авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Е. ЖУКОВСКОГО “ХАРЬКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ” ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА ...»

-- [ Страница 3 ] --

Рисунок 1 – Окно отчета о результатах измерений Образцы размером 1х1х0,5 см подготавливали методом механиче ской полировки с последующим глубоким травлением. Индентирование проводили в диапазоне нагрузок от 0,5 до 200 мН. Твердость определя ли по 30 индентированиям. Ниже приведена методика определения среднего значения твердости образцовой меры твердости НV30 из стали У12А.

1. По результатам измерений в программе Excel строим график за висимости нагрузки от глубины внедрения индентора Р = f(h) (рис. 2) для каждого из 30 индентирований. Добавляем линию тренда, то есть опи сываем кривую индентирования полиномом. Формулу размещаем на графике.

2. Задаем значения глубины с определенным шагом и рассчитыва ем величины силы для каждого из 30 индентирований по полученным формулам.

Рисунок 2 – Пример зависимости нагрузки от глубины внедрения инден тора Берковича при индентировании меры твердости НV30 (кривая 1) 3. Рассчитываем среднее значение силы Рi по n точкам (n = 30) для каждого заданного значения глубины:

n Pi Рсрi = i =1. (3) n 4. По рассчитанным средним значениям силы и заданным значе ниям глубины строим среднюю кривую нагружения Pср = f(h).

5. Наносим на один график кривые для всех 30 точек. Выделяем среднюю, верхнюю (максимальные значения нагрузки) и нижнюю (мини мальные значения нагрузки) кривые (рис. 3).

Рисунок 3 – Кривые нагружения: максимальная, средняя и минимальная 6. Для средней, максимальной и минимальной кривых нагружения рассчитываем величину поверхностной и объемной твердости во всем диапазоне нагрузок по формулам 1 и 2 [2].

7. Строим зависимость поверхностной и объемной твердости от глубины внедрения индентора. Обозначаем диапазон разброса (верхняя и нижняя кривые) твердости (разброс обозначен на рис. 4 серым цве том).

а б Рисунок 4 – Зависимость максимальной, средней и минимальной по верхностной (а) и объемной (б) твердости от нагрузки Таким образом, на основании 30 измерений твердости получено среднее значение и разброс максимальное и минимальное значения твердости.

Выводы 1. Метод поверхностной (универсальной) и объемной (истинной) нано-, микро- и макротвердости позволяет определять твердость по глубине внедрения пирамиды Берковича расчетным методом по форму лам для всего интервала нагрузок.

2. Предложенная методика обработки результатов измерений по зволяет повысить точность определения твердости.

Список использованных источников 1. Дуб С.Н. Испытания твердых тел на нанотвердость / С.Н. Дуб, Н.В. Новиков // Сверхтвердые материалы. 2004. № 6. С.1633.

2. Мощенок В.И. Определение универсальной и истинной нанот вердости материалов / В.И. Мощенок, Н.А. Лалазарова // Вопросы про ектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб.

науч. тр. Х.:, Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», 2008.

Вып. № 2 (53). С. 8792.

Поступила в редакцию 01.03.2010 г.

Рецензент: канд. техн. наук, проф. Н.И. Семишов, Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Харьков УДК.621.891:621.316. В.М. Стадниченко, канд. техн. наук ДИАГНОСТИКА ПРОЦЕССОВ ИЗНАШИВАНИЯ ФРИКЦИОННЫХ УЗЛОВ ТРАНСМИССИЙ АВИАЦИОННЫХ ГТД МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ Постановка проблемы. При решении комплекса задач, связанных с диагностикой фрикционных узлов авиационной техники, возникает необходимость получения объективной количественной информации о состоянии поверхностей фрикционного контакта в реальном масштабе времени. В число таких задач входят диагностика триботехнических характеристик конструкционных и смазочных материалов на стадии их разработки и лабораторных испытаний, контроль и прогнозирование их технического состояния в реальных узлах трения авиационных ГТД [1,2]. Очевидно, что эффективность решения таких задач определяется количеством и качеством информации, полученной при диагностике технического состояния фрикционных узлов.

Анализ последних публикаций. В настоящее время всё большее применение находят методы, которые позволяют получать информацию о кинетике процессов изнашивания, протекающих в поверхностных слоях материалов в условиях их динамического контактного взаимодействия. Одним из таких методов является метод акустической эмиссии (АЭ) [2,3,4].

В статье рассматривается информационно-измерительная система для диагностики триботехнических систем в реальном масштабе времени эксплуатации без их разборки.

Цель исследования. Целью исследования является разработка методики обработки акустико-эмиссионного излучения, позволяющей получать информацию, необходимую для диагностики технического состояния фрикционных узлов авиационной техники в реальном масштабе времени.

Изложение основного материала. Структура построения канала регистрации и обработки сигналов акустической эмиссии базируется на ряде методологий, которые содержат в себе принцип регистрации и превращения первичной информации;

принцип усиления и выделения сигналов акустической эмиссии;

принцип сохранения процессов, которые регистрируются в исходном виде;

принцип обработки сигналов акустической эмиссии;

принцип вывода и предоставления результатов анализа;

принцип управления процессами измерений, информационными потоками и контроля процессов изнашивания трибосистем.

Блок схема канала регистрации и обработки сигналов АЭ информационно-измерительного комплекса трибодиагностики приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структура канала регистрации и обработки акустической эмиссии в информационно-измерительном комплексе трибодиагностики с оптимизацией параметров:

1 – датчик акустической эмиссии;

2 – предварительный усилитель;

3 – полосовой фильтр, 50...900кГц;

4 – усилитель с порогом нечувствительности к собственным шумам машины трения;

5 – выпрямитель усиленного сигнала;

6 – блок вычисления среднего значения в скользящем окне;

7 – АЦП;

8 – устройство связи с последовательным интерфейсом.

Диаграмма измерения скорости изнашивания показана на рисунке 2.

Нагр Скорость ужение пары изнашивания за период одного Латентн файла (5 мин.) ый период накопление повреждений в поверхностных слоях Рисунок 2 – Диаграмма измерения скорости изнашивания за первые 5 мин. работы пары трения в информационных единицах Канал регистрации и обработки сигналов акустической эмиссии должен быть ориентирован на максимальное использование гибких программных средств, которые обеспечивают контроль состояния оборудования, а также управление процессами измерений, обработки, анализа информации и предоставления ее результатов. Реализация данной концепции может быть осуществлена на сочетании максимальных возможностей современных средств вычислительной техники, и технологии “MathCad”.

Каждое из данных устройств можно рассматривать как независимый модуль, что выполняет определенные функции. Причем тракт усиления сигналов акустической эмиссии работает по «жесткому неизменному алгоритму», а весь процесс измерения и обработки информации строится на обеспечении совместной работы специализированного модуля аналоговой и предварительной цифровой обработки АР08 и персонального компьютера.

Связь специализированного модуля аналоговой и предварительной цифровой обработки АР08 и ПК осуществляется за отдельным последовательным интерфейсом RS 485 посредством программных средств с использованием специального программного математического обеспечения (ПМО).

Такой подход позволяет делать распределение функций между устройствами канала регистрации и обработки сигналов акустической эмиссии за их назначением и выполнением операций, а именно:

проведение измерений и передача данных;

сохранение данных, их обработка и формирование результатов, анализ и отображение информации, контроль и управление всеми процессами.

Распределение функций обеспечивает сочетание разных устройств, которое направлено на получение максимальной исходной информации в первичном виде с возможностью следующей многоразовой вторичной обработки.

С точки зрения получения информации о кинетике процессов изнашивания с использованием обработки сигналов акустической эмиссии, наиболее приемлемой является организация непрерывного режима записи информации. Он заключается в обеспечении непрерывного проведения измерений сигналов акустической эмиссии в процессе изнашивания трибосистемы, с последовательной записью и сохранением каждого результата измерения на устройстве запоминания (жестком диске ПК). Запись информации осуществляется через оперативное запоминающее устройство.

В непрерывном режиме работы объем первичной информации, который регистрируется, определяется частотой опроса датчика акустической эмиссии. При сохранении информации в виде низкочастотного сигнала, с частотой опроса 25…50 Гц, объем данных, который получен в течение 100 часов испытаний на трение и изнашивание, составляет 50…100 Мбайт. При увеличении частоты опроса, пропорционально увеличивается объем данных и может вычисляться десятками Гбайт, что будет ограничиваться объемом запоминания и возможностью обработки больших массивов данных вычислительной техникой.

При этом сохранение исходной информации на устройстве запоминания позволяет проводить гибкую, многоразовую вторичную обработку с использованием ПМО. Такой подход обеспечивает получение максимального количества обрабатываемых параметров акустической эмиссии. Таким образом, важной задачей является обоснованный выбор частоты опроса датчика акустической эмиссии и датчиков других параметров.

Коротко рассмотрим принцип работы канала. При регистрации процессов изнашивания в трибосистеме, упругие сдвиги, которые возникают в материале, преобразуются датчиком акустической эмиссии, выполненном из пьезокерамики ЦТС-19, в слабый электрический сигнал (1…10 мв). Анализ спектра сигнала посредством запоминающего осциллографа Rigol показывает, что основная энергия акустико-эмиссионного излучения сосредоточена в диапазоне 50...900 кГц. Дальше слабый сигнал датчика акустической эмиссии усиливается широкополосным предварительным усилителем 2.

Фильтр 3 имеет полосу пропускания, в котором в меньшей степени сказываются собственные шумы машины трения, что является составной частью информационно-измерительного комплекса трибодиагностики. Порог нечувствительности каскада устанавливается так, чтобы регистрировать только сигнал акустической эмиссии, который возникает в процессе изнашивания материала трибосистемы.

Выпрямитель 5 превратит двухполярный сигнал в однополярный для последующего формирования огибающей (интеграция) в блоке 6.

Полученный низкочастотный сигнал, который несет информацию об изменении уровня акустической эмиссии, превращается АЦП 7 в последовательность цифровых отсчетов. Эти отсчеты из модуля поступают в модуль 8, что определяет период аналого-цифрового превращения модулем 7, и обеспечивает связь с блоком управления, обработки и регистрации.

АЦП входит в состав многих устройств – микроконтроллеров, микроконверторов, а также реализуется в микроэлектронном выполнении – БЕС АЦП. Точность встроенных АЦП имеет разрядность 8, 10 и реже 16, 24 разрядов. Моделирование показывает, что в большинстве случаев принятой является разрядность 8, 10. Практика применения АЦП показывает, что в 2- младших разрядах превращения сосредоточенны ошибки превращения. Следовательно, необходимо увеличить разрядность АЦП до 10-13 разрядов.

Таким образом, избранный АЦП с разрядностью 13, который позволяет получить диапазон кодов 0...8191. Для представления каждого такого кода нужно 2 байта (табл.1) Для идентификации старших и младших байтов в потоке данных используется формат данных (табл.2) В старших разрядах байта результат записывают маркеры – (старший байт), 0 – (младший байт).

Превращение 13-разрядного кода от АЦП D12,D11...,D0 в код 1,D12..D7,0, D6..D0 выполняется блоком 8 со следующей передачей в линию связи.

Выделение кодов отсчетов из последовательности данных, используя маркеры, реализуется в блоке обработки.

Для усиления и превращения сигналов акустической эмиссии в этом диапазоне могут быть использованы операционные усилители (ОУ). Ведущие позиции в этой области занимает фирма Analog Devices. Широкий диапазон частот, слишком малый уровень шумов, малые габариты, диапазон Pail-to-Pail по входу и выходу, малая потребляемая мощность определили использование операционного усилителя - двухканального ОУ AD8031. Для обработки низкочастотного сигнала широко используется прецизионный ОУ AD8552. Типичные схемные решения для реализации функций блоков 2…6 на ОУ предлагаются фирмой - производителем.

Таблица 1.

77 66 55 54 33 22 11 00 77 66 55 44 33 22 11 00 00 00 ВD12 DD11 DD10 DD9 DD8 DD7 DD6 DD5 DD4 DD3 DD2 DD1 0D Старший байт Младший байт Таблица 2.

77 66 55 54 33 22 11 00 77 66 55 44 33 22 11 01 00 0D12 DD11 DD10 DD9 DD8 DD7 00 DD6 DD5 DD4 DD3 DD2 DD1 0D Старший байт Младший байт АЦП с заданными характеристиками может быть реализован на БЕС МСР3304 с последовательным интерфейсом. Модуль целесообразно реализовать на основе микроконтроллера.

Используется AVR- микроконтроллер фирмы Atmel – Attiny 2313, который имеет в своем составе универсальный асинхронный приемопередатчик (UART) для связи с последовательным каналом, а также интерфейс SPI для управления АЦП.

Управление всем процессом измерений осуществляется ПМО, реализованным в виде пакета прикладных программ. ПМО обеспечивает так же фильтрацию данных, их обработку, сохранение полученных результатов в виде файловых структур на логическом ровные построения УЗ, вывод текстовой и графической информации на экран монитора информационно-измерительного комплекса трибодиагностики или печатающее устройство.

ПМО поддерживает работу процессора и трансформирует непрерывную, независимую работу отдельных элементов канала измерения и обработки сигналов в строгую последовательность операций, которые выполняются на разных каналах. Наличие исходной информации о входном процессе позволяет использовать гибкие алгоритмы ее фильтрации, а также применять гибкую раздельную обработку в зависимости от механизмов изнашивания в трибосистеме.

При этом разрешающая способность и точность измерений на амплитудно-временных параметрах определяется разрешающей способностью АЦП, а объем информации, что вводится, ограничивается объемом накопителя, который используется для записи акустико-эмиссионной информации, которая регистрируется.

Методология обработки сигналов акустической эмиссии в процессе изнашивания трибосистемы.

Модель обработки сигналов акустической эмиссии реализована в среде MathCad и описывает последовательность превращения сигнала и возможные формы представления и регистрации данных.

Как сигнал от датчика акустической эмиссии используется массив WavData.

Эти сигналы имеют частотные составляющие в диапазоне 10 …105 Гц. В этом диапазоне частот обрабатывать и сохранять сигнал достаточно тяжело, поэтому посредством операции низкочастотной фильтрации – усреднение в «скользящем окне»

шириной frame, формируется сигнал g, с узким спектром, который сохраняет информацию об изменении уровня акустической эмиссии во времени.

Таким образом, усреднение (квантование) непрерывного сигнала акустической эмиссии по времени сводится к замене бесконечно большого числа значений счетным числом мгновенных значений, которое фиксируются через определенный промежуток времени t.

Последний называется шагом квантования по времени и может быть либо постоянным, либо переменным.

В моменты времени tk (k=0,1,2,…m) фиксированное значение W(tk) равно величине сигнала в данной точке. Внутри шага квантования t (периода опроса) между соседними фиксированными значениями начальный сигнал может быть воспроизведен с точностью, которая определяется частотой квантования (частотой опроса).

Для периода опроса канала акустической эмиссии 40 мс (частота опроса Fопр=25 Гц) спектр сглаженного сигнала должен быть ограниченный Fmax = Fопр/2. Таким образом, с помощью относительно простых средств можно получить цифровой отсчет для передачи по последовательному интерфейсу и для отображения и сохранения информации.

Для непрерывного изнашивания, в течение определенного периода времени испытаний для регистрации интенсивности изнашивания, используя акустико-эмиссионный отзыв трибосистеми, необходимо ограничить бесконечное множество измерений конечным их числом, то есть сделать квантование непрерывного сигнала по уровню.

Кроме того, в этом случае канал измерения и обработки акустической эмиссии информационно-измерительного комплекса трибодиагностики будет в большей мере защищен от помех, амплитуда которых меньше шага квантования, чем при использовании непрерывного сигнала.

Квантование усредненной мощности акустической эмиссии по уровню – в импульсной форме, можно получить посредством интегратора со сбросом при достижении порога Porog (рис. 3), модель которого выглядит так:

i := 1.. d ( ) Porog R := g +R if g + R i i i 1 i i ddR + g if R Porog i 1 i i Porog otherwise Porog Pls := if R Porog i i 0 otherwise Umin := WavData2 := WavData1 if WavData1 Umin n n n 0 otherwise Величина износа в относительных Байт информационных единицах 0 N1 N2 N3 N4 N5 ………. Nn N, ед 01 2 3 4 5 6 7 …. tі Т, мин Рисунок 3 – Формирование представленного сигнала АЭ во времени в импульсной форме N – количество наборов квантового уровня за время испытаний Т Таким образом, сигналы акустической эмиссии нужно обрабатывать посредством следующих операций:

1. Предварительное усиление.

2.Усиление с порогом нечувствительности для подавления препятствий.

3. Детектирование.

4. Низкочастотная фильтрация.

5. Выделение и кодировка отсчетов.

6. Передача кодов отсчетов.

7. Обработка результатов измерения и построение графиков.

Для сравнительной оценки износостойкости на определенном участке проведения испытаний применяется метод интегрирования информации об износе (див. рис. 2) каждого десятого сигнала в программе Microsoft Еxel. Ограничение обусловлено количеством 32000 ячеек, в которые вносится информация. Единицы измерения – байты.

Таким образом акустико-эмиссионный метод регистрации позволяет определить скорости изнашивания трибосистем с уникально высокой чувствительностью: от деления первой частицы износа. Максимальная ошибка при регистрации интегрального параметра акустической эмиссии – усредненной мощности – находится в пределах 0,7%.

Интерфейс программы интегральной оценки скорости изнашивания показан на рисунке 4.

Система измерений представляет собою комплекс микропроцессорных средств, которые выполняют положенные на них функции под управлением специальных программ.

Программно-математическое обеспечение данной информационно-измерительной системы состоит из:

инструментального;

прикладного;

диагностического;

системного.

а Текущее значение скорости изнашивания Полиномиальный ряд б Рисунок 4 – Интерфейсы программ интегральной оценки скорости изнашивания в относительных информационных единицах об износе:

а – текущее значение за один файл испытаний (5 минут);

б – интегральное значение за весь период испытания.

Специальное программно-математическое обеспечение акустико эмиссионной системы было создано на основе комплекса алгоритмов в выбранной среде программирования под управлением Windows с использованием функций WINAPI. Функции WINAPI обеспечивают:

- обмен по стандартным интерфейсам – RS 232 (COM порт), LPT порт, USB порт и другие;

- построение графических элементов интерфейса пользователя (кнопки, элементы выбора, графики, панели и другие);

- создание файлов, запись их на носителе и их чтение;

- организация таймеров для временной синхронизации процессов;

- обмен данными между приложениями через буфер;

создание и закрытия окон и приложений.

Экранный интерфейс обеспечивает формирование меню «оператора», выполненного в виде многооконной структуры.

Выводы. Разработанная методика обработки акустико эмиссионного излучения и определения скорости изнашивания, позволяющей регистрировать износ с отделением первой частицы материала трибосистемы в информационных единицах [байт/с], позволяет определить общие закономерности механизмов изнашивания разных трибосистем, разработать критерии оценки их технического состояния, а также методики прогнозирования ресурса машин и механизмов. Таким образом, метод АЭ можно отнести к нанотехнологиям в измерении износа.

Список использованных источников 1. Подмастерьев К.В. Автоматизированная система сбора и анализа данных при трибомониторинге / К.В. Подмастерьев, В.В. Мишин, Е.В. Пахолкин, В.В. Марков // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: Материалы междунар. научн. практ. конф. – Новочеркасск: НПО “Темп”, 2001. – Ч. 3. – С. 40-42.

2. Трибология: Исследования и приложения: опыт США и стран СНГ. – М.: Машиностроение;

Нью-Йорк: Аллертон пресс, 1993.– 454 с.

3. Джус Р.М., Стадниченко В.М., Стадниченко М.Г. Пристрій для безупинної реєстрації динаміки зміни геометрії зразків при випробуваннях на тертя і знос. Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Динаміка і міцність машин. Харків: НТУ „ХПІ”, 2003. – № 12. – Т.1. – с. 58-64.

4. Стадниченко В. М., Стадниченко М. Г., Джус Р. М., Чотій Л.Ю.

Вибір інформативних параметрів акустичної емісії для структурної побудови автоматизованої системи контролю процесів зношування. — Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Сб. науч. тр. Нац. аэрокосмич. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». Вып. 34 (3). Харьков: НАКУ, 2003. – с. 96-103.

Поступила в редакцию 26.02.10.

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Ю.В. Куц, Национальный авиационный університет, г. Киев УДК 539.3 А.И. Соловьев, канд. физ.-мат. наук, В.Т. Фесенко, канд. техн. наук, В.В. Хоменко, В.В. Цымбалюк УПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ПЛАСТИНКИ, ОСЛАБЛЕННОЙ ДВУМЯ КРУГОВЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ И ДВУМЯ ПРЯМОЛИНЕЙНЫМИ РАЗРЕЗАМИ Предлагается метод исследования краевых задач теории упруго сти для неограниченной пластинки с двумя круговыми отверстиями и двумя прямолинейными разрезами (трещинами), основанный на приме нении соотношений между базисными решениями уравнений равнове сия в полярной и биполярной системах координат. Реализация этого ме тода приводит к квазирегулярным бесконечным системам линейных ал гебраических уравнений второго рода с экспоненциально убывающими матричными коэффициентами, что позволяет провести эффективный анализ напряженно-деформированного состояния в зонах концентрации напряжений.

Распределение напряжений вблизи отверстий, разрезов, упругих и жестких включений носит отчетливо выраженный локальный характер.

Это обстоятельство позволяет распространить методику решения крае вых задач для неограниченных тел на тела конечных размеров. Анали тические решения плоских задач для тел с дефектами и включениями находят применение также в инженерных методах расчета на прочность пространственных тел с полостями, трещинами и включениями для по лучения приближенных и интерполяционных оценок.

Начала реализуемого в статье подхода (обобщенного метода Фу рье) заложены в работах [1–4], в которых получены формулы разложе ния скалярных и векторных решений уравнений равновесия упругого те ла в различных парах канонических криволинейных координатных сис тем и на их основе решен ряд плоских и пространственных задач меха ники деформируемого твердого тела.

Рассмотрена симметричная задача о равновесии упругой неогра ниченной пластинки, ослабленной двумя круговыми отверстиями и дву мя прямолинейными полубесконечными разрезами.

Разложением по малому геометрическому параметру получена асимптотическая формула для коэффициента интенсивности нормаль ных напряжений.

Пусть (х,у), (х1,у1), (х2,у2), (1,1), (2,2), (,), (,) – декартовы, по лярные и биполярные координаты точки, связанные равенствами x1 = x 2 = x, y1 = y h, y 2 = y h ;

xi = i cos i, yi = i sin i (i = 1,2) ;

ash a sin ash a sin x=, y= ;

x=,y= ch + cos ch + cos ch cos ch cos ( a 0;

h 0,,, ).

( = const ) Уравнение = const определяет семейство дуг ок ружностей, проходящих через точки x = ±a, y = 0. Величина ( ) из меряется углом между касательной к дуге в точке x = a, y = 0 и отрез ком [ a,a] (лучом (a, + ) ) оси х [5] (рис. 1).

Рисунок 1 – Геометрия пластинки Однородные уравнения равновесия в перемещениях в случае изо тропного упругого тела сводятся к векторному уравнению Ламе grad div +(1-2) =0 (1) ( – вектор упругих перемещений, – коэффициент Пуассона).

Базисные решения уравнения (1) в полярных и биполярных коор динатах представим в векторной форме (2) (3) (, – орты декартовой системы координат Оху, =3-4).

Решения (2), (3) связаны соотношениями isin + dn 1( )(h + ia)(n 1), n= 2ah (i sin + cos ) – 2 a +h 1 (n +1) n dn +1( )(h + ia) + h dn ( )(h + ia) n – 2 n=0 n= dn 1( )(n 1 ) (h + ia)(n 1), 2 n= (n +1) Cn +1( ) (, ;

)d, = (h + ia) (4) (n +1) Cn 1( ) = (h + ia) (, ;

) +(n 1 + (, ;

) d– ) n Cn ( ) – 2h(n 1)(h + ia) (, ;

)d, (n + k 1)!

k (2h)n (k +1) = (2h) – (2h), (n 1)! k!

n= (n+k 1)!

(2h)(k1) (2h)(n+1) (k 1) =(k 1+ )(2h) + n=0(n+1)!(k2)!

(n + k 2)!

(k 2) (2h)n + (2h).

(n 1)!(k 2)!

n= Здесь a + ih [Dm () Dm ()], D0 ( ) = ei, = ln dm ( ) =, a ih 2ia i 2a Dm ( ) = e F 1 m,1 i;

2;

, a + ih a + ih ima ei 2a Cm ( ) = F 1 m,1 + i;

2;

(m=1,2,…), a + ih sh a + ih m ( m) (b) kk F( m,b;

c;

z) = k z – гипергеометрический полином [6], (c)k k!

k = Г(a + k) Г(1 a) = ( 1)k (a)k =, Г(z) – гамма-функция.

Г(1 a k) Г(a) При выводе соотношений (4) использованы разложения базисных решений уравнения Лапласа в полярных и биполярных координатах [3] и их линейные комбинации, обеспечивающие симметрию краевых задач относительно координатных осей Ох, Оу:

sinn + n ch sin ( ) 2 2 = ± dn ( ) 1 a + h, h + ia sh cos cosn + n= cosn + e cos n 2 n =±(h+ia) Cn ( ) d ( Im ).

sinn + e sin 2 Применим соотношения (4) к решению задачи о равновесии упругой неограниченной пластинки, ослабленной двумя круговыми отверстиями 0 1 R, 0 2 R и двумя прямолинейными полубесконечными раз резами |x| a, у=0 (рис. 1). Пусть берега разрезов ( = ±) свободны от внешних усилий, а границы отверстий ( 1 = R, 2 = R ) находятся под воздействием гидростатического давления интенсивности 0 0.

Тогда граничные условия задачи имеют вид y = 0, xy = 0 ( = ± ) ;

= 0, ii = 0 ( i = R;

i = 1 ). (5), i С учетом симметрии задачи относительно координатных осей Ох, Оу общее решение уравнения (1) представим в виде B(2) B(1) = + + n n n= n= + A1( ) (, ;

)d + A 2 ( ) (, ;

)d. (6) 0 Удовлетворяя условиям (5) на основе общего решения (6) и соот ношений (4), после исключения плотностей интегралов A1( ), A 2 ( ) и B(1), B(2) замены коэффициентов рядов величинами n n x(1) = 2G01 Rn 2 Bn, x(2) = 2G01 Rn B(2) (G – модуль сдвига) (1) n n n для нахождения этих величин получаем бесконечную систему линейных алгебраических уравнений (1) (11) (1) (12) (2) (n = 0,1,2,...), xn = dnk xk + dnk xk + fn k =0 k = (7) x(2) = d(21) x(1) + d(22) x(2) (n = 2,3,...) ;

n nk k nk k k =0 k = I(1) m + k + (2) m,k C ( ) Im,k = I(1) Im,k, = Dm +1( ±) k +1 d;

, m,k I(2) k + 1 ch m,k 1 a ( j) R ( j), =, Ik,m = Im,k ( j = 1,2 ).

=, = 1 + i h h Существенно, что коэффициент интенсивности нормальных на пряжений (важнейшая характеристика в механике разрушения) K I = lim y = 0 2(a x) x a (x a) выражается непосредственно через решение системы (7):

a { } k x(1) + k x(2)2 2(k + 1)k +1 x(2)2 k + 2, KI = 0 k k+ k+ 1 + 2 k = 2k ( m)k m +1k 2(m + 1) m 2 k j Cm +1k m j sin 2 ( m + 1 j).

m = 1 (2)k k !

m + k =0 j= ) ( 2 1+ Используя равенства [6, 7] 1 1 = (1 i)(1 + i), = i + i, 2 2 sh ch i ( + )( + )(+ ) (+ ) ( + s)(+ s)( s)( s)ds = 2i, ( ++ + ) i + i s (s)(s + c a b)(a s)(b s)(1 z) ds = i (a)(b)(c a)(c b) = 2i F(a,b;

c;

z), (c) 1 tb 1(1 t)c b (c) z dt = (1 z)a F(a,c b;

c;

F(a,b;

c;

z) = ), a (b)(c b) 0 z (1 tz) (a) j (b ') j z j F(a + j,b;

c;

w) = F2 (a,b,b ';

c,c ';

w,z), j = 0 (c ') j j!

wz F2 (a,b,b';

a,a;

w,z) = (1 w)b (1 z)b' F(b,b';

a;

), (1 w)(1 z) (c a)F(a 1,b;

c;

z) + (2a c az + bz)F(a,b;

c;

z) + a(z 1)F(a + 1,b;

c;

z) = 0, (b a)F(a,b;

c;

) + aF(a + 1,b;

c;

) bF(a,b + 1;

c;

) = 0, (c a)F(a 1,b;

c;

z) + (b c)F(a,b 1;

c;

z) (b a)(1 z)F(a,b;

c;

z) = 0, (1) (2) для вычисления величин Im,k, Im,k получаем рекуррентные соотношения 1 I(1) (m + 3 ) I(1)+ 2,k (1) = 2(m + k + 3)Im +1,k 1 + m +1,k +1 m k + } ( m + 1) I(1) kIm +1,k 1 (m,k = 0,1,2,...), (1) m,k (2) 1 (2) 2(m k + 1)I(2) 1,k ( m + 3 ) Im + 2,k Im +1,k +1 = 1 + m+ k + } ( m + 1) I(2) + kIm +1,k 1 (k m;

m,k = 0,1,2,...), (2) (8) m,k (1) 1 (2m + 5)I(1) (m + 1)I(1) (m = 0,1,2,...), Im + 2,0 = (m + 4)(1 + 2 ) m, m +1, (2) 1 (1) (2) ( j) ( j) Im +1,0 = 2 Im,0 + Im,0 (m = 0,1,2,...);

Ik,m = Im,k ( j = 1,2);

(1) 2 2 (1),I(2) = I0,0 =,I1,0 = 0, 2(1 + 2 )2 2(1 + 2 )3 2(1 + 2 ) и замкнутое выражение 3 ( m) j ( k)s 2 j 2 j k s 2 2 s m (1) Im,k =. (9) (1+2 )2 (1+ i )m+k j=0 (2) j j! + i s=0 (2)s s!( j + s + 2) + i Формулы (8) удобны для вычисления матричных коэффициентов d(ij) бесконечной системы (7), но непригодны для исследования свойств nk этой системы. Записывая выражение (9) в интегральной форме 2 1 3 2x 3 2x I(1) = xF( m, ;

2;

)F( k, ;

2;

)dx, m,k (1 + 2 )2 (1 + i )m + k 2 +i 2 +i используя интегральное представление [6] 1 1 n 21 2 2xt 3 2x ) = t (1 t)2 F( n, ;

2;

dt +i 2 +i и учитывая, что 1 21 2xt 3 2x ) t (1 t)2 dt = 1, 1 1 (0 x,t 1), F( n, ;

2;

+i 2 +i получаем 2 I(1). (10) m,k (m+k +2) 2(1+2 ) (2) Для величин Im,k можно получить оценку I(2) 2. (11) m,k 2 2( m+k +2) (m +1)(k +1)(1+ ) Из оценок (10), (11) следует, что S(ij) = d(ij) 0 (n,0 1), n nk k = т.е. бесконечная система (7) квазирегулярна при 0 1 и вполне регу лярна при 0 0 1 для некоторого 0 (0;

1). Ограничение 0 1 на возможные значения параметра естественным образом связано с формулировкой рассматриваемой задачи и означает, что окружности 1 =R и 2 =R не пересекаются и не касаются друг друга.

Из оценок (10), (11) следует также, что lim K I = 0, lim K I = 0. (12) 0 Решая бесконечную систему (7) методом малого параметра и огра ничиваясь при этом членами до порядка, для коэффициента интенсив ности нормальных напряжений получаем асимптотическую формулу a { } () 2 2 + 4 + O 6, KI = ) ( 1+ 1 + 22 1 1 + 12 1.

= 1 + 2 1 + 2 ) ( 2 1 + На рис. 2 показана зависимость приведенного коэффициента ин KI тенсивности нормальных напряжений K * = от безразмерного гео I 0 a a R (0 ) при значении = = 0,5.

метрического параметра = h h Рисунок 2 – Зависимость коэффициента интенсивности нормальных напряжений от параметра Анализ графика этой зависимости и соответствующих численных результатов позволяет сделать вывод о том, что функция K * = K * ( ) I I имеет один максимум при =0 0,88 и не имеет максимумов, что со гласуется с предельными значениями (12) коэффициента интенсивности нормальных напряжений.

Список использованных источников 1. Проценко В.С. О совместном применении декартовых и бипо лярных координат к решению краевых задач теории потенциала и тео рии упругости / В.С. Проценко, А.И. Соловьев // Прикладная математика и механика. – 1984. – Т. 48, №6. – С. 973 – 982.

2. Соловьев А.И. Упругое равновесие круговых кусочно однородных сред с диаметральной трещиной / А.И. Соловьев // При кладная математика и механика. – 1987. – Т. 51, №5. – С. 853 – 857.

3. Соловьев А.И. О равновесии плоскости, ослабленной отверсти ем и двумя трещинами / А.И. Соловьев, В.В. Цымбалюк // Прикладная механика. – 1989. – Т. 25, №8. – С. 105 – 111.

4. Мартыненко П.В. Равновесие упругого пространства, ослаблен ного двумя сферическими полостями и внешней круговой трещиной / П.В. Мартыненко, А.И. Соловьев // Прикладная математика и механика.

– 1993. – Т. 57, №6. – С. 128 – 136.

5. Уфлянд Я.С. Интегральные преобразования в задачах теории упругости / Я.С. Уфлянд. – М.: Наука, 1967. – 367 с.

6. Бейтмен Г. Высшие трансцендентные функции. Гипергеометри ческая функция. Функции Лежандра / Г. Бейтмен, А. Эрдейи. – М.: Наука, 1965. – 294 с.

7. Прудников А.П. Интегралы и ряды. Дополнительные главы / А.П.

Прудников, Ю.А. Брычков, О.И. Маричев. – М.: Наука, 1986. – 800 с.

Поступила в редакцию 26.01.2010.

Рецензент: д-р физ.-мат. наук, проф. А. Г. Николаев, Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ», Харьков РЕФЕРАТЫ УДК 620.22:629. Карпов Я.С. Моделирование напряженно-деформированного состоя ния стрингерных панелей из композиционных материалов / Я.С. Карпов, Т.А. Литвинова, В.Н. Павленко // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 7–14.

Рассмотрен расчет на прочность стрингерных панелей. Предложено использование «стрингерного» слоя на этапе обеспечения прочности.

Температурные и пуассоновы напряжения, возникающие в обшивке и стрингерах, определяются на основе классической теории слоистых сред без учета дискретности расположения подкрепляющих ребер.

Ключевые слова: композиционный материал, «стрингерный» слой, напряжение, деформация.

Ил. 6. Библиогр.: 2 назв.

Розглянуто розрахунок на міцність стрингерних панелей. Запропо новано використання «стрингерного» шару на етапі забезпечення міцно сті. Температурні та пуассоновi напруження, що виникають в обшивці та стрингерах, визначаються на основі класичної теорії шаруватих середо вищ без урахування дискретності розташування підкріплюючих ребер.

Іл. 6. Бiблiогр.: 2 назви Calculation on durability of stringer panels is considered. The use of «stringer» layer on the stage of providing of durability is offered. Temperature and Poisson tensions, arising up in edging and stringers on the basis of clas sic theory of the stratified environments without the account of discreteness of location of supporting ribs are determined.

Fig. 6. Bibliogr.: 2 sources УДК 539.3.534. С.А. Халилов. Исследование влияния параметров подкрепления на напряженное состояние панели, вызванное локальными нагрузками. Со общение 2 / С.А. Халилов, О.В. Макаров, С.И. Весельский // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб.

науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61).

– Х., 2010. – С. 15–22.

На основе замкнутого аналитического решения в виде быстро схо дящихся рядов, коэффициенты которых в явном виде содержат безраз мерные параметры системы, проведен подробный анализ полей напря жений в элементах системы. Исследовано влияние на эти поля относи тельной жесткости продольных элементов (нервюр), а также относи тельной ширины конструктивного элемента («языка»), ответственного за передачу локальных нагрузок, на исследуемые поля напряжений и де формаций. Полученные результаты будут полезны при проектировании новых изделий аэрокосмической техники.

Ключевые слова: крыльевая панель, локальная нагрузка, аналити ческое решение, нервюра.

Ил. 5. Библиогр.: 2 назв.

На основі отриманого замкнутого аналітичного рішення у вигляді швидко збіжних рядів, коефіцієнти яких у явному вигляді мають безроз мірні параметри системи, виконано детальний аналіз напружених полів в елементах системи. Досліджено вплив на ці поля відносної жорсткості поздовжніх елементів (нервюр), а також відносної ширини конструктив ного елемента («язика»), що відповідає за передачу локальних наванта жень на дослідні поля напружень і деформацій. Отримані результати бу дуть корисними при проектуванні нових виробів аерокосмічної техніки.

Іл. 5. Бібліогр.: 2 назви Detailed analysis of stress fields in system elements is carried out using closed approximate analytical solution in the form of quickly converging series with coefficients containing non-dimensional system parameters. The influ ence of the relative rigidity of longitudinal elements (ribs) and the relative width of the constructive element, which is in charge of the local loads trans ferring, to the stress and strain fields are investigated. Obtained results are useful for the designing of new aerospace engineering structures.

Fig. 5. Bibliogr.: 2 sources УДК 629.735. Фомичев П.А. Анализ допускаемых напряжений для регулярных зон крыла и различных схем турбулентности атмосферы / П.А. Фомичев, Т.С. Бойко // Вопросы проектирования и производства конструкций лета тельных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 23–32.

Предложена методика расчета зависимости допускаемых напряже ний регулярной зоны конструкции крыла большого удлинения от проект ного ресурса. Методика позволяет учесть заданный профиль типового полета конкретного самолета. Выполнены расчеты долговечности регу лярной зоны нижней панели крыла двух транспортных самолетов. Отме чено хорошее согласование результатов расчета с известными экспе риментальными данными. Проведен анализ различных схем атмосфер ной турбулентности.

Ключевые слова: ресурс, регулярная зона, допускаемые напряжения.

Ил. 1. Библиогр.: 9 назв.

Запропоновано методику розрахунку залежності допустимих напру жень регулярної зони конструкції крила великого подовження від проект ного ресурсу. Методика дозволяє врахувати заданий профіль типового польоту конкретного літака. Виконано розрахунки довговічності регуляр ної зони нижньої панелі крила двох транспортних літаків. Відзначено га рне узгодження результатів розрахунку з відомими експериментальними даними. Здійснено аналіз різних схем атмосферної турбулентності.

Іл. 1. Бібліогр.: 9 назв The design procedure of estimation operational stresses in regular struc tural zones for a wing with high aspect ratio considering design service life is offered. The methodology allows to take into account an assigned profile of standard flight for the exact airplane. The life prediction for regular zone of lower wing panels of two transport airplanes is executed. It’s noted a good agreement of estimated and known test data. An analysis of different atmos pheric turbulence schemes is performed.

Fig. 1. Bibliogr.: 9 sources УДК 629.7.023. Рябченко В. М. Об учёте ограничений на прогибы при оптимизации фюзеляжных несущих конструкций / В. М. Рябченко // Вопросы проекти рования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч.

тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 33–43.

Получена оценка для удлинения кормовой части фюзеляжа, вплоть до которого удовлетворение требованиям прочности гарантирует вы полнение ограничений на прогибы. Сделан вывод о том, что это ограни чение для несущих конструкций фюзеляжей самолётов транспортной ка тегории является неработающим.

Ключевые слова: оптимизация фюзеляжных несущих конструкций, ограничения на прогибы, условия прочности и жёсткости.

Ил. 5. Табл. 4. Библиогр.: 9 назв.

Отримано оцінку для подовження кормової частини фюзеляжу, до якого задоволення вимог міцності гарантує виконання обмежень на про гини. Зроблено висновок про те, що ця вимога для несучих конструкцій фюзеляжів літаків транспортної категорії є непрацюючою.

Іл. 5. Табл. 4. Бібліогр.: 9 назв It is obtained the estimation of the fuselage rear part aspect ratio, up to which the strength requirements satisfaction guarantees the fulfillment of flex ure restrictions. It was concluded that this restrictions is not valid for fuselage bearing structures of cargo aircrafts.

Fig. 5. Tabl. 4. Bibliog.: 9 sources УДК 629.7.023. Жаркан М. (Gharkan Mohammed R). Определение прочностных свойств слоистого композиционного материала, армированного транс версальными стержнями / М. Жаркан (Mohammed R Gharkan) // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб.

науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61).

– Х., 2010. – С. 44–57.

На базе достоверного критерия прочности Мизеса–Хилла разрабо тана теория прогнозирования прочностных свойств КМ с переменными физико-механическими характеристиками по объему. Это является ос новой для оценки эффективности трансверсального армирования слои стых КМ, а также построения алгоритмов проектирования структурных параметров. Полученные в работе зависимости составляют теоретиче скую основу механики слоистых КМ, армированных трансверсальными элементами.

Ключевые слова: слоистый композиционный материал, прочност ные свойства, трансверсальное армирование.

Библиогр.: 17 назв.

На базі достовірного критерію міцності Мізеса–Хілла розроблено теорію прогнозування міцнісних властивостей КМ за змінними фізико механічними характеристиками за об’ємом. Це є основою для оцінюван ня ефективності трансверсального армування шаруватих КМ, а також побудови алгоритмів проектування структурних параметрів. Отримано залежності, що складають теоретичну основу механіки шаруватих КМ, армованих трансверсальними елементами.

Бібліогр.: 17 назв The theory for prediction strength properties of composites with variable physical-mechanical characteristics though volume is worked out. This theory is based on quite valid Mises-Hill strength criterion. This theory is basis for estimation efficiency of transversally reinforced laminated composites and working out structural parameters design algorithms. Dependences describ ing theoretical basis of mechanics of laminated composites with transversal reinforcement are obtained.


Bibliog.: 17 sources УДК 539.3: 620. Шевцова М.А. Исследование влияния параметров расслоения на несущую способность панелей из композиционных материалов / М.А. Шевцова, Л.В. Смовзюк // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 58–67.

Предложен метод определения несущей способности пластины из композиционного материала, содержащей расслоение. В соответствии с ним исследовано снижение прочности панели из КМ, находящейся под действием равномерно распределенной поперечной нагрузки, в зависи мости от размеров и расположения расслоения по площади и глубине конструкции. На основании полученных результатов выявлены общие тенденции, которые могут быть использованы при нормировании допус тимых параметров дефектов в композиционных панелях.

Ключевые слова: композиционный материал, панель, расслоение, несущая способность, нормирование дефектов.

Ил. 6. Табл. 1. Библиогр.: 7 назв.

Запропоновано метод визначення несучої здатності пластини із композиційного матеріалу, яка містить розшарування. Згідно з ним до сліджено зниження міцності композиційної панелі, що знаходиться під ді єю рівномірно розподіленого поперечного навантаження, залежно від розмірів і розташування розшарування по площі та глибині конструкції.

На підставі отриманих результатів виявлено загальні тенденції, що мо жуть бути застосовані у нормуванні припустимих параметрів дефектів у композиційних панелях.

Іл. 6. Табл. 1. Бібліогр.: 7 назв Method for determination load-carrying ability of composite plate with delamination is proposed. Using this method, strength reduction of composite plate under the uniform transversal load has been studied against delamina tion dimensions and its location over structure surface and depth. General trends have been discovered to be used in determination of composite struc tures defects permissible parameters based on the obtained results.

Fig.6. Table 1. Bibliorg.: 7 sources.

УДК 539.319:678.027. Чесноков А.В. Определение эффективных характеристик стержней для автоматизированной сборки армирующих каркасов / А.В. Чесноков // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных ап паратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 68–73.

Определена зависимость нагружения стержней при сборке арми рующих каркасов от их диаметра. Предложена методика определения эффективных прочностных характеристик стержней, отражающих при годность стержней к автоматизированной сборке и рациональность тех нологического процесса их изготовления. Определены доминирующие факторы, влияющие на коэффициент запаса прочности стержней при сборке армирующих каркасов различной формы и структур, применяе мых типоразмеров в производстве летательных аппаратов. На основа нии выборки определены эффективные характеристики производимых стержней.

Ил. 4. Библиогр.: 7 назв.

Визначено залежність навантаження стержнів при складанні арму ючих каркасів від їхнього діаметра. Запропоновано методику визначення ефективних міцнісних характеристик стержнів, що відображають придат ність стержнів до автоматизованого складання і раціональність техноло гічного процесу їхнього виготовлення. Визначено домінуючі чинники, що впливають на коефіцієнт запасу міцності стержнів при складанні армую чих каркасів різної форми і структури, вживаних розмірів у виробництві літальних апаратів. На підставі вибірки визначено ефективні характерис тики стержнів, що виробляються.

Іл. 4. Бібліогр.: 7 назв Reciprocal influence of rods loading at assembling load-carrying schemes as function on diameter is defined. The method for determination effective strength characteristics of rods is offered. These characteristics show abilities of rods to be automatically assembled and rationality of their manufacturing. Dominant factors influencing on safety factor at assembling of preforms of different shape and structure used in aircraft structures are found.

Effective characteristics of rods are defined on the basis of selection.

Fig. 4. Bibliogr.: 7 sources УДК 621.7.073:620. Пургина С.М. Подогреваемая формообразующая оснастка регла ментированного качества для изготовления композиционных изделий / С.М. Пургина // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 74–78.

Предложен метод расчета подогреваемой оснастки, обеспечиваю щей жесткость и ресурс, с нагревательным слоем на основе резистив ных блоков. Параметры нагревательной системы (материал нагрева тельных элементов, их геометрия, материал изолирующей системы) и схема ее подключения находятся из условия обеспечения необходимого режима нагрева. Управление нагревом осуществляется за счет измене ния силы тока во время процесса, который определяется из решения задачи теплопроводности с учетом экзотермического эффекта реакции отверждения и условий теплообмена на поверхности. Данная методика позволила спроектировать и реализовать оснастку для отверждения опытных образцов композиционных изделий.

Ключевые слова: композиционный материал, подогреваемая осна стка, резистивный блок, экзотермический эффект.

Ил. 3. Табл. 1. Библиогр.: 4 назв.

Запропоновано метод розрахунку оснащення, що підігрівається та забезпечує жорсткість і ресурс, з шаром на основі резистивних блоків.

Параметри системи нагріву (матеріал резистивних елементів, їхня гео метрія, матеріал ізоляції) та схема електричного підключення визнача ються з умови забезпечення необхідного режиму нагріву. Управління на грівом відбувається за рахунок зміни сили струму під час процесу, який визначається під час розв’язання задачі теплопровідності з урахуванням екзотермічного ефекту реакції затвердіння та умов теплообміну на пове рхні. Дана методика дозволила спроектувати та реалізувати оснащення для затвердіння дослідних зразків композиційних виробів.

Іл. 3. Табл. 1. Бібліогр.: 4 назви Method for design heating tool with embedded resistive elements parame ters was proposed to provide specified tool rigidity and life time. Heating sys tem parameters (heating elements material and geometry, insulating system material) and type of connection are determined to ensure required heating re gime. Heating control will be realized via current strength changing during the process. Heat conductivity problem is solved for current intensity control law taking into account curing exothermal effect and heat exchange conditions on the tool surfaces. Heating tool for composite samples curing were designed and developed using proposed method.

Fig.3. Tables 1. Bibliogr.: 4 sources УДК 629.13. Львов М.П. Интерполяция нелинейной части диаграммы деформи рования конструкционных материалов / М.П. Львов // Вопросы проекти рования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч.

тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 79–82.

Предложена новая интерполяционная формула для аналитическо го представления нелинейной части диаграммы деформирования конст рукционных металлов, применяемых в авиации. Данная формула обла дает двумя преимуществами: учитывает три механические характери стики реальной диаграммы деформирования и позволяет получить ко нечные выражения для интерполяционных коэффициентов. Численные эксперименты дают удовлетворительные результаты при интерполяции реальных диаграмм деформирования, что позволяет упростить вычис ления при решении задач прочности и устойчивости при упругопласти ческом деформировании.

Приведены примеры применения новой формулы для решения за дач устойчивости.

Ключевые слова: диаграмма деформирования, предел пропорцио нальности, условный предел текучести, общая и местная потеря устой чивости при сжатии.

Библиогр.: 4 назв.

Запропоновано нову інтерполяційну формулу для аналітичного по дання нелінійної частини діаграми деформування конструкційних мета лів, що використовуються в авіації. Запропонована формула має дві пе реваги: враховує три механічні характеристики реальної діаграми дефо рмування та дозволяє одержати кінцеві вирази для інтерполяційних ко ефіцієнтів. Числові експерименти дають задовільні результати при ін терполяції реальних діаграм деформування, що дозволяє спростити розрахунок при розв’язання задач міцності та стійкості при пружно пластичному деформуванні.


Наведено приклади застосування нової формули для розв’язання задач стійкості.

Бібліогр.: 4 назви The new interpolating formula for analytical representation of the nonlinear stress-strain diagram region of aviation structural metals is offered.

Suggested formula posses two main advantages: takes into considera tion three main mechanical characteristics of real deformation diagram nad permits to obtain final expressions for interpolation coefficients. Numerical experiments give satisfactory results at interpolation of real deformation dia grams that permits to simplify analysis at solving problems of strength and stability at elastic-ductile deformation.

The example of this formula applications are given for the stability tasks.

Bibliogr.: 4 sources.

УДК 539. Николаев А.Г. Осесимметричная краевая задача теории упругости о действии сосредоточенной силы на трансверсально изотропное полу пространство с неподвижным основанием в виде двуполостного гипер болоида вращения / А.Г. Николаев, Е.М. Орлов // Вопросы проектирова ния и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр.

Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 83–89.

Обобщенным методом Фурье получено решение осесимметричной краевой задачи теории упругости о действии сосредоточенной силы на трансверсально изотропное полупространство с неподвижным основа нием в виде двуполостного гиперболоида вращения. Задача сведена к системе интегральных уравнений, для оператора которой показана фредгольмовость при условии отсутствия пересечения границ полупро странства и основания. Приведен численный анализ напряжений в окре стности оси симметрии и на поверхности основания.

Ключевые слова: обобщенный метод Фурье, сосредоточенная си ла, полупространство, гиперболоид, трансверсальная изотропия.

Ил. 3. Библиогр.: 7 назв.

Узагальненим методом Фур’є отримано розв’язок вісесиметричної крайової задачі теорії пружності про дію зосередженої сили на трансвер сально ізотропний півпростір із нерухомою основою у вигляді двопорож нинного гіперболоїда обертання. Задачу зведено до системи інтеграль них рівнянь, для оператора якої показано фредгольмовість за умови від сутності перетинання меж півпростором та основою. Наведено числовий аналіз напружень в околі осі симетрії та на поверхні основи.

Іл. 3. Бібліогр.: 7 назв The solution of an axisymmetric boundary problem of elasticity theory on the action of point force onto the transversely isotropic half-space with fixed bed in the form of parted hyperboloid of rotation is obtained by general ized Fourier’s method. The problem is reduced to integral equations system with Fredholm’s operator. It is proved always supposing noncrossing bounda ries half-space and bed. The numerical analysis of stresses in neighborhood of the axis of symmetric and on the surface of bed is obtained.

Fig. 3. Bibliogr.: 7 sources УДК 629.735. Рябков В.И. Определение площади хвостового оперения на этапе предварительного проектирования с учетом формы крыла самолета транспортной категории / В.И. Рябков, Н.Н. Мельник, В.В. Утенкова // Во просы проектирования и производства конструкций летательных аппа ратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 90–99.

Для этапа предварительного проектирования получены уравнения связи потребной площади хвостового оперения с параметрами состав ного по виду в плане крыла самолета, оптимизированными по критерию минимизации его индуктивного сопротивления. Показано, что при ис пользовании составного крыла (образованного несколькими трапеция ми) минимальная потребная площадь элементов хвостового оперения (например, горизонтального оперения) возрастает на 10…14 процентов.

Задача решена в относительных величинах, что позволяет использовать полученные данные и на последующих этапах проектирования самолета.

Ил. 4. Табл. 1. Библиогр.: 4 назв.

Ключевые слова: хвостовое оперение, коэффициент формы крыла, относительная площадь, удлинение.

Для етапу попереднього проектування отримано рівняння зв’язку потрібної площі хвостового оперення з параметрами складеного за ви дом крила літака, оптимізованими за критерієм мінімуму індуктивного опору. Показано, що при використанні складеного крила (утвореного кі лькома трапеціями) мінімальна потрібна площа елементів хвостового оперення (наприклад, горизонтального оперення) зростає до 10… процентів. Задачу вирішено у відносних величинах, що дозволяє викори стовувати отримані дані і на наступних етапах проектування літака.

Іл. 4. Табл. 1. Бібліогр.: 4 назви For a stage of preliminary designing the communication equations re quirement areas of tail unit with parameters compound by the form in respect of a plane wing optimized on criterion of minimization of its inductive resis tance are received. It is shown, that at use of a compound wing (formed by several trapezes) minimum requirement areas of elements of tail unit (for ex ample, horizontal control surface) increases on 10 … 14 percents. The prob lem is solved in relative sizes that allows to use the obtained data and at the subsequent design stages of the plane.

Fig. 4. Tabl. 1. Bibl. 4 sources.

УДК 629. Оценка характеристик космических мусоросборщиков, выводимых на требуемую орбиту непосредственно ракетами-носителями / Н.М. Дронь, А.И. Кондратьев, П.Г. Хорольский, Л.Г. Дубовик // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб.

науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61).

– Х., 2010. – С. 100–103.

Представлены результаты расчетов основных характеристик кос мического мусоросборщика, снабженного тормозной электроракетной двигательной установкой и пассивным элементом для улавливания мел ких частиц космического мусора. Характеристики космического мусоро сборщика и пассивного элемента для улавливания определялись при выведении космического мусоросборщика на требуемую высокую орбиту двигателями ракеты-носителя и спуске с высокой орбиты на низкую с помощью электроракетной двигательной установки. Рассмотрены наи более мощные ракеты-носители разработки разных стран.

Ил. 2. Библиогр.: 4 назв.

Ключевые слова: космический мусор, мусоросборщик, электрора кетная двигательная установка, пассивный улавливающий элемент, ра кета-носитель.

Наведено результати розрахунків основних характеристик косміч ного сміттєзбирача, обладнаного гальмівною електроракетною рушійною установкою і пасивним елементом для уловлювання дрібних частинок космічного сміття. Характеристики космічного сміттєзбирача і пасивного елементом для уловлювання визначалися при виведенні космічного сміттєзбирача на потрібну високу орбіту двигунами ракети-носія і спуску з високої орбіти на низьку за допомогою електроракетної рушійної уста новки. Розглянуто найбільш потужні ракети-носії розробки різних країн.

Іл. 2. Бібліогр.: 4 назви Results of calculations of the basic characteristics space debris gatherer, supplied with electric propulsion system and a passive element for small particles of space debris catching are presented. Characteristics space debris-gatherer and electric propulsion system were defined at deducing space debris gatherer into a demanded high orbit by carrier rocket engines and descent from a high orbit on low by means of electric propulsion system.

The most powerful rocket carriers of the different countries working out are considered.

Fig. 2. Bibliogr.: 4 sources УДК 620.178.151. Современные методики определения макро-, микро- и нанотвердо сти материалов / В.И. Мощенок, Н.А. Лалазарова, М.М. Ляховицкий, И.Е.

Кухарева, В.А. Скрыпников // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 104–107.

Разработан метод поверхностной и объёмной нано-, микро- и мак ротвёрдости, которая определяется по глубине внедрения пирамиды Берковича расчётным методом по формулам для всего интервала на грузок. В процессе непрерывного индентирования фиксируется переме щение индентора и нагрузка. На основе измерений этих параметров по лучают кривые индентирования.

Представлена методика обработки кривых индентирования и рас чёта среднего значения поверхностной и объёмной нано-, микро- и мак ротвёрдости материалов. Предложенная методика позволяет повысить точность определения твёрдости.

Ключевые слова: непрерывное индентирование, среднее значение поверхностной и объёмной нанотвёрдости, пирамида Берковича.

Ил. 4. Библиогр.: 2 назв.

Розроблено метод поверхневої і об'ємної нано-, мікро- і макротвер дості, яка визначається за глибиною проникнення піраміди Берковича розрахунковим методом за формулами для всього інтервалу наванта жень. У процесі безперервного індентування фіксується переміщення ін дентора і навантаження. На основі вимірювань цих параметрів одержу ють криві індентування.

Подано методику оброблення кривих індентування і розрахунку се реднього значення поверхневої і об'ємної нано-, мікро- і макротвердості матеріалів. Запропонована методика дозволяє підвищити точність ви значення твердості.

Іл. 4. Бібліогр.: 2 назви The method for determination surface and volumetric nano-, micro-, and macro-hardness is worked out. Hardness value is defined by the depth of Berkovich pyramid penetration by formulas for all range of loading. Both in denter displacement and loading value are controlled though continuous measuring. Indentation curves are obtained by mentioned parameters meas uring.

The methodology for indentation curves processing and mean values of surface and volume nano-, micro- and macro-hardness calculation of materi als was presented. The offered procedure allows to increase the accuracy of hardness determination.

Fig. 4. Bibliogr.: 2 sources УДК.621.891:621.316.

Стадниченко В.Н. Диагностика процессов изнашивания фрикцион ных узлов трансмиссий авиационных ГТД методом акустической эмис сии / В.Н. Стадниченко // Вопросы проектирования и производства кон струкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С. 108–117.

Представлена информационно-диагностическая система на основе метода акустической эмиссии для проведения испытаний на износ фрикционных узлов трансмиссий авиационных ГТД. Подробно изложены методология обработки сигналов акустической эмиссии, позволяющая проводить фундаментальные и прикладные научные исследования про цессов самоорганизации, происходящих на поверхностях контакта в процессе их износа;

контроль и прогнозирование технического состоя ния авиационных трибосистем на всех этапах их жизненного цикла с по мощью метода акустической эмиссии. Предлагаемый метод позволяет определить общие закономерности механизмов изнашивания, разрабо тать критерии оценки технического состояния и методики прогнозирова ния ресурса машин и механизмов.

Ключевые слова: диагностика, акустическая эмиссия, фрикционный узел, трибосистема, обработка сигналов, износ, трение, разрушение по верхностей контакта.

Табл. 2. Ил. 4. Библиогр.: 4 назв.

Подано інформаційно-діагностичну систему на основі методу акус тичної емісії для проведення випробувань на зношування фрикційних ву злів трансмісій авіаційних ГТД. Докладно викладено методологію оброб лення сигналів акустичної емісії, що дозволяє виконувати фундамента льні й прикладні наукові дослідження процесів самоорганізації, які відбу ваються на поверхнях контакту в процесі їхнього зношування;

контроль і прогнозування технічного стану авіаційних трибосистем на всіх етапах їхнього життєвого циклу за допомогою методу акустичної емісії. Пропо нований метод дозволяє визначити загальні закономірності механізмів зношування, розробити критерії оцінювання технічного стану й методики прогнозування ресурсу машин і механізмів.

Іл. 4. Табл. 2. Бібліогр.: 4 назви In the article the informative-diagnostic system is presented on the basis of method of acoustic emission for testing on the wear of friction knots of transmissions of aviation GTD. Methodology of treatment of signals of acous tic emission, allowing to conduct fundamental and applied scientific re searches of processes of samoorganizacii, what be going on on the surfaces of contact in the process of their wear, is in detail expounded;

control and prognostication of the technical state of aviation tribosistem on all stages them. The offered method allows to define general conformities to law of mechanisms of wear, develop the criteria of estimation of the technical state and method of prognostication of resource of machines and mechanisms.

Fig. 4. Tabl. 2. Bibliogr.: 4 sources УДК 539. Упругая деформация пластинки, ослабленной двумя круговыми от верстиями и двумя прямолинейными разрезами. А.И. Соловьев, В.Т. Фе сенко, В.В. Хоменко, В.В. Цымбалюк // Вопросы проектирования и произ водства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм.

ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». – Вып. 1 (61). – Х., 2010. – С.118–126.

Предложен метод исследования краевых задач теории упругости для неограниченной пластинки с двумя круговыми отверстиями и двумя прямолинейными разрезами, основанный на применении соотношений между базисными решениями уравнений равновесия в полярных и би полярных координатах. Реализация метода приводит к квазирегулярным бесконечным системам линейных алгебраических уравнений с экспо ненциально убывающими матричными коэффициентами, что позволяет провести эффективный асимптотический и численный анализ напря женно-деформированного состояния в зонах концентрации напряжений.

Ключевые слова: разрез, координаты, функция, уравнение, коэф фициент.

Ил. 1. Библиогр.: 7 назв.

Запропоновано метод дослідження крайових задач теорії пружності для необмеженої платівки з двома круговими отворами і двома прямолі нійними розрізами, який ґрунтується на застосуванні співвідношень між базисними розв’язками рівнянь рівноваги в полярних і біполярних коор динатах. Реалізація методу приводить до квазірегулярних нескінченних систем лінійних алгебричних рівнянь з експоненціально спадними мат ричними коефіцієнтами, що дозволяє виконати ефективний асимптотич ний та чисельний аналіз напружено-деформованого стану в зонах кон центрації напружень.

Іл. 1. Бібліогр.: 7 назв The method of investigation boundary problems of elasticity theory for unlimited plane having two round openings and two straight cuts is sug gested. This method is based on application of relationships between basis solutions of equilibrium equations in polar and bi-polar coordinates.

Implementation of the method leads to quasi-regular unfinished sys tems of linear algebraic equations with exponentially falling down matrix coef ficients that permits to conduct efficient asymptotic and numerical analysis of stress-strain state at zones of stress concentration.

Fig.1. Bibliorg.: 7 sources МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут” ПИТАННЯ ПРОЕКТУВАННЯ І ВИРОБНИЦТВА КОНСТРУКЦІЙ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ Ювілейний. Присвячений 80-річчю ХАІ 1(61) січень–березень Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут” Україна, 61070, Харків - 70, вул. Чкалова, _ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА КОНСТРУКЦИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Юбилейный. Посвящен 80-летию ХАИ 1(61) январь–март Редактор О.В. Ивановская Компьютерная верстка И.М. Тараненко Оригинал-макет изготовлен на кафедре авиационного материаловедения Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт»

Подписано в печать 26.03.2010.

Формат 60х84 1/16 Бумага офс. №2. Офс. печать Усл. печ. л. 7,7. Уч.-изд. л. 8,7. Т. 200 экз.

_ Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Ж уковского «Харьковский авиационный институт»

Украина, 61070, Харьков - 70, ул. Чкалова, _ Отпечатано в типографии АНТК им. О.К. Антонова Зак.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.