Определение коэффициентов анизотропии при замене реальной конструкции на конструктивно-анизотропную сплошную модель

Предложен алгоритм расчета коэффициентов анизотропии конструктивно-анизотропной сплошной модели. При разработке методики расчета камеры сгорания перспективного жидкостного ракетного двигателя на основе метода подконструкций возникла необходимость моделирования конструкции по упрощенной расчетной схеме осесимметричной конструктивно-анизотропной оболочки. С целью решения этой задачи разработан макрос для конечно-элементного комплекса ANSYS. Приведены результаты расчета коэффициентов анизотропии с использованием разработанного макроса для камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя 11Д58МФ. Результаты, полученные при расчете представительного элемента конструктивно-анизотропной сплошной модели с найденными коэффициентами анизотропии, на тестовых задачах показали высокую сходимость с таковыми для представительного элемента реальной конструкции.

Литература

[1] Короткая О.В., Гаврюшин С.С. Расчет камеры сгорания перспективного ЖРД на основе метода подконструкций. Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред. Матер. XX Междунар. симп. им. А.Г. Горшкова. Т. 1. Москва, ООО «ТР-принт», 2014, c. 50–52.

[2] Короткая О.В., Гаврюшин С.С. Расчет камеры сгорания ЖРД с кислородным охлаждением на основе метода подконструкций. Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред. Матер. XXI Междунар. симп. им. А.Г. Горшкова. Т. 1. Москва, ООО «ТР-принт», 2015, c. 50–52.

[3] Гаврюшин С.С., Короткая О.В., Ягодников Д.А., Полянский А.Р. Расчет и проектирование камеры сгорания перспективного ЖРД на основе метода подконструкций. Ракетные двигатели и энергетические установки. Матер. докл. Всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию основания кафедры ракетных двигателей Казанского авиационного института, Казань, Изд-во Казан. ун-та, 2015, c. 149–152.

[4] Гаврюшин С.С., Короткая О.В. Термопрочностной расчет сопловой части ЖРД. Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред. Матер. XIX Междунар. симп. им. А.Г. Горшкова. Т. 1. Москва, ООО «ТР-принт», 2013, c. 64–65.

[5] Короткая О.В. Термопрочностной расчет сопловой части ЖРД с использованием метода подконструкций. Сб. тр. Междунар. конкурса научных работ по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации. Москва, НИИ электроники и лазерной техники, 2012, c. 263–269.

[6] Гаврюшин С.С., Красновский Е.Е., Короткая О.В., Стриженко П.П., Катков Р.Э. Использование метода подконструкций для термопрочностного расчета камеры жидкостного ракетного двигателя. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 4. URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/705.html (дата обращения 20 октября 2016).

[7] Короткая О.В., Гаврюшин С.С. Термопрочностной расчет сопловой части камеры сгорания перспективного жидкостного ракетного двигателя с кислородным охлаждением с использованием метода подмоделей для оптимизации финансирования при создании новых ЖРД. Ракетно-космические двигательные установки. Сб. матер. Всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения заслуженных деятелей науки и техники РФ, лауреатов Государственной премии СССР, профессоров В.М. Кудрявцева и В.М. Поляева и 185-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. Москва, ИИУ МГОУ, 2015, с. 65–67.

[8] Короткая О.В., Гаврюшин С.С. Методика расчета и проектирования сверхсложных конструкций с помощью МКЭ и метода подмоделей на примере камеры сгорания ЖРД. Проблемы прочности, пластичности и устойчивости в механике деформируемого твердого тела. Матер. VIII Междунар. науч. симп., Тверь, Тверской государственный технический университет, 2015, c. 152–155.

[9] Короткая О.В., Гаврюшин С.С. Методика математического моделирования для термопрочностного расчета камеры сгорания инновационного ЖРД. Тр. XXVII Междун. инновационно-ориентированной конф. молодых ученых и студентов (МИКМУС-2015), Москва, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук, 2015, с. 70–72.

[10] Гаврюшин С.С., Короткая О.В. Расчет и проектирование циклически симметричных сложных технических конструкций на примере жидкостного ракетного двигателя. Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред. Матер. XXII Междунар. симп. им. А.Г. Горшкова. Т. 1. Москва, ООО «ТРП», 2016, с. 76–78.

[11] Гаврюшин С.С., Ягодников Д.А., Короткая О.В. Структурный подход при компьютерном моделировании камер сгорания ЖРД. Механика и математическое моделирование в технике. Сб. тез. Всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения Героя Соц. Труда, лауреата Ленинской и Государственной премий СССР, члена-корреспондента АН СССР, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, доктора техн. наук В.И. Феодосьева. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016, с. 234–236.

[12] Korotkaya O.V. Substructure Method for Thermal-Stress Analysis of Liquid-Propellant Rocket Engine Combustion Chamber. World Academy of Science, Engineering and Technology, International Science Index 88, International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial and Mechatronics Engineering, 2014, no. 8(4), pp. 738–741.

[13] Андреев А.Н., Немировский Ю.В. Многослойные анизотропные оболочки и пластины: изгиб, устойчивость, колебания. Новосибирск, Наука, 2001. 288 с.

[14] Sutton G.P., Biblarz O. Rocket Propulsion Elements. New York, John Wiley&Sons, 2001. 751 p.

[15] Гаврюшин С.С., Барышникова О.О., Борискин О.Ф. Численные методы в динамике и прочности машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 492 с.

[16] Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера: Практическое руководство. Москва, Едиториал УРСС, 2003. 272 с.

[17] Морозов Е.М., Музеймек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера: Механика разрушения. Москва, ЛЕНАНД, 2010. 456 с.