Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик
Рассмотрена имеющая более высокую степень приближения к конструктивному аналогу динамическая модель ракеты-носителя Циклон-4 пакетной компоновки в виде связанных подкрепленных тонкостенных упругих оболочечных отсеков, а также механических аналогов двигательных агрегатов, узлов крепления и жидких мас...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы прочности |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173331 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик / А.С. Конюхов, А.С. Цыбенко, Н.Г. Крищук // Проблемы прочности. — 2015. — № 3. — С. 99-105. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-173331 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Конюхов, А.С. Цыбенко, А.С. Крищук, Н.Г. 2020-11-30T17:31:19Z 2020-11-30T17:31:19Z 2015 Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик / А.С. Конюхов, А.С. Цыбенко, Н.Г. Крищук // Проблемы прочности. — 2015. — № 3. — С. 99-105. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173331 629.7.023:629.76:531.3 Рассмотрена имеющая более высокую степень приближения к конструктивному аналогу динамическая модель ракеты-носителя Циклон-4 пакетной компоновки в виде связанных подкрепленных тонкостенных упругих оболочечных отсеков, а также механических аналогов двигательных агрегатов, узлов крепления и жидких масс. Исследованы собственные формы и частоты колебаний имитационной модели для начальной стадии полета. Приведено сравнение экспериментальных данных с расчетными, полученными на основе аппроксимации ракеты-носителя в виде пространственного пакета стержневых элементов. Розглянуто з більш високим ступенем наближення до конструктивного аналога динамічну модель ракети-носія Циклон-4 пакетної компоновки у вигляді зв язаних підкріплених тонкостінних пружних оболонкових відсіків, а також механічних аналогів двигунів, вузлів кріплення і рідинних мас. Досліджено власні форми і частоти коливань імітаційної моделі для початкової стадії польоту. Наведено порівняння експериментальних даних із розрахунковими, що отримані на основі апроксимації ракети-носія у вигляді просторового пакета стрижневих елементів. ru Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик |
| spellingShingle |
Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик Конюхов, А.С. Цыбенко, А.С. Крищук, Н.Г. Научно-технический раздел |
| title_short |
Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик |
| title_full |
Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик |
| title_fullStr |
Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик |
| title_full_unstemmed |
Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик |
| title_sort |
влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик |
| author |
Конюхов, А.С. Цыбенко, А.С. Крищук, Н.Г. |
| author_facet |
Конюхов, А.С. Цыбенко, А.С. Крищук, Н.Г. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2015 |
| language |
Russian |
| container_title |
Проблемы прочности |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| format |
Article |
| description |
Рассмотрена имеющая более высокую степень приближения к конструктивному аналогу динамическая модель ракеты-носителя Циклон-4 пакетной компоновки в виде связанных подкрепленных тонкостенных упругих оболочечных отсеков, а также механических аналогов двигательных агрегатов, узлов крепления и жидких масс. Исследованы собственные формы и частоты колебаний имитационной модели для начальной стадии полета. Приведено сравнение экспериментальных данных с расчетными, полученными на основе аппроксимации ракеты-носителя в виде пространственного пакета стержневых элементов.
Розглянуто з більш високим ступенем наближення до конструктивного аналога динамічну модель ракети-носія Циклон-4 пакетної компоновки у вигляді зв язаних підкріплених тонкостінних пружних оболонкових відсіків, а також механічних аналогів двигунів, вузлів кріплення і рідинних мас. Досліджено власні форми і частоти коливань імітаційної моделі для початкової стадії польоту. Наведено порівняння експериментальних даних із розрахунковими, що отримані на основі апроксимації ракети-носія у вигляді просторового пакета стрижневих елементів.
|
| issn |
0556-171X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173331 |
| citation_txt |
Влияние выбора имитационной модели ракеты-носителя “Циклон-4” на расчетные значения динамических характеристик / А.С. Конюхов, А.С. Цыбенко, Н.Г. Крищук // Проблемы прочности. — 2015. — № 3. — С. 99-105. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT konûhovas vliânievyboraimitacionnoimodeliraketynositelâciklon4narasčetnyeznačeniâdinamičeskihharakteristik AT cybenkoas vliânievyboraimitacionnoimodeliraketynositelâciklon4narasčetnyeznačeniâdinamičeskihharakteristik AT kriŝukng vliânievyboraimitacionnoimodeliraketynositelâciklon4narasčetnyeznačeniâdinamičeskihharakteristik |
| first_indexed |
2025-11-26T13:29:29Z |
| last_indexed |
2025-11-26T13:29:29Z |
| _version_ |
1850623038450565120 |
| fulltext |
ÓÄÊ 629.7.023:629.76:531.3
Âëèÿíèå âûáîðà èìèòàöèîííîé ìîäåëè ðàêåòû-íîñèòåëÿ “Öèêëîí-4” íà
ðàñ÷åòíûå çíà÷åíèÿ äèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê
À. Ñ. Êîíþõîâ, À. Ñ. Öûáåíêî, Í. Ã. Êðèùóê
Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû “Êèåâñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èíñòèòóò”,
Êèåâ, Óêðàèíà
Ðàññìîòðåíà èìåþùàÿ áîëåå âûñîêóþ ñòåïåíü ïðèáëèæåíèÿ ê êîíñòðóêòèâíîìó àíàëîãó
äèíàìè÷åñêàÿ ìîäåëü ðàêåòû-íîñèòåëÿ “Öèêëîí-4” ïàêåòíîé êîìïîíîâêè â âèäå ñâÿçàííûõ
ïîäêðåïëåííûõ òîíêîñòåííûõ óïðóãèõ îáîëî÷å÷íûõ îòñåêîâ, à òàêæå ìåõàíè÷åñêèõ àíàëîãîâ
äâèãàòåëüíûõ àãðåãàòîâ, óçëîâ êðåïëåíèÿ è æèäêèõ ìàññ. Èññëåäîâàíû ñîáñòâåííûå ôîðìû è
÷àñòîòû êîëåáàíèé èìèòàöèîííîé ìîäåëè äëÿ íà÷àëüíîé ñòàäèè ïîëåòà. Ïðèâåäåíî ñðàâíå-
íèå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ñ ðàñ÷åòíûìè, ïîëó÷åííûìè íà îñíîâå àïïðîêñèìàöèè
ðàêåòû-íîñèòåëÿ â âèäå ïðîñòðàíñòâåííîãî ïàêåòà ñòåðæíåâûõ ýëåìåíòîâ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ðàêåòà-íîñèòåëü, äèíàìè÷åñêèé àíàëèç, ñîáñòâåííûå êîëåáàíèÿ,
ñîáñòâåííûå ÷àñòîòû, ôîðìû êîëåáàíèé, ãëàäêîîáîëî÷å÷íàÿ ìîäåëü, ìåòîä êîíå÷íûõ
ýëåìåíòîâ.
Ââåäåíèå. Äëÿ ðàñ÷åòíîãî îïðåäåëåíèÿ äèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê æèäêîñò-
íûõ ðàêåò-íîñèòåëåé (ÐÍ) íà ýòàïå ïðîåêòèðîâàíèÿ îáû÷íî èñïîëüçóþò ïðèâåäåíèå
êîíñòðóêöèè ê ýêâèâàëåíòíûì óïðóãèì ñòåðæíåâûì àíàëîãàì, ñîäåðæàùèì ñîñðåäî-
òî÷åííûå è êîëåáëþùèåñÿ ìàññû íà óïðóãèõ è æåñòêèõ ñâÿçÿõ [1, 2]. Òàêîé ïîäõîä,
î÷åâèäíî, èìååò ñâîè ïðåèìóùåñòâà (îòíîñèòåëüíàÿ ïðîñòîòà ìîäåëè è ðåàëèçàöèè) è
íåäîñòàòêè (íåâûñîêàÿ òî÷íîñòü). Ïîýòîìó ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ ðàçðàáîòêà íîâûõ
èìèòàöèîííûõ ìîäåëåé, ïîçâîëÿþùèõ îïðåäåëÿòü óòî÷íåííûå äèíàìè÷åñêèå õàðàê-
òåðèñòèêè æèäêîñòíûõ ÐÍ.
Öåëü ðàáîòû çàêëþ÷àåòñÿ â îöåíêå ýôôåêòèâíîñòè èìèòàöèîííîé äèíàìè÷åñêîé
ìîäåëè ÐÍ “Öèêëîí-4” ïàêåòíîé êîìïîíîâêè ïðè àïïðîêñèìàöèè îòñåêîâ îñíîâíîãî
(öåíòðàëüíîãî) è áîêîâûõ ìîäóëåé (áëîêîâ) â âèäå ñîïðÿæåííûõ ïîäêðåïëåííûõ
òîíêîñòåííûõ îáîëî÷å÷íûõ êîíñòðóêöèé è ñðàâíåíèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ñ
ðàñ÷åòíûìè ñ èñïîëüçîâàíèåì ïàêåòíî-ñòåðæíåâîé ìîäåëè [1].
Ìàòåðèàëû è ìåòîäû.  îñíîâó êîíöåïöèè ïîñòðîåíèÿ òðåõìåðíîé ðàñ÷åòíîé
ñõåìû äëÿ èññëåäîâàíèÿ äèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïðîòîòèïà-àíàëîãà ÐÍ
“Öèêëîí-4” ïàêåòíîé ñõåìû (ðèñ. 1) ïîëîæåíî ïðèâåäåíèå ìîäåëåé êîðïóñîâ îòñåêîâ
òðåõ ñòóïåíåé îñíîâíîãî è øåñòè áîêîâûõ ïîäâåñíûõ ìîäóëåé ê ñî÷ëåíåííûì
ïðîñòðàíñòâåííûì òîíêîñòåííûì îáîëî÷å÷íûì ôðàãìåíòàì ïîñòîÿííîé òîëùèíû ñ
óñðåäíåííûìè ýêâèâàëåíòíûìè æåñòêîñòíûìè è èíåðöèîííî-ìàññîâûìè õàðàêòåðèñ-
òèêàìè. Îáîëî÷êè îòñåêîâ ÐÍ âäîëü ïðîäîëüíîé îñè ðåãóëÿðíî ïîäêðåïëåíû øïàí-
ãîóòàìè ôèêñèðîâàííîé æåñòêîñòè, à òàêæå ñòûêîâî÷íûìè ñèëîâûìè øïàíãîóòàìè
ñïåöèàëüíîãî âèäà äëÿ êðåïëåíèÿ ïîäâåñíûõ ìîäóëåé. Ñèëîâûå ýëåìåíòû ïîäêðåï-
ëÿþùåãî íàáîðà ðàçìåùåíû íà âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè îáîëî÷åê [3].
Ãåîìåòðè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïðîôèëåé øïàíãîóòîâ, èñïîëüçóåìûõ â ìîäåëè
ïîïåðå÷íîãî ïîäêðåïëÿþùåãî íàáîðà îáîëî÷åê îòñåêîâ ÐÍ, ñîîòâåòñòâóþò óãîëêó
Ïð100-9 (ëèíåéíûå ðàçìåðû 0 025 0 025, ,� ì, ïëîùàäü ñå÷åíèÿ 0 964 10 4, � � ì 2, îñåâûå
ìîìåíòû èíåðöèè 0 573 10 8, � � ì 4). Äëÿ ñòûêîâî÷íûõ ñèëîâûõ øïàíãîóòîâ ñïåöèàëü-
íîãî âèäà âåðõíåãî è íèæíåãî ïîÿñîâ ìåæáëî÷íûõ ñâÿçåé ïåðâîé ñòóïåíè îñíîâíîãî
è øåñòè áîêîâûõ ïîäâåñíûõ ìîäóëåé ÐÍ (ðèñ. 1) ïàðàìåòðû ñîîòâåòñòâóþò óäâîåí-
íîìó óãîëêó Ïð100-9 [3].
© À. Ñ. ÊÎÍÞÕÎÂ, À. Ñ. ÖÛÁÅÍÊÎ, Í. Ã. ÊÐÈÙÓÊ, 2015
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 3 99
Ìàññèâíûå óçëû êðåïëåíèé, ðåàëèçóþùèõ ïåðåäà÷ó óñèëèé è ìîìåíòîâ ÷åðåç
âåðõíèé è íèæíèé ïîÿñà ñèëîâûõ øïàíãîóòîâ îñíîâíîãî è áîêîâûõ ìîäóëåé ÐÍ
(ðèñ. 2,à), àïïðîêñèìèðîâàëè ìàññîâî-óïðóãèìè ñâÿçÿìè (ðèñ. 2,á). Ïðè ýòîì ïîëà-
ãàëè, ÷òî ýëåìåíò ñâÿçè ìîæåò ñîïðîòèâëÿòüñÿ ñëîæíûì âèäàì óïðóãèõ äåôîðìàöèé
ïî øåñòè îáîáùåííûì êîîðäèíàòàì [1].
Ïîãîííóþ ìàññó ïîäêðåïëåííûõ îáîëî÷åê îñíîâíîãî è áîêîâûõ ìîäóëåé îïðå-
äåëÿëè ïî çàäàííîé ïëîòíîñòè ìàòåðèàëîâ ñîîòâåòñòâóþùèõ êîíñòðóêòèâíûõ ýëåìåí-
òîâ ÐÍ. Ìàññó æèäêîñòè â åìêîñòÿõ ìîäóëåé ÐÍ äëÿ ñòàðòîâîãî (íà÷àëüíîãî) âðåìåíè
ïîëåòà ó÷èòûâàëè êàê äîáàâêó ê ïëîòíîñòè ìàòåðèàëà ñåêöèé òîïëèâíûõ áàêîâ.
Äâèãàòåëè è äðóãèå ìàññèâíûå ýëåìåíòû êàæäîé èç òðåõ ñòóïåíåé êîíñòðóêöèè ÐÍ
àïïðîêñèìèðîâàëè ñîñðåäîòî÷åííûìè ìàññàìè íà øïàíãîóòàõ â ñîîòâåòñòâèè ñ èõ
òîïîëîãè÷åñêèì ðàçìåùåíèåì â îòñåêàõ ìîäóëåé. Ïðè ïîñòðîåíèè ðàñ÷åòíîé ñõåìû
ó÷èòûâàëè íàëè÷èå ãåîìåòðè÷åñêîé è ìàññîâîé ñèììåòðèè êîíñòðóêöèè ÐÍ.
Ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëà îáîëî÷åê, øïàíãîóòîâ è óïðóãèõ ýëå-
ìåíòîâ ñâÿçåé ðàñ÷åòíîé ìîäåëè ÐÍ ïðèíèìàëè ñîîòâåòñòâóþùèìè õàðàêòåðèñòèêàì
àëþìèíèåâîãî ñïëàâà Ä16Ò: ïëîòíîñòü – 2800 êã/ì 3, ìîäóëü Þíãà – 71 ÃÏà, êîýôôè-
öèåíò Ïóàññîíà – 0,3.
Îñóùåñòâèâ àëãåáðàèçàöèþ ñèñòåìû óðàâíåíèé ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé äëÿ
ñôîðìóëèðîâàííîé ýêâèâàëåíòíîé ðàñ÷åòíîé ñõåìû îáîëî÷å÷íîé ìîäåëè ÐÍ (ðèñ. 3)
íà îñíîâå ìåòîäà êîíå÷íûõ ýëåìåíòîâ (ÌÊÝ) [4], ïîëó÷èëè äèñêðåòíóþ ôîðìó
óðàâíåíèé âèäà
Ðèñ. 1. Ïàêåòíàÿ ñõåìà ÐÍ “Öèêëîí-4”.
à á
Ðèñ. 2. Òâåðäîòåëüíàÿ ìîäåëü ñâÿçè íèæíåãî ïîÿñà ïîäâåñíîãî ìîäóëÿ ÐÍ (à) è ðàñ÷åòíûé àíà-
ëîã óïðóãî-ìàññîâîé ñâÿçè ñèëîâûõ øïàíãîóòîâ îáîëî÷åê îñíîâíîãî è áîêîâûõ ìîäóëåé (á).
100 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 3
À. Ñ. Êîíþõîâ, À. Ñ. Öûáåíêî, Í. Ã. Êðèùóê
([ ] [ ] [ ]){ } { };M K E W� � �1 2 0� (1)
{ } {
~
),W WS S� �
1 (2)
ãäå [ ]M – ìàòðèöà ìàññ ñèñòåìû ýëåìåíòîâ; [ ]K – ìàòðèöà æåñòêîñòè ñèñòåìû
ýëåìåíòîâ; [ ]E – åäèíè÷íàÿ ìàòðèöà; � – ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà; { }W – âåêòîð óçëîâûõ
ïåðåìåùåíèé ñèñòåìû; {
~
}W – êèíåìàòè÷åñêèå îãðàíè÷åíèÿ íà ãðàíèöå S1. Ñîáñò-
âåííûå ÷èñëà � �� 2 ìàòðèöû [ ] [ ]M K�1 ñèñòåìû óðàâíåíèé (1) ñ íàëîæåííûìè
îãðàíè÷åíèÿìè äëÿ âåêòîðà { }W â âèäå (2) õàðàêòåðèçóþò ñïåêòð ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò
èññëåäóåìîé ìîäåëè.
Ïðè ïîñòðîåíèè äèñêðåòíîãî àíàëîãà èìèòàöèîííîé ìîäåëè â ñèñòåìå èíæåíåð-
íîãî àíàëèçà ANSYS 12,1 (ëèöåíçèÿ ÃÊÁ “Þæíîå”) [5] ó÷èòûâàëè, ÷òî ìàòåðèàë
òîíêèõ ïîäêðåïëåííûõ îáîëî÷åê îòñåêîâ (îñíîâíîé è ïîäâåñíûå) ìîäóëåé ÐÍ ðàáî-
òàåò â îñíîâíîì íà ðàñòÿæåíèå–ñæàòèå è ñäâèã, ñëàáî ñîïðîòèâëÿÿñü èçãèáó. Ïðåä-
ïîëîæåíèå î òîì, ÷òî ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé ïî òîëùèíå ñãëàæåííûõ îáøèâîê
ìîäóëåé ÿâëÿåòñÿ ðàâíîìåðíûì, ïîçâîëèëî âîñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ äèñêðåòèçàöèè îáî-
ëî÷åê ÷åòûðåõóçëîâûìè (SHELL41) ìåìáðàííûìè êîíå÷íûìè ýëåìåíòàìè (ÊÝ) ñ
øåñòüþ ñòåïåíÿìè ñâîáîäû â óçëàõ (áåçìîìåíòíàÿ òåîðèÿ îáîëî÷åê). Ïðîñòðàíñò-
âåííûå äâóóçëîâûå (ÂÅÀÌ188) ÊÝ ïîñòîÿííîãî ñå÷åíèÿ ñ øåñòüþ ñòåïåíÿìè ñâî-
áîäû â óçëàõ, îïèñûâàåìûå òåõíè÷åñêîé òåîðèåé áðóñà, ïðèìåíÿëè äëÿ äèñêðå-
òèçàöèè êîíñòðóêöèé øïàíãîóòîâ.
Ñîñðåäîòî÷åííûå ìàññû (MASS21) íåäåôîðìèðóåìûõ ìàññèâíûõ òåë, èñïîëü-
çóåìûõ ïðè àïïðîêñèìàöèè ÐÍ, ðàçìåùàëè â ñîîòâåòñòâóþùèõ óçëîâûõ òî÷êàõ ÊÝ
ìîäåëè. Óïðóãèå ñâÿçè ïðèâîäèëè ê ôîðìå äâóóçëîâûõ ñóïåðýëåìåíòîâ – àíàëîãîâ
áàëî÷íûõ ÊÝ ñ ýêâèâàëåíòíûìè æåñòêîñòüþ è ìàññîé, îòâå÷àþùèìè êîíñòðóêòèâ-
íîìó èñïîëíåíèþ âåðõíåãî è íèæíåãî óçëîâ êðåïëåíèé. Ïîñòðîåííàÿ òðåõìåðíàÿ
äèñêðåòíàÿ ìîäåëü êîíñòðóêöèè ÐÍ “Öèêëîí-4” (ðèñ. 3) ñîñòîèò èç 6134 ÊÝ (ìåìáðàí-
íûå, áàëî÷íûå è äâóóçëîâûå ñóïåðýëåìåíòû), îáúåäèíåííûõ â 5337 óçëàõ ñ øåñòüþ
ñòåïåíÿìè ñâîáîäû. Îáùàÿ ìàññà ÊÝ ìîäåëè ÐÍ áåç æèäêîñòè ñ ðàñïðåäåëåííûìè
ïàðàìåòðàìè è ñîñðåäîòî÷åííûìè ìàññàìè ñîñòàâëÿåò 6193 êã.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò äëÿ ïåðâûõ 39 ôîðì êîëåáàíèé îáîëî-
÷å÷íîé äèñêðåòíîé ìîäåëè ÐÍ (ðèñ. 3) ïðèâåäåíû â òàáë. 1 è íà ðèñ. 4. Ïåðâîé
èçãèáíîé ôîðìå êîëåáàíèé îñíîâíîãî áëîêà ÐÍ ïðåäøåñòâóþò ôîðìû ïîïåðå÷íûõ
êîëåáàíèé ýëåìåíòîâ ÐÍ â äèàïàçîíå ÷àñòîò f � 0,63...1,77 Ãö (ðèñ. 4,à) è ðåàëè-
çóåòñÿ îíà íà ÷àñòîòå 1,94 Ãö (ðèñ. 4,á).  èíòåðâàëå ÷àñòîò 2,19...5,39 Ãö èìåþò
à á
Ðèñ. 3. Îáîëî÷å÷íàÿ ìîäåëü ÐÍ “Öèêëîí-4”: à – âèä ñáîêó, á – âèä ñâåðõó.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 3 101
Âëèÿíèå âûáîðà èìèòàöèîííîé ìîäåëè ðàêåòû-íîñèòåëÿ “Öèêëîí-4” ...
Ò à á ë è ö à 1
Ñïåêòð ñîáñòâåííûõ ÷àñòîò òðåõìåðíîé äèíàìè÷åñêîé ìîäåëè ÐÍ “Öèêëîí-4”
Ôîðìû
êîëåáàíèé
f , Ãö Ôîðìû
êîëåáàíèé
f , Ãö Ôîðìû
êîëåáàíèé
f , Ãö Ôîðìû
êîëåáàíèé
f , Ãö
1 0,63 11 2,25 21 4,36 31 5,52
2 0,67 12 2,53 22 4,38 32 5,70
3 0,82 13 2,62 23 4,65 33 5,82
4 0,90 14 3,35 24 4,68 34 5,88
5 0,91 15 3,48 25 4,93 35 6,00
6 1,10 16 3,63 26 4,96 36 6,07
7 1,74 17 3,68 27 5,19 37 6,34
8 1,77 18 3,92 28 5,37 38 6,95
9 1,94 19 4,13 29 5,39 39 7,08
10 2,19 20 4,16 30 5,48
a âá
ã ä å
æ èç
f � 1,77 Ãö f � 1,94 Ãö f � 2,19 Ãö
f � 2,25 Ãö f � 2,63 Ãö f � 3,35 Ãö
f � 3,63 Ãö f � 3,92 Ãö f � 4,16 Ãö
102 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 3
À. Ñ. Êîíþõîâ, À. Ñ. Öûáåíêî, Í. Ã. Êðèùóê
ìåñòî ðàçëè÷íûå èçãèáíûå ôîðìû êîëåáàíèé îñíîâíîãî áëîêà, à òàêæå èçãèáíûå è
ïðîäîëüíûå ôîðìû êîëåáàíèé ïîäâåñíûõ ìîäóëåé (ðèñ. 4,á–ê). Âòîðàÿ è òðåòüÿ
îñíîâíûå ÷àñòîòû êîëåáàíèé ñîîòâåòñòâåííî ðàâíû 3,92 (ðèñ. 4,ç) è 6,34 Ãö (ðèñ. 4,ì).
ê ìë
Ðèñ. 4. Ñîáñòâåííûå ôîðìû êîëåáàíèé äèíàìè÷åñêîé ìîäåëè ÐÍ “Öèêëîí-4” íà îñíîâå
àïïðîêñèìàöèè îòñåêîâ ïîäêðåïëåííûìè îáîëî÷êàìè.
f � 4,68 Ãö f � 5,39 Ãö f � 6,34 Ãö
a á â
ã ä å
Ðèñ. 5. Ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà (à) è ñîáñòâåííûå ôîðìû êîëåáàíèé äèíàìè÷åñêîé ìîäåëè ÐÍ
“Öèêëîí-4” íà îñíîâå ïðîñòðàíñòâåííîãî ïàêåòà óïðóãèõ ýëåìåíòîâ áàëî÷íîãî òèïà (á–å).
f � 1,91 Ãö f � 2,18 Ãö
f � 3,58 Ãö f � 6,43 Ãöf � 3,38 Ãö
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 3 103
Âëèÿíèå âûáîðà èìèòàöèîííîé ìîäåëè ðàêåòû-íîñèòåëÿ “Öèêëîí-4” ...
Íà ÷àñòîòàõ âûøå 6,34 Ãö äîìèíèðóþò êîìáèíèðîâàííûå èçãèáíûå è ïðîäîëüíûå
ôîðìû êîëåáàíèé îñíîâíîãî áëîêà è àíàëîãè÷íûå ôîðìû äëÿ ïîäâåñíûõ ìîäóëåé.
Âåðèôèêàöèþ ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ îñóùåñòâëÿëè ïîñðåäñòâîì ñîïîñòàâëå-
íèÿ ñ äàííûìè èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ íà îñíîâå ïðîñòðàíñòâåííîãî ïàêåòà
èç ñåìè ñâÿçàííûõ óïðóãèõ êóñî÷íî-íåîäíîðîäíûõ ýëåìåíòîâ áàëî÷íîãî òèïà (ðèñ. 4),
îòâå÷àþùèõ öåíòðàëüíîìó è áîêîâûì áëîêàì ÐÍ ñ ó÷åòîì ïðèñîåäèíåííûõ ìàññ
(äâèãàòåëü, àïïàðàò ñòàáèëèçàöèè è ò.ï.), îáúåìîâ æèäêèõ ìàññ, óñëîâèé ñîïðÿæåíèÿ
â ìåæáëî÷íûõ ñâÿçÿõ äëÿ íèæíåãî è âåðõíåãî ñèëîâûõ ïîÿñîâ ïîäâåñíûõ ìîäóëåé [1,
2].
Îñíîâíûå ôîðìû êîëåáàíèé öåíòðàëüíîãî è ïîäâåñíûõ áëîêîâ ñòåðæíåâîé
ìîäåëè ÐÍ ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5,á–å.
Ïðè ñðàâíèòåëüíîì àíàëèçå äàííûõ ðàñ÷åòîâ äëÿ èìèòàöèîííûõ ìîäåëåé ÐÍ ñ
ïðèìåíåíèåì äâóõ òèïîâ àïïðîêñèìàöèé ìîäóëåé êîíñòðóêöèè ÐÍ ïîäêðåïëåííûìè
îáîëî÷êàìè è áàëî÷íûìè ýëåìåíòàìè ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ
÷àñòîò îñíîâíûõ èçãèáíûõ ôîðì êîëåáàíèé êîðïóñà ÐÍ (òàáë. 2) ðàçëè÷àþòñÿ íå
áîëåå ÷åì íà 12,5 % äëÿ ïåðâîé ñîáñòâåííîé ÷àñòîòû êîëåáàíèé öåíòðàëüíîãî áëîêà.
Ýòî çíà÷åíèå óìåíüøàåòñÿ äî 1,4% äëÿ òðåòüåé ôîðìû êîëåáàíèé.
 û â î ä û
1. Ïî ðåçóëüòàòàì èññëåäîâàíèé äèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ÐÍ “Öèêëîí-4” íà
îñíîâå ãëàäêîîáîëî÷å÷íûõ àïïðîêñèìàöèé îáíàðóæåí ðÿä ôîðì ïîïåðå÷íûõ êîëåáà-
íèé îñíîâíîãî è ïîäâåñíûõ ìîäóëåé ñ ÷àñòîòàìè íèæå ÷àñòîòû, ñîîòâåòñòâóþùåé
ïåðâîé èçãèáíîé ôîðìå êîëåáàíèé öåíòðàëüíîãî áëîêà.  äèàïàçîíå ÷àñòîò 2...7 Ãö äëÿ
öåíòðàëüíîãî áëîêà è ïîäâåñíûõ ìîäóëåé èìåþò ìåñòî êîìáèíèðîâàííûå èçãèáíî-
ïîïåðå÷íûå ôîðìû êîëåáàíèé.
2. Ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî äëÿ ðàññìàòðèâàåìîé êîíñòðóêöèè ÐÍ ðåàëèçóþòñÿ
ñîáñòâåííûå îáîëî÷å÷íûå ôîðìû êîëåáàíèé, îáóñëîâëåííûå âçàèìîäåéñòâèåì â ñèñ-
òåìå îáîëî÷êà–æèäêîñòü, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ äîìèíèðóþùèìè ïðè íèçêèõ ÷àñòîòàõ è
íå ìîãóò áûòü àäåêâàòíî ó÷òåíû íà îñíîâå áàëî÷íîé ñõåìû.
3. Äëÿ êîððåêòíîãî àíàëèçà äèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ÐÍ “Öèêëîí-4” ïàêåò-
íîé êîìïîíîâêè íåîáõîäèìî â äîïîëíåíèå ê êîíå÷íîýëåìåíòíûì ðàñ÷åòàì ñîáñòâåí-
íûõ ÷àñòîò è ôîðì êîëåáàíèé íà îñíîâå áàëî÷íûõ àïïðîêñèìàöèé ïðèìåíÿòü óòî÷íÿ-
þùèå èìèòàöèîííûå ìîäåëè â âèäå ïîäêðåïëåííûõ ãëàäêîîáîëî÷å÷íûõ àíàëîãîâ.
Ð å ç þ ì å
Ðîçãëÿíóòî ç á³ëüø âèñîêèì ñòóïåíåì íàáëèæåííÿ äî êîíñòðóêòèâíîãî àíàëîãà
äèíàì³÷íó ìîäåëü ðàêåòè-íîñ³ÿ “Öèêëîí-4” ïàêåòíî¿ êîìïîíîâêè ó âèãëÿä³ çâ’ÿçàíèõ
ï³äêð³ïëåíèõ òîíêîñò³ííèõ ïðóæíèõ îáîëîíêîâèõ â³äñ³ê³â, à òàêîæ ìåõàí³÷íèõ àíà-
Ò à á ë è ö à 2
Ñîáñòâåííûå ôîðìû êîëåáàíèé òðåõìåðíûõ äèíàìè÷åñêèõ ìîäåëåé ÐÍ
Ôîðìà êîëåáàíèé
öåíòðàëüíîãî áëîêà ÐÍ
Ìåìáðàííàÿ ìîäåëü
îòñåêîâ ÐÍ, Ãö
Áàëî÷íàÿ ìîäåëü
îòñåêîâ ÐÍ, Ãö
Îòíîñèòåëüíàÿ
ïîãðåøíîñòü, %
Ïåðâàÿ 1,94 2,18 12,4
Âòîðàÿ 3,92 3,58 9,5
Òðåòüÿ 6,34 6,43 1,4
104 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 3
À. Ñ. Êîíþõîâ, À. Ñ. Öûáåíêî, Í. Ã. Êðèùóê
ëîã³â äâèãóí³â, âóçë³â êð³ïëåííÿ ³ ð³äèííèõ ìàñ. Äîñë³äæåíî âëàñí³ ôîðìè ³ ÷àñòîòè
êîëèâàíü ³ì³òàö³éíî¿ ìîäåë³ äëÿ ïî÷àòêîâî¿ ñòà䳿 ïîëüîòó. Íàâåäåíî ïîð³âíÿííÿ
åêñïåðèìåíòàëüíèõ äàíèõ ³ç ðîçðàõóíêîâèìè, ùî îòðèìàí³ íà îñíîâ³ àïðîêñèìàö³¿
ðàêåòè-íîñ³ÿ ó âèãëÿä³ ïðîñòîðîâîãî ïàêåòà ñòðèæíåâèõ åëåìåíò³â.
1. Öûáåíêî À. Ñ., Êîíþõîâ À. Ñ. Èìèòàöèîííûå äèíàìè÷åñêèå ìîäåëè æèäêîñòíûõ
ÐÍ. – Êèåâ: Èçä. ÍÒÓÓ “ÊÏÈ”, 2008. – 230 ñ.
2. Êîíþõîâ À. Ñ., Ëåãåçà Â. Ñ., Öûáåíêî À. Ñ., Êðèùóê Í. Ã. Ñîáñòâåííûå
êîëåáàíèÿ æèäêîñòíûõ ðàêåò-íîñèòåëåé ïàêåòíîé êîìïîíîâêè // Ïðîáë. ïðî÷-
íîñòè. – 2001. – ¹ 3. – Ñ. 93–99.
3. Áëèíîâ Â. Í., Èâàíîâ Í. Í., Ñå÷åíîâ Þ. Í., Øàëàé Â. Â. Ðàêåòû-íîñèòåëè.
Ïðîåêòû è ðåàëüíîñòü. Ñïðàâ. ïîñîáèå. Â 2 êí. / Êí. 1. Ðàêåòû-íîñèòåëè Ðîññèè
è Óêðàèíû. – Îìñê: Èçä-âî ÎÃÒÓ, 2011. – 380 ñ.
4. Çåíêåâè÷ Î., Ìîðãàí Ê. Êîíå÷íûå ýëåìåíòû è àïïðîêñèìàöèÿ. – Ì.: Ìèð, 1986.
– 318 ñ.
5. ANSYS Workbench User’s Guide, Release 12.1.
Ïîñòóïèëà 20. 10 2014
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 3 105
Âëèÿíèå âûáîðà èìèòàöèîííîé ìîäåëè ðàêåòû-íîñèòåëÿ “Öèêëîí-4” ...
|