Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Фізико-математичні науки / Механіка деформівного твердого тіла


Коваль Кирило Віктрович. Напружено-деформований стан багатошарових адгезійних з'єднань композитних деталей при термомеханічному навантаженні. : Дис... канд. наук: 01.02.04 - 2003.



Анотація до роботи:

Коваль К.В. Напружено-деформований стан багатошарових адгезійних з’єднань композитних деталей при термомеханічному навантаженні. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 01.02.04- механіка деформівного твердого тіла. Національний аерокосмічний університет ім. Н.Е. Жуковского «Харківський авіаційний інститут», Харків, 2003 г.

Дисертація присвячена оперативному інженерному аналізу і вибору конструктивно-жорсткісних параметрів багатошарових адгезионных з'єднань деталей із композиційних матеріалів на основі розроблених уніфікованих методик визначення їхнього напружено-деформованого стана.

На підставі розрахункових схем різноманітного рівня точності синтезовано методики визначення НДС багатошарових адгезійних з'єднань із будь-якою кількістю прошарків у з'єднанні, виявлено основні чинники, що впливають на НДС з'єднання, і проведено параметричне дослідження впливу різноманітних чинників на НДС для двох випадків навантаження (температурне і механічне ). На підставі визначення й аналізу НДС трьох характерних тестових аерокосмічних конструкцій, зроблено порівняння одержуваних результатів із даними більш точних моделей, зроблений аналіз точності визначення напруг і дані рекомендації по області застосування розроблених методик.

Результати дисертації впроваджені в Спеціальному Конструкторсько-технологічному Бюро з кріогенної техніки ФТІНТ та в ДКБ «Південне».

У відповідність із поставленою ціллю, в дисертації одержани такі нові наукові і практичні результати:

  1. На підставі одновимірної і квазідвовимірній розрахункових схем синтезовані інженерні аналітичні методики визначення НДС багатошарових адгезійних з'єднань з урахуванням коефіцієнтів Пуассона і лінійного температурного розширення матеріалів із будь-якою кількістю прошарків у з'єднанні. Досліджено вид коренів характеристичного рівняння, одержаного при рішенні системи диференційних рівнянь, що описують НДС багатошарових адгезійних з'єднань. Запропоновано комплекс програм для визначення НДС з'єднань будь-якого порядку і показана можливість уніфікації програмного забезпечення, призначеного для проектування або аналізу адгезійних з'єднань.

  2. Виявлено основні чинники, що впливають на НДС багатошарових адгезійних з'єднань, і проведено дослідження впливу різноманітних параметрів з'єднання на НДС для двох випадків навантаження (температурне і механічне навантаження). При цьому встановлена міра впливу даних параметрів на НДС при різноманітних комбінаціях вхідних даних.

Основні результати параметричного дослідження приведені в табл.

Таблиця - Вплив параметрів з'єднання на НДС

Максимум дотичних напруг спостерігається з краю більш жорсткої деталі. Обчислення за менш точними моделями приводили до завищення максимуму напруг (тобто в запас). Це дозволяє застосовувати аналітичні методики що розглядаються для проектування багатошарових клейових з'єднань. У цілому спостерігалося деяке збільшення похибки обчислень при надмірному зменшенні або збільшенні параметрів;

  1. Встановлено, що найменш точні результати дає одновимірна модель. Визначена область доцільності використання розроблених методик, причому в загальному випадку квазідвовимірна методика може бути застосована при проектуванні аерокосмічних конструкцій, а одновимірна для конструкцій загального призначення й у навчальних цілях. Для перевірочного розрахунку доцільно застосовувати метод кінцевих елементів.

  2. Зроблено аналіз багатошарових конструкцій, що зустрічаються в конструкції ЛА і виділені три характерні класи багатошарових структур, що найбільш часто зустрічаються, у залежності від співвідношення товщин деталей, що з’єднуються і клейових прошарків і зроблені визначення й аналіз їх НДС, на підставі чого зроблено висновок про придатність аналізованих аналітичних моделей для визначення й аналізу НДС широкого класу багатошарових структур. На підставі порівняння одержаних результатів із результатами, одержаними по двовимірній моделі доведена адекватність застосованої моделі клейового з'єднання.

  3. Комплекс програм, одержаний при даних дослідженнях, використовується в СКТБ ФТІНТ і ДКБ «Південне» у проектах, пов'язаних із визначенням довговічності й усталостної тривкості сонячних батарей перспективних КА з тривалим терміном активного існування.

Одержани результати можуть бути використані як у проектних і дослідницьких організаціях, робота яких пов'язана з проектуванням складної техніки, так і в навчальному процесі ВУЗів.

Основні результати дисертації викладені в таких

публікаціях:

1. Карпов Я.С., Коваль К.В. Методика определения напряженно-деформированного состояния многослойных адгезионных соединений.//Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Вып.16(3). Харьков. ХАИ: 1999.- с.85-91.

2. Коваль К.В., Куреннов С.С. Исследование корней характеристического уравнения в задаче определения напряженно-деформированного состояния многослойных адгезионных соединений. // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Вып.20(3), Харьков, ХАИ, 2000, с.75-79.

3. Коваль К.В. Методика определения напряженно-деформированного состояния панелей солнечных батарей при термоциклировании. // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Вып.22(5), Харьков, ХАИ, 2000, с. 37-41

4. Коваль К.В. Исследование напряженно-деформированного состояния панелей солнечных батарей при термоциклировании. // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Вып.25(2), Харьков, ХАИ, 2001, с.64 –69

5. Коваль К.В. Учет ширины при определении напряженно-деформированного состояния многослойных адгезионных соединений. // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Вып.27(4), Харьков, ХАИ, 2001, с.106 –112

6. Коваль К.В. Влияние основных параметров многослойного адгезионного соединения на его напряженно-деформированное состояние. // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Вып.31(4), Харьков, ХАИ, 2002, с.139 –145

[1] - автору належить виведення й обгрунтування аналітичних співвідношень для визначення НДС багатошарових з'єднань і розробка відповідного програмного забезпечення;

[2] - автору належить дослідження виду коренів характеристичного рівняння для, двух-, трьо- і чотирьохшарових з'єднань.