Введение к работе
Актуальность темы. Развитие авиационной техники неразрывно связано с обострением противоречии в требованиях к летательным аппаратам, заключающегося, с одной стороны, в необходимости расширения функциональных возможностей ЛА (увеличением дальности и скорости полета, повышением маневренности и т.д.) и, одновременно, требованиями повышения весовой отдачи конструкции, с другой.
Одним из путей решения этой проблемы является совершенствование аэроупругих расчетных моделей тонкостенных' элементов конструкции ЛА. Актуальной и малоизученной задачей в этом направлении являются задачи аэроупругости композиционных панелей и тонких составных несущих поверхностей с изменившимися вслвдствии статическго нагружения и конечного деформирования эффективными жесткостными характеристиками. Линеаризированные расчетные модели не позволяют провести исследования аэроупругого поведения элементов конструкции ЛА при критических и закритических значениях предварительного статического нагружения. А именно .при этих условиях происходит существенное изменение эффективных жесткостей, могущее привести к нежелательным аэроупругим колебаниям на эксплуатационных режимах.
Поэтому разработка эффективных методик и программных комплексов расчета аэроупругости предварительно нагруженных и деформированных авиационных конструкций является актуальной проблемой, на получившей к настоящему времени должного развития, чему и посвящена данная работа.
Цель работы. Создание алгоритма формирования матричных уравнений движения составных авиационных конструкций на основе геометрически нелинейных расчетных моделей для случая малых деформаций и конечных перемещений; разработка расчетной модели несущих поверхностей малого удлинения при конечных перемещениях в произвольных системах координат-, разработка программы расчета критических параметров устойчивости композиционных и подкрепленных тонкостенных элементов авиационных конструкций без определения предварительного напряженного состояния; разработка алгоритма и
программного комплекса расчета собственных колебаний, динамической реакции, скорости флаттера предварительно нагруженных конструкций при критических и закритических значениях статической нагрузки-, проведение параметрических исследований влияния предварительного нагружения и деформирования на критическую скорость флаттера панелей проектируемых авиационных конструкций. Научная новизна работы состоит в разработке методик расчета критических значений нагрузок устойчивости составных тонкостенных конструкций на основе геометрически нелинейных расчетных моделей; в разработке методик учета влияния предварительной статической нагруженности и конечности перемещений тонкостенных элементов ЛА на их аэроупругие характеристики; в численном параметрическом исследовании явлений аэроупругости авиационных конструкций с изменившимися вследствии конечного статического деформирования эффективными жесткостными характеристиками.
Практическая ценность работы. Разработаны методики и реализующие их программы расчета аэроупругих характеристик деформируемых тонкостенных авиационных конструкций, в том числе составных. Созданы программы расчета критических значений нагрузок устойчивости композиционных элементов конструкции ЛА. Программы расчета разработаны применительно в ЭВМ типа івм рс/хт/ат и совместимых типов и внедрены в практику работы ММЗиСкорость". Достоверность результатов. Результаты расчетов проанализированы с точки зрения их физической достоверности, сравнены в некоторых случаях с решениями на основе других методов, с данными экспериментальных исследований.
Публикация и апробация работы. Основное содержание работы опубликовано в работах г 1,2:); ее результаты докладывались на iv Всесоюзной конференции по современным проблемам строительной механики и прочности летательных аппаратов (г.Харьков, 1991г.). Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит ие введения, трех глав и заключения. Работа изложена на 96 страницах, содержит 27 рисунков и таблиц, а также список использованног литературы из 104 наименований.