. Власні коливання обтічників ракетоносіїв конічної форми

Заголовок (англійською): 
. Vibrations of launch vehicle fairings with conical shape
Автор(и): 
Кривенко О.П.
Лізунов П.П.
Автор(и) (англ): 
Krivenko O.P.
Lizunov P.P.
Ключові слова (укр): 
гнучка оболонка, універсальний просторовий скінченний елемент, моментна схема скінченних елементів, модальний аналіз
Ключові слова (англ): 
flexible shell, universal solid finite element, finite element moment scheme, modal analysis
Анотація (укр): 
Проведено дослідження власних коливань обтічників ракетоносіїв. Обтічники моделюються тонкими конічними оболонками. Модальний аналіз тонкої пружної оболонки спирається на використання розробленої скінченно-елементної моделі неоднорідної оболонки. Загалом, методика дозволяє досліджувати геометрично нелінійне деформування, стійкість та позакритичну поведінку широкого класу тонких пружних оболонок. Модальний аналіз конструкції реалізується на кожному кроці статичного термосилового навантаження. Для визначення спектру нижчих частот власних коливань оболонок неоднорідної структури застосовується метод ітерації підпростору. Метод аналізу поведінки оболонки грунтується на співвідношеннях тривимірної теорії термопружності та використовує моментну схему скінченних елементів. Тонка пружна оболонка моделюється універсальним просторовим ізопараметричним скінченним елементом. Досліджено параметри власних коливань конічних оболонок обертання різної товщини. Порівняння результатів розрахунку, що отримані за моментною схемою скінченних елементів, з даними інших авторів показало достатньо гарний збіг розв’язків.
Анотація (англ): 
Vibrations of launch vehicle conical fairings are investigated. Fairings are simulated using thin conic shells. The modal analysis of a thin elastic shell is based on the use of the developed finite element model of an inhomogeneous shell. In general, the technique makes it possible to investigate the geometrically nonlinear deformation, stability, and post-buckling behavior of a wide class of thin elastic shells. The modal analysis of the structure is implemented at each step of the static thermomechanical load. The subspace iteration method is used to determine the spectrum of the lowest vibration frequencies of shells of an inhomogeneous structure. The shell behavior analysis method is based on the relations of the three-dimensional theory of thermoelasticity and uses the finite element moment scheme. A thin elastic shell is simulated by a universal solid isoparametric finite element. The parameters of natural vibrations of conical shells of revolution with different thicknesses are investigated. Comparison of the calculation results obtained by the finite element moment scheme with the data of other authors shows a fairly good agreement between the solutions.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2022, номер 109
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2022, number 109
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
06-109_krivenko_o.p._lizunov_p.p.pdf
Дата публікації: 
25 December 2022
Номер збірника: 
109
Університет автора: 
Київский національний університет будівництва і архітектури, Повітрофлотський просп., 31, м. Київ. 03037
Литература: 
  1. Чернобрывко М.В., Аврамов К.В., Романенко В.Н. и др. Динамическая неустойчивость обтекателей ракет-носителей в полете // Пробл. машиностроения, 2014, Т. 17, № 2. – С. 9-16.
  2. Чернобрывко М.В., Аврамов К.В., Батутина Т.Я. и др. Динамическая неустойчивость подкрепленных конических обтекателей ракет-носителей в сверхзвуковом газовом потоке // Техн. механика. – 2015. – № 1. – С. 15-29.
  3. Баженов В.А., Кривенко О.П., Ворона Ю.В. Аналіз власних коливань тонких параболічних оболонок // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-тех. збірн. – К.: КНУБА, 2019. – Вип. 102. – С. 171-179. DOI: https://doi.org/10.32347/2410-2547.2019.102.171-179.
  4. Bazhenov V.A., Krivenko O.P., Vorona Yu.V. Effect of heating on the natural vibrations of thin parabolic shells // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technical collected articles. – K.: KNUBA, 2019. – Issue 103. – P. 3-16. DOI: 10.32347/2410-2547.2019.103.3-16.
  5. Баженов В.А., Кривенко О.П., Соловей М.О. Нелінійне деформування та стійкість пружних оболонок неоднорідної структури. – К.: ЗАТ «Віпол», 2010. – 316 с.
  6. Баженов В.А., Кривенко О.П., Соловей Н.А. Нелинейное деформирование и устойчивость упругих оболочек неоднородной структуры: Модели, методы, алгоритмы, малоизученные и новые задачи. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. – 336 с.
  7. Bazhenov V., Krivenko O. Buckling and Natural Vibrations of Thin Elastic Inhomogeneous Shells. – LAP LAMBERT Academic Publishing. Saarbruken, Deutscland, 2018. – 97 p. ISBN: 978-613-9-85790-6 .
  8. Баженов В.А., Кривенко О.П. Стійкість і коливання пружних неоднорідних оболонок при термосилових навантаженнях – К.: Вид-во “Каравела”, 2020. – 187 с.
  9. Баженов В.А., Кривенко О.П., Легостаєв А.Д. Стійкість і власні коливання неоднорідних оболонок з урахуванням напруженого стану // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-тех. збірн. – К.: КНУБА, 2015. – Вип. 95. – C. 96-113.
 
References: 
  1. Chernobryvko M.V., Avramov K.V., Romanenko V.N. et al. Dynamycheskaia neustoichyvost obtekatelei raket-nosytelei v polete (Dynamic instability of rockets deflectors in flight) // Probl. mashynostroenyia, 2014, T. 17, № 2. – S. 9-162.
  2. Chernobryvko M.V., Avramov K.V., Batutyna T.Ya. et al. Dynamycheskaia neustoichyvost podkreplennыkh konycheskykh obtekatelei raket-nosytelei v sverkhzvukovom hazovom potoke (Dynamic instability of reinforced conical fairings of launch vehicles in a supersonic gas flow) // Tekhn. mekhanyka. – 2015. – № 1. – S. 15-29.
  3. Bazhenov V.A., Krivenko O.P., Vorona Yu.V. Analiz vlasnykh kolyvan tonkykh parabolichnykh obolonok (Modal analysis of thin parabolic shells) // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technical collected articles. – K.: KNUCA, 2019. – Issue 102. – P. 171-179. DOI: 10.32347/2410-2547.2019.102.171-179
  4. Bazhenov V.A., Krivenko O.P., Vorona Yu.V. Effect of heating on the natural vibrations of thin parabolic shells // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technical collected articles. – K.: KNUBA, 2019. – Issue 103. – P. 3-16. DOI: 10.32347/2410-2547.2019.103.3-16
  5. Bazhenov V.A., Krivenko O.P., Solovei M.O. Neliniine deformuvannia ta stiikist pruzhnykh obolonok neodnoridnoi struktury (Nonlinear deformation and stability of elastic shells with inhomogeneous structure). – K.: ZAT «Vipol», 2010. – 316 s.
  6. Bazhenov V.A., Krivenko O.P., Solovey N.A. Nelineynoe deformirovanie i ustoychivost uprugih obolochek neodnorodnoy strukturyi: Modeli, metodyi, algoritmyi, maloizuchennyie i novyie zadachi (Nonlinear deformation and stability of elastic shells with inhomogeneous structures: Models, methods, algorithms, poorly-studied and new problems). – M.: Knizhnyiy dom «LIBRIKOM», 2013. – 336 s.
  7. Bazhenov V.A., Krivenko O.P. Buckling and Natural Vibrations of Thin Elastic Inhomogeneous Shells. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2018. – 97 p. ISBN: 978-613-9-85790-6
  8. Bazhenov V.A., Krivenko O.P. Stiikist i kolyvannia pruzhnykh neodnoridnykh obolonok pry termosylovykh navantazhenniakh (Stability and vibrations of elastic inhomogeneous shells under thermo-mechanical loads). – K.: ZAT «Vipol», 2020. – 187 s.
  9. Bazhenov V.A., Krivenko O.P., Legostaev A.D. Stiikist i vlasni kolyvannia neodnoridnykh obolonok z urakhuvanniam napruzhenoho stanu (Stability and natural vibrations of inhomogeneous shells taking into account the stress state) // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technical collected articles. – K.: KNUCA, 2019. – Issue 95. – P. 96-113.