и монографий как по общим подходам и методам исследований устойчивости тонкостенных конструкций, так и по ряду частных задач расчета на устойчивость тонкостенных стержней, стержневых систем, подкрепленных пластин и оболочек, трехслойных пластин и оболочек и т. д. В последние годы особенно интенсивно развивались различного рода численные методы расчета конструкций на устойчивость. [c.5]

В качестве второго типа конструкций рассмотрим набор из подкрепленных стрингерами тонкостенных панелей фюзеляжа самолета. Нами было показано экспериментально [5.26] и аналитически [5.27], что большинство наиболее опасных форм колебаний соответствуют частотам, примыкающим снизу к частоте, при которой происходят колебания стрингеров по первой крутильной форме, и сверху—к частоте, соответствующей первой изгибной форме колебаний стрингеров. Эти две крайние формы колебаний часто появляются при частотах, отличающихся не более чем на октаву, поэтому и энергии, соответствующие этим формам колебаний, также довольно близки друг другу. В действительности энергия деформации при изгибных формах колебаний стрингеров примерно в четыре раза больше энергии крутильных колебаний. Поэтому подобные формы колебаний можно демпфировать с помощью одиночного настроенного демпфера. [c.229]

Исследование влияния настроенных демпферов на динамическое поведение тонкостенных конструкций показало возможность применения изолированных настроенных демпферов из эластомеров для управления динамическими перемещениями по нескольким формам колебаний. Для таких исследований можно применить метод нормальных форм колебаний и определить влияние настроенных демпферов на поведение конструкций, состоящих из набора панелей, подкрепленных стрингерами и рамами [5.28], а также использовать метод передаточных матриц, который дает возможность оценить влияние настроенных демпферов на поведение изогнутых тонкостенных конструкций с подкреплением (рис. 5.18) [5.13]. [c.229]

При расчете баков ракет широко используются результаты экспериментальных исследований. Это касается прежде всего расчетов на устойчивость. Критические напряжения потери устойчивости тонкостенных элементов определяют преимущественно опытным путем. В этой главе рассмотрена приближенная методика расчета на устойчивость основного силового элемента конструкции — цилиндрических обечаек несущих баков. Учитывается влияние внутреннего давления, неравномерности распределения напряжений по сечению. Используются данные экспериментов, служащие для уточнения теоретических формул. Приведена последовательность определения численных значений критических нагрузок для различных подкрепленных и непод-крепленных конструкций баков.. Рассмотрены расчеты на прочность цилиндрических обечаек и днищ разной формы, а также сфероидальных и торообразных баков. [c.291]

Работоспособность нагруженного внешним давлением отсека, как правило, определяется его устойчивостью, причем потеря устойчивости тонкостенных конструкций современных летательных аппаратов обычно происходит в упругой области. Конструктивно такие отсеки выполняются в различных вариантах (рис. 12.14) вафельные оболочки с преобладанием кольцевых ребер (й) оболочки, подкрепленные силовым набором (в основном шпангоутами) (б) оболочки с поперечной гофрировкой (в, г) трехслойные оболочки с несущими слоями из металла [c.333]

Моделирование подкрепленных оболочек представляет собой весьма сложную задачу экспериментальной механики тонкостенных конструкций. Изготовление маломасштабных, геометрически подобных моделей тонких оболочек, усиленных ребрами жесткости, сопряжено с серьезными техническими трудностями и экономическими затратами. [c.119]

Для тонкостенных конструкций принципиальное значение имеет выбор наиболее эффективной конструкции стенкн оболочки, так как окончательно принятый вариант определяет силовую схему изделия в целом и особенности его изготовления. Как правило, при установлении того или иного варианта вступают в силу ограничения технологического характера. Возможные варианты конструкций располагают в последовательности возрастания их эффективности по массе (подкрепленные, вафельные, трехслойные). [c.10]

Расчет слоистых панелей. Прочность боковых панелей кузова автофургона определяется главным образом их сопротивлением выпучиванию. Поэтому считается, что наиболее эффективной конструкцией панели является такая, у которой критическое напряжение достигает предела текучести материала обшивки при сжатии. Типовая сборная панель каркаса кузова, когда шаг стоек равен 610 мм и шаг лонжеронов 914 мм, теряет устойчивость при напряжении, составляющем всего 15 % значения напряжений текучести материала обшивки при сжатии. Даже в очень усложненных подкрепленных стрингерами тонкостенных конструкциях, применяемых в изделиях авиационной промышленности, эффективность панельных конструкций едва превышает 50 %. Однако эффективность трехслойной панели согласно расчетам может достигать 100 % при определенных размерах и характеристиках материалов обшивки и заполнителя. [c.185]

МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СТАТИКЕ, ДИНАМИКЕ И УСТОЙЧИВОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ПОДКРЕПЛЕНЫХ КОНСТРУКЦИЙ [c.1]

Рассмотренные в разделах 1, 2.1, 2.2 и 2.3 соотношения позволяют риссчитывать шаговыми и шагово-итерационными методами сложные пространственные тонкостенные подкрепленные конструкции, иыполненные как из упругих, так и неупругих материалов. Для [c.71]

Таким образом, предложенный метод решения геометрически нелинейных статических задач позволяет добиться высокой точности результатов при значительном снижении числа итераций и повышении устойчивости итерационного процесса. Метод может быть использован для расчета широко применяемых в различных областях техники тонкостенных подкрепленных конструкций, так как все необходимые для таких расчетов мэ1грицы получены в главах 1-2. Данный метод может быть использован также для расчета тонкостенных подкрепленных конструкций при одновременном учете геометрической и физической нелинейности. В этом случае при вычислении матриц [К], K i и на каждом шаге [c.98]

Вопрос о влиянии начальных усилий на частоты и формы собственных колебаний конструкций рассматривался и ранее (см., например, [15,34,49], Исследовались, однако, конкретные конструкции (пластинки, оболочки определенной формы и т.п.). Влияние же начальных перемещений, возникающих при действии статических нагрузок, на динамические, характеристики тонкостенных конструкций практически не изучено. В первой главе выведены уравнения, пригодные для расчета частот и форм собственных колебаний конструкций любых типов (одно-, двух- и трехмерных) с учетом их напряженно-деформированного состояния (уравнение (1.63)). Ния рассматривается реализация этого уравнения для пространственных тонкостенных подкрепленных конструкций произвольной конфигурацтаК Класс тонкостенных конструкций выбран по той причине, что именно в h№ i как следует из предшествующих исследований (см. цитированные выШ работы), влияние стагических нагрузок оказывается наиболее значительным. [c.122]

По разработанной методике можно рассчитывать как тонкостенные подкрепленные конструкции, так и стержневые системы. В кэтестве примеров рассмотрим расчет шарнирно-стержневой конструкции рис. 5.11 и рамы рис. [c.128]

Блок-схема алгоритма шагово-итерационного расчета геометрически и физически нелинейных тонкостенных подкрепленных конструкций (рис. 7.21 построена на основе уравнений, приведенных в 3.2. Физическая нелинейносп. учитывается в рамках теории течения с использованием уравнений состояния описанных в 2.4 для различных типов материалов. Алгоритм предусмагривас i возможность нагружения конструкции с переменным шагом по нагрузке, а также возможность энергетической коррекции решения на каждой итерации равновесия для ускорения сходимости итерационного процесса. [c.146]

МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СТАТИКЕ, ДИНАМИКЕ И УСТОЙЧИВОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ПОДКРЕПЛЕНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Научный редактор В.П. Агапов [c.152]

Тонкостенные подкрепленные конструкции при относительно малом весе обладают высокими прочностными характеристиками, благодаря чему они иашлн широкое прнмеиение в авиации. Конечноэлементная модель подобной конструкции должна быть по возможности простой, но в то же время она должна правильно воспроизводить наиболее существенные особенности силовой работы. Как и в традиционных методах расчета, обшивку можно считать безмоментной. При моделировании лонжеронов, нервюр или шпангоутов следует учитывать деформации поперечного сдвига. При этом необходимо заботиться об исключении ложных деформаций поперечного сдвига, которые могут совершенно исказить жесткостные свойства конструкции в целом. [c.283]

В зависимости от конкретных обстоятельств, возможно принятие схем, в которых элемент конструкции наделяется свойствами более полного, но тоже только частичного восприятия силовых факторов. В результате возникают схемы, промежуточные между балкой и нитью, между оболочкой и гибкой оболочкой. Например, брус тонкостенного открытого профиля способен воспринимать относительно малые крутящие моменты. Тогда можно принять, что он может работать только на изгиб, растяжение и сжатие. Так, в частности, обычно поступают при анализе некоторых авиационных конструкций, имеющих тонкостенные подкрепления (стрингеры, шпднгоуты). Оболочке тоже может быть приписана способность работать только на растяжение, сжатие и сдвиг, но отказано в способности [c.23]

Данная глава посвящена вопросам конечно-элементного представления тонких пластин, находящихся в условиях плоского напряженного состояния, т. е. при действии в их плоскости нормальных и касательных напряжений. Плоское напряженное состояние является простейшей формой напряженного состояния конструкций, часто встречающейся на практике. Указанные элементы используются для представления конструктивных элементов тонкостенных и подкрепленных конструкций, кесонных конструкций, а также для учета мембранных напряжений в оболочках. [c.265]

Широко распространены кабины, представляющие собой герметизированный отсек / у нт фюзеляжа. Герметическая кабина по конструкции представ ляет собой тонкостенную подкрепленную оболочку, нагруженную внутренним или внешним избыточным давлением и подвергающуюся изгпбу н кручению как часть силовой схемы фюзеляжа. [c.374]

Проблема, подобная рассмотренной в 94, встречается при расчете подкрепленных тонкостенных конструкций. Рассмотрим коробчатую балку (рис. 137), образованную двумя швеллерами АВРЕ и D GH, к которым с помощью заклепок и сварки по краям прикреплены два тонких листа А B D и EFGH. Если вся балка заделана левым концом и нагружена, как консоль, двумя силами Р, приложенными к швеллерам на другом конце, то, согласно элементарной теории изгиба, растягивающие напряжения изгиба в листе AB D равномерно распределены по любому сечению, параллельному ВС. В действительности, однако, лист воспринимает растяжение от касательных напряжений по его краям, связанным со швеллерами, как показано на рис. 137, и распределение растягивающих напряжений по его ширине не будет постоянным в соответствии с эпюрой напряжений на рис. 137, напряжения по краям будут выше, чем посередине. Такое отклонение от принятого в элементарной [c.277]

Современный самолет имеет конструкцию полумонококового типа, состоящую из тонкостенных листов или обечаек, подкрепленных балками (фермами) и стрингерами для предотвращения потери устойчивости. Внешняя обшивка или стенка образует аэродинамический контур агрегата — фюзеляжа, крыла, стабилизатора. Элементы жесткости крепятся к внутренней поверхности обшивки и воспринимают сосредоточенные нагрузки. Эта конструкция в течение многих лет служила основным объектом аэронавти-ческих исследований и существенно отличает аппараты от обычных строительных конструкций. История создания и сопутствующие вопросы анализа и расчета тонких оболочек описаны Гоффом [5], который отмечает, что фундаментальное выражение фон Кармана для определения разрушения пластины при продольном изгибе или потере устойчивости имеет вид [c.40]

Расчетные схемы, выходящие за рамки общетехнических и свойственные только конкретно взятой области техники, рассматриваются в разделах инженерной механики, название которых начинается со слов Строительная механика... , например, строительная механика сооружений, строительная механика сварных конструкций, строительная механика корабля, самолета и т. д. Эти дисциплины посвящены в основном развитию эффективных методов анализа специфических расчетных схем. Так, например, в строительной механике самолета рассматриваются вопросы устойчивости пластин, подкрепленных оболочек и других тонкостенных элементов. В строительной механике сооружений большое место занимают специальные воиросы раскрытия статической неопределимости рам и стержневых систем. Словом, строительная механика любого профиля может рассматриваться как специализированное сопротивление материалов, изложенное в духе определенной отрасли техники. [c.6]

В практике судостроения широкое распространение имеют конструкции, выполненные в виде тонкостенных труб или барабанов цилиндрического либо конического образования, подверженных действию сил, приложенных по периметру поперечного сечения трубы (барабана) и расположенных в плоскости, перпендикулярной к оси конструкции. Примерами таких конструкций могут служить барабаны, которые ставятся под вращающиеся части различных установок для их подкреплений, дымовые трубы и т. п. Отличительной особенностью их является относительно малая местная жесткость тех сечений, где приложена внешняя нагрузка. Без соответствующего подкрепления, исключающего возникновенгте значительных деформаций сечений, использовать достаточно большую прочность всей конструкции нельзя. В связи с этим б статье излагаются основания для расчета местной прочности и жесткости тонкостенных труб и барабанов. Они применяются к двум наиболее частым случаям нагрузки сосредоточенной силой или распределенной равномерно по периметру сечения (когда внешняя нагрузка передается от подвижной части установки через шары или катки). В обоих случаях применение методов теории упругости позволяет определить изгибающий момент, срезы- [c.172]

Модели цилиндрических оболочек из белой жести, подкрепленные кольцевым набором, применяются для испытаний на устойчивость при внешнем давлении. Известны эксперименты, проводившиеся с целью выявления влияния на устойчивость расположения шпангоутов относительно срединной поверхности, жесткости шпангоутов на кручение, осевых сил и других факторов. В этих экспериментах обшивка оболочек (рис. 11.4) имела толщину h = 0,34 мм. Средние значения предела текучести и временного сопротивления материала составляли — 200 МПа, Og = = 280 МПа. Диаметр цилиндра варьировался в пределах 100— 140 мм, длина в интервале 180—300 мм. Для подкрепления оболочек применялись уголковые профили 4x3x0,34, 6x3x0,34 и шпангоуты таврового сечения из двух уголков 4x3x0,34, соединенных стенками. Описание технологии изготовления моделей оболочек из жести и результаты испытаний на внешнее давление приведены в работе [3]. В этой же работе содержатся примеры использования тонкостенных металлических сварных моделей для исследования устойчивости и несущей способности таких судовых конструкций, как палубные перекрытия, гофрированные переборки, двутавровые и коробчатые балки, подкрепленные панели. [c.258]

Тонкостенные и литые сварные корпуса, станины, барабаны, обечайки. Днища, па-йельные сварные конструкции (без внутреннего ореб-рения или с умеренным подкреплением) [c.223]

Предварительные примечания. Из практики эксплуатации обо-лочечных конструкций известно, что ребра жесткости, неразрывно связанные с оболочкой, являются концентраторами напряжений. Поэтому представляют интерес тонкостенные конструкции в виде оболочек, подкрепленных ребрами одностороннего действия. Так как ребра и оболочка в таких конструкциях жестко между собой не связаны, то соответствующая краевая задача может трактоваться как контактная с неизвестной областью активного взаимодействия. [c.521]

Типичными представителями подкрепленных тонкостенных конструкций являются крыло (рис. 8.1, а) и фюзеляж (рис. 8.1, самолета. Они имеют относительно тонкую обшивку и силовой набор (каркас), образованный такими элементами, как шпангоуты, лонжероны, нервюры, стрингеры. Моделирование каркасированной конструкции набором конечных элементов можно осуществить различными способами [c.283]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...