ДО ПРОБЛЕМИ РІВНОСТІЙКОСТІ ПІДКРІПЛЕНОЇ ОБОЛОНКОВІ КОНСТРУКЦІЇ ПРИ КОМБІНОВАНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Рубрика: 
Ракетно-космічні комплекси
Дегтяренко, ПГ, Грищак, ВЗ, Грищак, ДД, Д’яченко, НМ
Косм. наука технол. 2019, 25 ;(6):03-14
https://doi.org/10.15407/knit2019.06.003
Мова публікації: Російська
Анотація: 
Стійкість оболонкової конструкції ракети-носія типу «циліндр — конус» вивчається при комбінованому навантаженні зовнішнім тиском, осьовим стисненням і крутним моментом. Розв’язувальні рівняння задачі розв’язуються аналітично з використанням асимптотичного підходу. У випадку конічного відсіку використовуються два аналітичних методи: ВКБ- і гібридний ВКБ-Гальоркін-метод. Для аналізу стійкості підкріплених оболонок використовується матричний метод, що дозволяє визначити зміну напружено-деформованого стану оболонки при переході через шпангоут. Характеристичне рівняння для визначення критичних навантажень отримано на основі матричного методу і рівнянь спряжень.
       Особливу увагу приділено вибору коефіцієнтів жорсткості шпангоута для конічної і циліндричної частин, які забезпечують рівні значення критичного тиску. Отримано, що значення критичного тиску для рівностійкої конструкції нижче, ніж у її відсіків. Вивчено стійкість підкріпленої конічної конструкції при комбінованої навантаженні.Обговорюються результати чисельних розрахунків для різних типів підкріплених конструкцій. Показано, що в граничних випадках для циліндричних або конічних оболонок чисельні результати знаходяться в хорошій кореляції з відомими публікаціями.
Ключові слова: жорсткість шпангоута, комбіноване навантаження, оболонкова конструкція типу «циліндр — конус», рівностійкість оболонки, стійкість оболонки
Повний текст (PDF)
References: 
1. Avramov K. V., Chernobryvko M. V., Batutina T. Ya., Degtyarenko P. G., Tonkonozhenko A. M. (2015). Dynamic instability of rockets fairings. Space Sci. Technol., 21, No. 1, 10—14 [in Russian].
2. Akimov D. V., Gristchak V. Z., Grebeniuk S. M., Gomeniuk S. I. (2016). Comparative analysis of the calculation methods of the stress-strain state of the launch vehicle structural elements. Novi materialy i technologii v metalurgii ta mashynobuduvanni, No. 2, 116—120 [in Russian]. URL: http://nbuv.gov.ua/j-pdf/Nmt_2016_2_22.pdf (Last accessed 01.07.2019).
3. Volmir A. S. (1967). Stability of deformable systems. Moscow: Nauka [in Russian].
4. Gristchak V. Z., Dyachenko N. N. (2017). Stability areas determination of the conical shell at combined loading on a hybrid asymptotic approach basis. Visnyk of Zaporizhzhya National University. Physical and Mathematical Science, No. 2, 33—46.
5. Gristchak V. Z., Manevich A. I. (1972). Influence of a ring stiffness on a bend out of a plane on the stability of a reinforced cylindrical shell. Gidroaeromekhanika i teoriya uprugosti, No. 14, 121—130 [in Russian].
6. Makarenko I. N. (2001). Stability of conjugate shells of rotation. Vestik. SPGU. Ser. 1., No. 3 (17), 61—69 [in Russian].
7. Pechnikov V. P. (1968). Investigation on the basis of a semi-momentless theory of the stability of a conical shell reinforced by elastic rings. Izv. vuzov. Mashinostroenie, No. 10, 37—42 [in Russian].
8. Postnov V. A., Tumashik I. V., Moskvina I. V. (2007). About stability of a reinforced cylindrical shell. Problem of Strenght and Plasticity, No. 69, 18—23 [in Russian].
9. Preobrazhensky I. N., Gristchak V. Z. (1986). Stability and oscillations of conical shells. Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
10. Sachenkov A. V. (1964). On the stability of a circular conical shell under the joint action of loads. Studies on the theory of plates and shells. Kazan: Publishing house of Kazan University, No. 2, 57—70 [in Russian].
11. Andres M., Harte R. (2006). Buckling of concret shells: A simplified numerical approach. Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures, 47, No. 3, December n. 152, 279—290.
12. Bai X., Xu W., Ren H., Li J. (2017). Analysis of the influence of stiffness reduction on the load carrying capacity of ring-stiffened cylindrical shell. Ocean Engineering, 135, 52—62.
13. Geer J. F., Andersen C. M. (1989). A hybrid perturbation-Galerkin technique with application to slender body theory. SIAM J. Appl. Mech., 49, 344 — 361.
14. Gristchak V. Z., Dimitrijeva E. M. (1998). A Hybrid WKBGalerkin Method and its Using to Applied Mechanics Problems. FACTA UNIVERSITATIS. Ser.: Mechanics, Automatic Control and Robotics, 2, No. 8, 709—713.
15. Gristchak V. Z., Gristchak D. D., Fatieieva Yu. A. (2016). Hybrid asymptotic methods. Theory and applications. Zaporizhzhya: Zaporizhzhya National University.
16. Gristchak V. Z., Pogrebitskaya A. M. (2011). On approximate analytical solution of nonlinear thermal emission problems. Technische Mechanik, 31, No. 2,112—120.
17. Pimenta P. M., Wriggers P. (Eds.). (2010). New Trends in Thin Structures: Formulation, Optimization and Coupled Problems. CISM International Centre for Mechanical Sciences, Springer, Vol. 519.
18. Seide P., Weingarten V. L. (1965). Elastic stability of thinwalled cylindrical and conical shells under combined external pressure and axial compression. AIAA Journal, 3 (5), 913—920.
19. Simo J. C., Hughes T. J. R. (1986). On the Variational Formulation of Assumed Strain Methods. J. Appl. Mech., 53, 51—54.
20. Stein M. (1968). Some recent advances in the investigation of shell buckling. AIAA Journal, 6, 2239—2245.
21. Ramm E. (Ed.). (1982). Buckling of shells. Berlin: Springer-Verlag.
22. Tafreshi A., Bailey C. G. (2007). Instability of imperfect composite cylindrical shells under combined loading.Composite Structures, 80 (1), 49—64.
23. Teng J. G., Barbagallo M. (1997). Shell restraint to ring buckling at c one-cyl inder intersections. Engineering Structure, 19 (6), 425—431.
24. Teng J. G., Rotter J. M. (2004). Buckling of Thin Metal Shells. London and New York: CRC Press.
25. Xue J., Hoo Fatt M. S. (2002). Buckling of non-uniform, long cylindrical shell subjected to external hydrostatic pressure. Engineering structures, 24 (8), 1027—1034.