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

Исследование напряженно-деформированного состояния пластин, усиленных стрингерами, и разработка методов прочностного расчета

Сукиасян, Джанибек Симонович (2017) Исследование напряженно-деформированного состояния пластин, усиленных стрингерами, и разработка методов прочностного расчета. PhD thesis, Национальный политехнический университет Армении.

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

Download (3625Kb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1723Kb) | Preview

      Abstract

      С развитием машиностроительных технологий во многих случаях проектирования машин становится необходимым выявить особенности взаимодействия таких элементов, как стрингеры различных длин с однородной бесконечной пластиной и между собой, в рамках принятых физических гипотез. В частности, при проектировании различных тонкостенных панелей, подкрепленных тонкостенными ребрами жесткости, а также при расчете дорожных и аэродромных покрытий, фундаментов зданий и др. необходимо изучить подобные закономерности для тонкостенных элементов в достаточно широком диапазоне изменения геометрических и физических параметров. Особенно актуальны эти задачи при проектировании панелей крыла, фюзеляжа и оперения самолета, армированных стрингерами различных длин, которые с точки зрения механики машин, представляют собой тонкостенную оболочку – обшивку с продольным набором стрингеров. Анализ существующих работ в данной области показал, что указанные задачи чаще всего решаются дорогостоящими экспериментальными методами, либо методом конечных элементов, которому наряду с его преимуществами присущи существенные недостатки: требуемый большой опыт расчетчика, отсутствие возможности выявления особых точек и анализа решений с непосредственной вариацией параметров задачи, проблемы сходимости решения и пр. Отсюда следует необходимость получить простые расчетные формулы и разработать вычислительные методы для определения контактных сил, действующих в пластинах под стрингерами, что весьма важно для последующих прочностных расчетов. Таким образом, исследование круга указанных задач весьма актуально для современной практики инженерного. Диссертационная работа посвящена исследованию напряженно-деформированного состояния, разработке методов и вычислительных алгоритмов расчета прочности однородных пластин, усиленных стрингерами различных длин, применительно к проектированию тонкостенных панельных элементов самолетов и других технических объектов. Ատենախոսական աշխատանքի նպատակներն են` մոդելավորել ինքնաթիռի ֆյուզելաժը, թևը և պոչաթևերի երեսվածքը անվերջ սալերի տեսքով` ուժեղացված անվերջ և վերջավոր, ինչպես նաև անվերջ և կիսանվերջ ստրինգերների համապատասխան համադրություններով, մշակել ձևակերպված խնդիրների լուծման արդյունավետ մաթեմատիկական մեթոդներ և հաշվողական պարզ ալգորիթմներ։ Առաջին գլխում ներկայացված են առաջադրված կոնտակտային խնդիրների կիրառությունների հնարավորությունները ինքնաթիռաշինության ոլորտում։ Կառուցվածքային սխեմաների օրինակների հետազոտությամբ առաջադրվել են ինքնաթիռի թևի, պոչաթևերի և ֆյուզելաժի տիպային մոդելային սխեմաները, որոնց հիմնական էլեմենտը պանելն է` ներկայացված տաբեր պրոֆիլներով ստրինգերներով ուժեղացված երեսվածքներով։ Կատարվել է ուժեղացված պանելով խնդիրների ուսումնասիրությանը վերաբերող կոնտակտային խնդիրներին նվիրված գրականության հետազոտություն, ինչպես նաև առաձգականության տեսության կոնտակտային խնդիրների տեսության եւ կիրառության հիմնական ուղղություններին վերաբերող արդի վիճակի վերլուծություն: Երկրորդ գլխում կառուցված է անվերջ առաձգական համասեռ սալի ազեցության վեկտոր-ֆունկցիան այն դեպքում, երբ սալը դեֆորմացվում է կենտրոնացված ուժի ազդեցության տակ։ Մշակվել են մաթեմատիկական մոդելներ, որոնց միջոցով ուսումնասիրվել են անվերջ առաձգական սալի և անվերջ ու վերջավոր ստրինգերների տարբեր համադրություններով կոնտակտային խնդիրներ։ Ֆուրյեի ինտեգրալային ձևափոխության միջոցով խնդրիների տվյալ դասի լուծումները բերվել են սինգուլյար ինտեգրալային հավասարումների։ Ստացված հավասարումները լուծվել են դիսկրետ եզակիությունների եղանակով` բացահայտելով լարվածադեֆորմացիոն վիճակների հիմնական բնութագրիչների պարամետրական կախվածությունները երկրաչափական և ֆիզիկական մեծություններից։ The aims of the dissertation are the modelling of the fuselage, wing and plumage of aircrafts as infinite thin sheets (plates), strengthened by corresponding combinations of infinite and finite or infinite and finite stiffeners (stringers), the development of efficient mathematical methods and simple numerical algorithms for solving such problems. The first chapter contains a short introduction into possibilities of practical use of investigating contact problems in aircraft construction. Studying the examples of aircraft structural schemes, the typical structure of the fuselage, wing and plumage of aircrafts are developed, the main element of which is a plate, stiffened by stringers of different shapes. A comparative study of references devoted to contact problems, arising in investigations of aircrafts strengthened panels, as well as main actual theoretical and applied branches of such problems within elasticity theory is performed. In the second chapter the influence vector function for infinite homogeneous elastic plate is obtained when it is deformed under the influence of a concentrated force, applied to an inner point of the plate. Mathematical models are developed, by means of which contact problems for infinite elastic plate, strengthened by different combinations of infinite and finite elastic stringers are studied. The contacting bodies are deformed by codirectional concentrated forces, applied on the ends of the finite stringers. By means of Fourier integral transform the solution of this types of problems are reduced to solution of singular integral equation. The obtained integral equations are solved using the so-called method of discrete singularities. The parametric dependencies of the main measures of the stress-strain state of the contacting bodies on their geometrical and physical parameters are examined.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Ստրինգերներով ուժեղացված սալերի լարվածադեֆորմացված վիճակի հետազոտումը և ամրության հաշվարկի մեթոդների մշակումը: Investigation of stress-strain state of plates strengthened by stringers and development of strength analysis methods.
      Uncontrolled Keywords: Սուքիասյան Ջանիբեկ Սիմոնի, Sukiasyan Janibek Simon
      Subjects: Mechanical Engineering and Machine Science
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 11 Sep 2017 10:48
      Last Modified: 11 Sep 2017 10:48
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/5560

      Actions (login required)

      View Item