Результаты расчета деформации системы «оболочка — рама кассеты» при движении головной части по траектории

Расчет деформаций элементов конструкции КГЧ проводился с помощью описанной в параграфе 5.8 подсистемы расчета систем связанных стержней в составе ППП «Матмех». Ниже приведены результаты расчета деформаций при аэродинамическом нагреве оболочки, рассчитанном выше. Задача решается на каждом шаге расчета прогрева стенок тепломеханической системы. Рассчитывался процесс деформации оболочки и рамы кассеты в предположении, что в начальный момент гайки шпилек были затянуты моментом на ключе, обеспечивающим напряжение в шейках шпилек около 85% от предела текучести. На рис. 8.66 представлено изменение во времени коэффициента трения в пограничном слое и переносного ускорения системы, создающего массовую силу. Там.

Рис. 8.66. Изменение во времени коэффициента трения в пограничном слое C_f, ускорения центра масс системы 1/У₀, текущей длины оболочки DL1, зазора между опорным кольцом оболочки и затяжной гайкой шпильки форсирования Del.

Рис. 8.67. Изменение во времени параметров в торцевом сечении шпилек форсирования:

OSL — напряжение слева от сечения; U_y — упругое перемещение; U_t — перемещение за счет теплового расширения; U_p — перемещение за счет пластической деформации

шеек шпилек форсирования

же приведено изменение во времени длины оболочки со свободным торцем. Под совокупным воздействием нагрева, трения в погранслое и переносной силы инерции, оболочка сначала удлиняется, потом несколько сжимается, а в конце процесса снова начинает удлиняться. При этом в начальные 40 с процесса в стыке оболочки и рамы кассеты существует натяг, причем растягивающие напряжения в шейках шпилек в этот период меняются немонотонно, дважды достигая предела текучести (рис. 8.67).

Полученные результаты хорошо согласуются с расчетными данными и результатами экспериментов, представленных в работе [102]. Наконец, на рис. 8.68 изображено изменение напряжения и пластического перемещения в сечении шейки шпильки форсирования, которая и испытывает пластическую деформацию. Видны два участка пластического деформирования в пределах первых 30 секунд полета.

Рис. 8.68. Изменение напряжения OSL и пластического перемещения U_p среднего сечения шейки (утонения) шпильки форсирования.

В целом результаты расчетов позволяют сделать следующие выводы.

• 1. Построена и программно реализована в составе ППП «Матмех» методика расчета упруго-пластических напряженно деформированных состояний при растяжении-сжатии основных элементов конструкции головных частей СЗО при движении и аэродинамическом нагреве на траектории.
• 2. Использование в расчетах различных полуэмпирических соотношений теории пограничного слоя приводит к изменению результатов в весьма широком диапазоне. Поэтому необходимо дальнейшее развитие методов решения сопряженных задач теплообмена при одновременном расчете пространственного обтекания вращающейся КГЧ сверхзвуковым или трансзвуковым потоком с образованием турбулентного пограничного слоя и отрывных зон и изменения температурных полей в полостях и конструктивных элементах ГЧ.