Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Нелинейные колебания и устойчивость прямоугольных пластин, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа

Сагоян, Рафаел Оникович (2016) Нелинейные колебания и устойчивость прямоугольных пластин, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа. PhD thesis, Институт механики НАН РА.

[img] PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (993Kb)
    [img]
    Preview
    PDF (Thesis)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (16Mb) | Preview

      Abstract

      Качественно новый уровень развития различных отраслей современного естествознания тесно связан с теоретическими и прикладными проблемами взаимодействия различных сред и полей. Проблемы взаимодействия являются основополагающими и в быстро развивающейся области механики деформируемого твердого тела - в теории гидроупругости, предметами которой, в частности, являются колебание и устойчивость тонких пластин и оболочек, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа. Результаты, имеют теоретическое и прикладное значение и тесно связаны с развитием авиационной и космической техники, судостроением, строительством инженерных сооружений, динамическими процессами в тонкостенных телах, движущихся в сверхзвуковом потоке газа, а также связаны с изучением многочисленных задач естествознания. Задачи колебаний и устойчивости пластин и оболочек, обтекаемых потоком газа, были предметом исследования многих исследователей. Исследование этих задач в случае сверхзвукового потока приобрело бурное развитие благодаря поршневой теории и полученной на ее основе формуле аэродинамического давления. Исследования задач флаттерных колебаний и устойчивости пластин проведены как в линейной, так и в нелинейной постановке. Задачи в линейной постановке, в основном, посвящены вычислению критической скорости. Особое внимание уделено также изучению влияния температурного поля на характеристики флаттера. В нелинейных задачах одним из основных направлений является исследование зависимости “амплитуда-скорость”. Этот вопрос изучен многими авторами, когда влияние аэродинамической квадратичной нелинейности является малым по сравнению с влиянием членов третьего порядка. Мало изучено также влияние неоднородного по толщине температурного поля на характеристики флаттера (критическая скорость, амплитуда колебаний). Почти не изучена очень важная область флаттерных колебаний – связь “амплитуда-частота” в зависимости от скорости обтекающего потока. Именно эти мало изученные вопросы являются предметом исследований настоящей диссертационной работы. Диссертационная работа посвящена следующим вопросам флаттерных колебаний изотропных прямоугольных пластин: изучению зависимости “амплитуда-скорость” с учетом аэродинамической квадратичной нелинейности; изучению зависимости “амплитуда-частота” в зависимости от скорости обтекающего потока; исследованию влияния неоднородного по толщине температурного поля на характеристики флаттера. Ժամանակակից բնական գիտությունների տարբեր ճյուղերի զարգացման որակական նոր մակարդակը սերտորեն կապված է տարբեր միջավայրերի և դաշտերի փոխազդեցության տեսական և կիրառական խնդիրների հետ: Սույն ատենախոսությունը նվիրված է իզոտրոպ բարակ սալերի տատանումների և կայունության ուսումնասիրմանը, երբ այդ բարակապատ դեֆորմացվող առաձգական մարմինները գտնվում են փոխազդեցության մեջ ինչպես մարմինները շրջհոսող գազի գերձայնային հոսանքի, այնպես էլ ըստ սալի հաստության արտաքին անհամասեռ ջերմային դաշտի հետ: Ուսումնասիրված են ուղղանկյուն սալերի ոչ գծային ֆլատտերային տատանումների “ամպլիտուդա-արագություն” կապի բնույթը աէրոդինամիկական քառակուսային ոչ գծայնության հաշվառմամբ, “ամպլիտուդա-հաճախություն” կապի վրա շրջհոսող հոսքի ազդեցությունը և ըստ սալի հաստության անհամասեռ ջերմային դաշտի ազդեցությունը ֆլատտերի բնութագրիչների վրա: Այս ուսումնասիրությունների հիման վրա ստացված արդյունքները ունեն տեսական և գործնական էական նշանակություն, մասնավորաբար կարող են կիրառվել ավիացիոն և կոսմիկական հետազոտություններում, նավաշինարարության և ինժեներական կառույցների շինարարության մեջ: Ստացված արդյունքները օգտակար են գազի գերձայնային հոսքով շրջհոսվող բարակապատ մարմիններում դինամիկ պրոցեսների ուսումնասիրման և բնագիտական բազմաթիվ խնդիրների հետազոտման համար: Նշված հանգամանքներով էլ պայմանավորված է ատենախոսության թեմայի արդիականությունը և հրատապությունը: Աշխատանքում հաշվողական մաթեմատիկայի խիստ մեթոդների կիրառմամբ հետազոտված է գազի գերձայնային հոսքով շրհոսվող բարակ սալերի ոչ գծային տատանումների և կայունության խնդիրների մի լայն դաս: Ստացվել են մի շարք գիտական նոր արդյունքներ, որոնք համառոտ բերվում են ստորև: Հետազոտված է գազի գերձայնային հոսքով շրջհոսվող ճկուն սալերի “ամպլիտուդա արագություն” կապը և ցույց է տրված, որ. A (v) կախվածությունը արագության v պարամետրի փոփոխության որոշակի միջակայքերում հանդիսանում է երկարժեք ֆունկցիա, այսինքն այդ ֆունկցիայի գրաֆիկը ներկայացվում է երկու ճյուղերի տեքով, որոնցից մեկը ամենայն հավանականությամբ անկայուն է: Անկայուն ճյուղերը հանդիսանում են բաժանարար երկու հարեվան կայուն լուծումների միջև: Այս փաստը հնարավորություն է տալիս գտնել գրգռման մեծությունը, որն անհրաժեշտ է համակարգը մի կայուն ճյուղից մյուսին փոխադրելու համար: Գույություն ունեն v պարամետրի փոփոխության որոշակի միջակայքեր, որտեղ հնարավոր չէ գրգռել ոչ գծային ֆլատտերային տատանումներ ինչպես մինչկրիտիկական, այնպես էլ հետկրիտիկական արագություններում պարամետրի փոփոխության որոշակի միջակայքեր, որտեղ հնարավոր չէ գրգռել ոչ գծային ֆլատտերային տատանումներ ինչպես մինչկրիտիկական, այնպես էլ հետկրիտիկական արագություններում. պարամետրի փոփոխության որոշակի միջակայքեր, որտեղ հնարավոր չէ գրգռել ոչ գծային ֆլատտերային տատանումներ ինչպես մինչկրիտիկական, այնպես էլ հետկրիտիկական արագություններում: A qualitatively new level of development of various branches of modern natural science is closely related to the theoretical and applied problems of interaction between different media and fields. This thesis is devoted to the investigation of vibrations and stability of thin isotropic plates, when these thin-walled deformable elastic bodies are under the influence of supersonic gas flow and temperature field, which is inhomogeneous along the thickness of the plate. The dependence “amplitude-speed” of nonlinear flutter type oscillations of rectangular plates is investigated taking into account the quadratic nonlinearity of aerodynamic origin, the influence of supersonic gas flow on the dependence “amplitude-frequency”, the influence of inhomogeneity of temperature field on flutter characteristics are investigated, also. The results obtained in these studies have essential theoretical and practical importance; especially they can be applied in aviation and space researches, in constructions of engineering structures and ships. The results are useful for the study of dynamic processes in thin-walled structures under the influence of supersonic gas flow and for investigation of related problems of aeroelasticity. The above mentioned ideas determine the up-to-datedness and topicality dissertation theme. Using rigorous methods of computational mathematics a wide class of problems of nonlinear flutter oscillations and stability of rectangular plates in supersonic gas flow is investigated in the work. Several new scientific results are obtained, which are summarized below. The dependence "amplitude-speed" of a flexible plate in supersonic gas flow is investigated. It is shown that: The dependence A (v) is a two-valued at the certain intervals of change of speed parameter v. I. e. the graph of this function is represented via the two branches, one of which is most likely to be unstable. Unstable branches separate the gravitational fields of two adjacent stable solutions. This fact makes it possible to find the value of the disturbance required to transfer the system from one stable branch to another; There are certain areas of changes of v, where undamped flutter can’t be excited as at subcritical speeds, as well as at the post-critical stage.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Գազի գերձայնային հոսքով շրջհոսվող ուղղանկյուն սալերի ոչ գծային տատանումները և կայունությունը: Nonlinear ostillations and stability of rectangular plates in supersonic gas flow.
      Uncontrolled Keywords: Սաղոյան Ռաֆայել Օնիկի, Saghoyan Rafayel Onik
      Subjects: Mechanics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 08 Dec 2016 14:02
      Last Modified: 05 May 2018 12:09
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3891

      Actions (login required)

      View Item