Забегаев Н.И., к.т.н., с.н.с.; Санников В.М., к.т.н., доцент
ЦНИИ машиностроения
Сложившаяся система отработки прочности изделий ракетно – космической техники, в частности конструкций ЖРД, представляет производственный процесс информационного общества, когда продуктом материального и интеллектуального труда многих людей является заключение о прочности изделия.
Методы отработки прочности ЖРД традиционно основаны на стендовых огневых и лабораторных испытаниях с проведением теоретических расчетов по отдельным позициям. Этот подход позволил создать ряд конкурентоспособных на мировом рынке российских двигателей для ракет – носителей и космических аппаратов типа 11Д56, КВД-1, 11Д58М и других.
Однако превращение ракетной техники в отрасль транспорта, служащую для освоения околоземного пространства, вызывает необходимость изменения сложившейся технологии уже с позиций экономических законов производства. Складывающиеся в настоящее время основные тенденции отработки прочности ЖРД имеют вид:
- Возрастание удельного веса теоретических работ по отношению к экспериментальным и рациональное использование результатов экспериментов. Отметим при этом, что математической основой теоретических работ является, главным образом, метод конечных элементов.
- Проведение работ в обеспечение долговечности и многоразовости изделий и требуемых для этого исследований усталостной и термоциклической прочности, трещиностойкости, малоцикловой прочности, в особенности для конструкций из новых, ранее не использовавшихся в производстве материалов.
- Уточнение существующих норм прочности ЖРД с целью выявления резервов прочности и веса эксплуатируемых и проектируемых изделий.
- Разработка норм и критериев прочности для элементов конструкций ЖРД из композиционных материалов.
- Разработка математических моделей деформирования элементов конструкций ЖРД из традиционных и новых, в частности, композиционных материалов при комплексном температурном и силовом нагружении и реализация этих моделей в виде соответствующего программного обеспечения.
В /1/ предлагается метод отработки прочности сопловых насадков ЖРД из композиционного материала типа углерод – углерод, основанный на конечно – элементном моделировании силового и термического нагружения конструкции насадка и использовании данных стендовых испытаний укороченных сопловых насадков для корректировки математической модели. Уточненная модель используется для проведения расчетов общей и местной прочности при статическом, температурном и динамических режимах нагружения. Используются трехмерные модели деформируемого тела, а также модели на основе теории пластин и оболочек.
Для анализа вибрационного поведения элементов конструкций ЖРД в /2/ на основе теоретических и экспериментальных исследований предложены численные модели нагружения в диапазоне частот до 2 кГц.
Литература
- А.М. Баженов, Н.И. Забегаев, В.Г. Сазонов, В.М. Санников. Тез.докл.научно-техн.конф. НПО «Энергомаш» им.акад.В.П. Глушко, 2001.
- Алейников Н.А., Забегаев Н.И., Санников В.М. Математическое моделирование, т.12, №6, с.51, 2000г
