Experimental Strength Analysis of Variable Stiffness Waffel-Grid Cylindrical Compartments. Part 1. Experimental Procedure
This paper proposes a method of the experimental study of the static stress-strain state (SSS) of the variable stiffness tail section of a launch vehicle (LV). The tail section consists of a body and a support ring. The body is a welded structure made up of two waffel-grid shells and two end frames....
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Russian |
| Опубліковано: |
Journal of Mechanical Engineering
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/160076 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Journal of Mechanical Engineering |
Репозитарії
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-160076 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
English Russian |
| topic |
tail section waffle-grid cylindrical shell strain gauges load UDC 621.81 хвостовой отсек вафельная цилиндрическая оболочка датчики деформаций нагрузка УДК 621.81 хвостовий відсік вафельна циліндрична оболонка датчик деформацій навантаження УДК 621.81 |
| spellingShingle |
tail section waffle-grid cylindrical shell strain gauges load UDC 621.81 хвостовой отсек вафельная цилиндрическая оболочка датчики деформаций нагрузка УДК 621.81 хвостовий відсік вафельна циліндрична оболонка датчик деформацій навантаження УДК 621.81 Degtyarev, M. A. Danchenko, V. G. Shapoval, A. V. Avramov, K. V. Experimental Strength Analysis of Variable Stiffness Waffel-Grid Cylindrical Compartments. Part 1. Experimental Procedure |
| topic_facet |
tail section waffle-grid cylindrical shell strain gauges load UDC 621.81 хвостовой отсек вафельная цилиндрическая оболочка датчики деформаций нагрузка УДК 621.81 хвостовий відсік вафельна циліндрична оболонка датчик деформацій навантаження УДК 621.81 |
| format |
Article |
| author |
Degtyarev, M. A. Danchenko, V. G. Shapoval, A. V. Avramov, K. V. |
| author_facet |
Degtyarev, M. A. Danchenko, V. G. Shapoval, A. V. Avramov, K. V. |
| author_sort |
Degtyarev, M. A. |
| title |
Experimental Strength Analysis of Variable Stiffness Waffel-Grid Cylindrical Compartments. Part 1. Experimental Procedure |
| title_short |
Experimental Strength Analysis of Variable Stiffness Waffel-Grid Cylindrical Compartments. Part 1. Experimental Procedure |
| title_full |
Experimental Strength Analysis of Variable Stiffness Waffel-Grid Cylindrical Compartments. Part 1. Experimental Procedure |
| title_fullStr |
Experimental Strength Analysis of Variable Stiffness Waffel-Grid Cylindrical Compartments. Part 1. Experimental Procedure |
| title_full_unstemmed |
Experimental Strength Analysis of Variable Stiffness Waffel-Grid Cylindrical Compartments. Part 1. Experimental Procedure |
| title_sort |
experimental strength analysis of variable stiffness waffel-grid cylindrical compartments. part 1. experimental procedure |
| title_alt |
Экспериментальный анализ прочности вафельных цилиндрических отсеков переменной жесткости. Часть 1. Методика проведения эксперимента Експериментальний аналіз міцності вафельних циліндричних відсіків змінної жорсткості. Частина 1. Методика проведення експерименту |
| description |
This paper proposes a method of the experimental study of the static stress-strain state (SSS) of the variable stiffness tail section of a launch vehicle (LV). The tail section consists of a body and a support ring. The body is a welded structure made up of two waffel-grid shells and two end frames. On the upper and lower end frames, there are bolt holes and guide pins for mating the frames to the fuel tank and support ring, respectively. The shells are made of AMg6NPP, and the frames, of AMg6M aluminum alloys, respectively. The tail section body is loaded through the four support brackets of the power ring, which is part of the test assembly. The article summarizes the results of the experimental analysis of the static SSS of an optimized tail section body under the conditions of loading close to realistic ones. As a result of the experimental research, we achieved the following goals: obtained data on the tail section body strength taking into account the design features, manufacturing technology, and mechanical characteristics of the material; tested theoretical methods for calculating structural strength; determined stresses in the places where they can most reliably be found only experimentally; identified structural sections that have enough strength to be subsequently decreased. Different-size static force factors were applied to the tail section. The static loading of the structure was performed in stages without dynamic components. When the tail section body was tested, measurements of the displacements and deformations were made. The deformations were measured for three different values of the shell longitudinal coordinate and at various points along the circumferential coordinate of the structure. At each point, two rosette strain gauges were glued. One strain gauge was glued in the longitudinal, and the other, in the circumferential direction. With the help of the proposed method, we investigated SSS of the tail section that was designed by the Yuzhnoye Design Bureau. |
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/160076 |
| work_keys_str_mv |
AT degtyarevma experimentalstrengthanalysisofvariablestiffnesswaffelgridcylindricalcompartmentspart1experimentalprocedure AT danchenkovg experimentalstrengthanalysisofvariablestiffnesswaffelgridcylindricalcompartmentspart1experimentalprocedure AT shapovalav experimentalstrengthanalysisofvariablestiffnesswaffelgridcylindricalcompartmentspart1experimentalprocedure AT avramovkv experimentalstrengthanalysisofvariablestiffnesswaffelgridcylindricalcompartmentspart1experimentalprocedure AT degtyarevma éksperimentalʹnyjanalizpročnostivafelʹnyhcilindričeskihotsekovperemennojžestkostičastʹ1metodikaprovedeniâéksperimenta AT danchenkovg éksperimentalʹnyjanalizpročnostivafelʹnyhcilindričeskihotsekovperemennojžestkostičastʹ1metodikaprovedeniâéksperimenta AT shapovalav éksperimentalʹnyjanalizpročnostivafelʹnyhcilindričeskihotsekovperemennojžestkostičastʹ1metodikaprovedeniâéksperimenta AT avramovkv éksperimentalʹnyjanalizpročnostivafelʹnyhcilindričeskihotsekovperemennojžestkostičastʹ1metodikaprovedeniâéksperimenta AT degtyarevma eksperimentalʹnijanalízmícnostívafelʹnihcilíndričnihvídsíkívzmínnoížorstkostíčastina1metodikaprovedennâeksperimentu AT danchenkovg eksperimentalʹnijanalízmícnostívafelʹnihcilíndričnihvídsíkívzmínnoížorstkostíčastina1metodikaprovedennâeksperimentu AT shapovalav eksperimentalʹnijanalízmícnostívafelʹnihcilíndričnihvídsíkívzmínnoížorstkostíčastina1metodikaprovedennâeksperimentu AT avramovkv eksperimentalʹnijanalízmícnostívafelʹnihcilíndričnihvídsíkívzmínnoížorstkostíčastina1metodikaprovedennâeksperimentu |
| first_indexed |
2024-06-01T14:44:04Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:44:04Z |
| _version_ |
1800670328775507968 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-1600762019-04-03T19:19:45Z Experimental Strength Analysis of Variable Stiffness Waffel-Grid Cylindrical Compartments. Part 1. Experimental Procedure Экспериментальный анализ прочности вафельных цилиндрических отсеков переменной жесткости. Часть 1. Методика проведения эксперимента Експериментальний аналіз міцності вафельних циліндричних відсіків змінної жорсткості. Частина 1. Методика проведення експерименту Degtyarev, M. A. Danchenko, V. G. Shapoval, A. V. Avramov, K. V. tail section waffle-grid cylindrical shell strain gauges load UDC 621.81 хвостовой отсек вафельная цилиндрическая оболочка датчики деформаций нагрузка УДК 621.81 хвостовий відсік вафельна циліндрична оболонка датчик деформацій навантаження УДК 621.81 This paper proposes a method of the experimental study of the static stress-strain state (SSS) of the variable stiffness tail section of a launch vehicle (LV). The tail section consists of a body and a support ring. The body is a welded structure made up of two waffel-grid shells and two end frames. On the upper and lower end frames, there are bolt holes and guide pins for mating the frames to the fuel tank and support ring, respectively. The shells are made of AMg6NPP, and the frames, of AMg6M aluminum alloys, respectively. The tail section body is loaded through the four support brackets of the power ring, which is part of the test assembly. The article summarizes the results of the experimental analysis of the static SSS of an optimized tail section body under the conditions of loading close to realistic ones. As a result of the experimental research, we achieved the following goals: obtained data on the tail section body strength taking into account the design features, manufacturing technology, and mechanical characteristics of the material; tested theoretical methods for calculating structural strength; determined stresses in the places where they can most reliably be found only experimentally; identified structural sections that have enough strength to be subsequently decreased. Different-size static force factors were applied to the tail section. The static loading of the structure was performed in stages without dynamic components. When the tail section body was tested, measurements of the displacements and deformations were made. The deformations were measured for three different values of the shell longitudinal coordinate and at various points along the circumferential coordinate of the structure. At each point, two rosette strain gauges were glued. One strain gauge was glued in the longitudinal, and the other, in the circumferential direction. With the help of the proposed method, we investigated SSS of the tail section that was designed by the Yuzhnoye Design Bureau. Предложен метод экспериментального исследования статического напряженно-деформированного состояния (НДС) хвостового отсека ракеты-носителя (РН) переменной жесткости. Хвостовой отсек состоит из корпуса и опорного кольца. Корпус представляет собой сварную конструкцию, изготовленную из двух вафельных обечаек и двух торцевых шпангоутов. На верхнем и нижнем торцевых шпангоутах имеются отверстия под болты и направляющие штыри для стыковки с баком горючего и опорным кольцом соответственно. Материал обечаек – сплав алюминия АМг6НПП, шпангоутов – сплав алюминия АМг6М. Нагружение корпуса хвостового отсека производится через четыре опорных кронштейна силового кольца, введенного в состав испытываемой сборки. В статье описываются результаты экспериментального анализа статического НДС оптимизированного корпуса хвостового отсека в условиях нагружения, близкого к натурному. В результате проведения экспериментальных исследований достигнуты следующие цели: получены данные о прочности корпуса хвостового отсека с учетом особенностей конструкции, технологии изготовления и механических характеристик материала; проверены теоретические методики расчета на прочность конструкции; определены напряжения в местах, где они наиболее достоверно могут быть найдены только экспериментально; выявлены сечения конструкции, обладающие избытком прочности для их последующего облегчения. К хвостовому отсеку прикладываются разные по величине статические силовые факторы. Статическое нагружение конструкции производится поэтапно без динамических составляющих. При испытаниях корпуса хвостового отсека производилось измерение перемещений и деформаций. Деформации измерялись для трех различных значений продольной координаты оболочки и в различных точках по окружной координате конструкции. В каждой точке наклеивалась розетка из двух тензодатчиков. Один тензодатчик наклеивался в продольном направлении, а другой – в окружном. С помощью предложенного метода исследовано напряженно-деформируемое состояние хвостового отсека, который проектировался ГП КБ «Южное». Запропоновано метод експериментального дослідження статичного напружено-деформованого стану (НДС) хвостового відсіку ракети-носія змінної жорсткості. Хвостовий відсік складається із корпусу та опірного кільця. Корпус є зварною конструкцією, яку виготовлено із двох вафельних оболонок то двох торцевих шпангоутів. На верхньому та нижньому торцевих шпангоутах є отвір під болт та направляючі штирі для стикування із баком горючого та опірним кільцем. Матеріалом обичайок є сплав із алюмінію АМг6НПП, а шпангоутів – сплав алюмінію АМг6М. Навантаження корпусу хвостового відсіку здійснюється за допомогою чотирьох опірних кронштейнів силового кільця, яке вводиться до складу випробувального збирання. У статті описуються результати експериментального аналізу статичного НДС оптимізованого корпусу хвостового відсіку під дією зусиль, що є наближеними до натурних. Внаслідок проведення експериментальних досліджень досягнуто такі цілі: отримано дані з міцності корпусу хвостового відсіку з урахуванням особливостей конструкцій, технологій виготовлення та механічних характеристик матеріалу; перевірено теоретичні методи розрахунку на міцність конструкцій; досліджено напруження у місцях, де вони вірогідно знаходяться тільки експериментально; виявлено перерізи конструкцій з надміром міцності для наступного полегшення. До хвостового відсіку прикладаються різні статичні силові навантаження. Статичне навантаження конструкцій проводилось поетапно без динамічних складових. Під час дослідження корпусу хвостового відсіку проводилось вимірювання переміщень та деформацій. Деформацій вимірювались для трьох значень повздовжньої координати оболонки та різних точках вздовж колової координати конструкцій. У кожній точці наклеювалась розетка із двох тензодатчиків. Один тензодатчик наклеювався у повздовжньому напрямі, а другий – у коловому. З використанням запропонованого методу досліджено напружено-деформований стан хвостового відсіку, котрий спроектовано на ДП КБ «Південне». Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2019-03-19 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/160076 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 22 No. 1 (2019); 33-37 Проблемы машиностроения; Том 22 № 1 (2019); 33-37 Проблеми машинобудування; Том 22 № 1 (2019); 33-37 2709-2992 2709-2984 en ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/160076/161326 https://journals.uran.ua/jme/article/view/160076/161327 Copyright (c) 2019 M. A. Degtyarev, V. G. Danchenko, A. V. Shapoval, K. V. Avramov https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |