Акімов Д. В. Напружено-деформований стан оболонкових конструкцій складної конфігурації у екстремальних умовах експлуатації

Об'єктом дослідження є процеси деформування та руйнування оболонкових конструкцій з технологічними особливостями геометричної форми. Предмет дослідження - напружено-деформований стан оболонкових конструкцій складної геометрії при комбінованому зовнішньому навантаженні в умовах, наближених до експлуатаційних. Мета роботи - розробка методів до аналізу напружено-деформованого стану оболонкових конструкцій складної конфігурації при статичному комбінованому навантаженні і експериментальне дослідження здатності виробів до сприйняття заданих зовнішніх силових навантажень. Методи дослідження: Метод скінченних елементів, експериментальний метод дослідження натурних конструкцій-свідків. Візуалізація процесу деформування та порівняння розрахунків з результатами проведених статичних випробувань показали якісну і кількісну відповідність, що підтверджує достовірність запропонованої математичної моделі дослідження та результатів чисельного аналізу. Отримані результати: Створено підхід визначення напружено-деформованого стану оболонкових конструкцій складної конфігурації на основі теорії Тимошенко-Міндліна. Запропонована математична модель деформації міжступеневого відсіку і паливних баків, що враховує зміну механічних характеристик матеріалу в результаті переходу в пластичний стан під дією силових навантажень. Вдосконалена методика експериментального визначення руйнівних деформацій конструкцій ракетно-космічної техніки на фрагментах-свідках, що дозволяє прогнозувати напружено-деформований стан оболонкових конструкцій з композиційних матеріалів розрахунковими методами без проведення дорогого і тривалого натурного експериментального відпрацювання. Проведено спрямовані випробування реальних конструкцій ракетної техніки при заданих видах комбінованого зовнішнього навантаження. Виявлено нові механічні ефекти, зумовлені особливостями геометричної форми конструкції, властивостями матеріалу і характеру навантаження. Наукова новизна полягає в тому, що на основі аналізу візуалізації полів деформацій і напружень по поверхні оболонок складної геометричної форми і цільового експериментального дослідження виявлені зони найбільш вірогідного руйнування конструкції. Описані підходи дозволяють з високою мірою вірогідності прогнозувати статичні руйнівні навантаження оболонок обертання складної конфігурації в умовах, наближених до експлуатаційних. Результати дослідження впроваджені в практику ДП "КБ "Південне" ім. М.К. Янгеля. Область застосування - ракетно-космічна техніка.