Аэрогидроупругость конструкций

Description

Излагаются постановки и методы решения широкого спектра самых разнообразных задач из области аэрогидроупругости в приложении к летательным и подводным аппаратам различного назначения. В основу исследований положены современные методы математического моделирования на ЭВМ, а также аналитические и численные методы. Приводится общая характеристика проблемы аэрогидроупругости и ее составных частей. Обсуждаются модели динамики движения упругого самолета и дается их приложение. Развиваются подходы для решения задач о колебаниях оболочек с жидкостью и динамической реакции элементов конструкций на ударные воздействия. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов университетов и втузов, занимающихся проблемами аэрогидроупругости конструкций. Титульный лист......Page 2 Часть первая. Аэроупругость авиационных конструкций......Page 3 1.1. Аэроупругость как комплексная научно-техническая проблема......Page 10 1.2. Изучаемые аэроупругие объекты и их особенности......Page 13 1.3. Основные задачи аэроупругости......Page 16 1.4. Диаграммы аэроупругости......Page 19 1.5. Состояние исследований в области аэроупругости......Page 21 1.6 современные проблемы аэроупругости......Page 23 1.7. Достижения базовых наук аэроупругости......Page 29 1.8 перспективы развития структурных математических моделей функционирования летательных аппаратов......Page 37 2.1. Системы координат. Матрицы направляющих косинусов......Page 40 2.2. Кинематические параметры и соотношения......Page 43 2.3. Абсолютные и относительные движения точек упругой конструкции летательного аппарата......Page 47 2.4. Уравнения поступательного и вращательного движений жесткого летательного аппарата......Page 49 2.5. Уравнения движения летательного аппарата с подвижными массами......Page 51 2.6. Уравнения относительного движения подвижных масс......Page 55 2.7. Уравнения поступательного и вращательного движений упругого летательного аппарата......Page 56 2.8. Уравнения деформирования летательного аппарата......Page 58 2.9. Представления внешних сил и моментов......Page 60 2.10. Полная система уравнений движения и деформирования летательного аппарата......Page 62 3.1. Линеаризация уравнений движения и деформирования летательного аппарата......Page 64 3.2. Безразмерные уравнения возмущенного движения упругого летательного аппарата......Page 67 3.3. Уравнения продольного и бокового возмущенного движений упругого летательного аппарата......Page 69 3.4. Матрично-векторные уравнения возмущенного движения жесткого летательного аппарата......Page 71 3.5. Матрично-векторные уравнения возмущенного движения упругого летательного аппарата......Page 73 3.6. Уравнения возмущенного движения упругого летательного аппарата с жесткими грузами......Page 76 3.7. Уравнения возмущенного движения упругого летательного аппарата с жидкими и вращающимися массами......Page 79 3.8 уравнения возмущенного движения упругого летательного аппарата при пробеге по неровному аэродрому......Page 82 4.1. Основные соотношения......Page 84 4.2. Некоторые особенности численных методов линейной нестационарной аэродинамики......Page 87 4.3. Интегральные представления обобщенных нестационарных аэродинамических характеристик......Page 92 4.4. Точные интегральные и приближенные представления обобщенных нестационарных аэродинамических характеристик......Page 93 4.5. Приближенные соотношения для вычисления аэро- и гидродинамических нагрузок......Page 95 4.6. Основные линейные обобщенные аэродинамические характеристики упругого летательного аппарата......Page 99 4.7. Определение линейных обобщенных аэродинамических характеристик упругого летательного аппарата с переменными динамическими свойствами......Page 101 4.8. Аэродинамические коэффициенты......Page 103 4.9. Некоторые особенности суммарных обобщенных линейных аэродинамических характеристик......Page 105 4.10. Формирование матриц коэффициентов аэродинамических производных......Page 106 5.1. Общие сведения......Page 112 5.2. Унифицированные линейные интегpодифференциальные уравнения нестационарной аэроупругости летательного аппарата......Page 115 5.3. Уравнения аэроупругости летательного аппарата в частотной форме......Page 118 5.4. Упрощенные линейные интегро-дифференциальные уравнения нестационарной аэроупругости......Page 120 5.5. Основные прикладные линейные математические модели аэроупругости летательного аппарата......Page 126 5.6. Линейные уравнения аэроавтоупругости летательного аппарата......Page 129 5 7. К созданию системы автоматизированного решения линейных задач аэроупругости летательного аппарата......Page 138 5.8. К организации контроля и проверки достоверности результатов вычислений......Page 142 5 9. Пример разработки типовой базовой линейной структурной математической модели функционирования упругого летательного аппарата......Page 145 6.1. Влияние нестационарности обтекания на аэродинамические характеристики летательных аппаратов......Page 150 6.2. Исследование аэроупругих характеристик самолета с учетом статических деформаций......Page 158 6.3. Влияние грузов на аэроупругие характеристики самолета......Page 164 6.4. Реакция самолета на порывы......Page 169 6.5. Определение флаттерных характеристик летательных аппаратов......Page 188 6.6. Влияние повреждений на аэроупругие и балансировочные характеристики летательного аппарата......Page 197 6.7. Влияние подвижности топлива в баках на аэроупругие характеристики крупногабаритных летательных аппаратов......Page 211 6.8. Летательный аппарат с активной противофлаттерной системой......Page 228 6.9. Летательный аппарат с адаптивной противофлаттерной системой......Page 236 Глава 7. Нелинейные задачи аэроупругости летательных аппаратов......Page 245 7.1. Математическое моделирование движения упругого летательного аппарата при маневрировании......Page 246 7.2. Моделирование динамики высокоскоростной вращающейся упругой ракеты......Page 262 7.3. Моделирование бафтинга хвостового оперения летательного аппарата......Page 268 8.1. Транспортировка на летательном аппарате крупногабаритных грузов......Page 279 8.2. Реакция летательного аппарата на десантирование из него грузов......Page 290 8.3. К учету влияния траекторной нестабильности и упругих колебаний конструкции летательного аппарата на работу радиолокационной станции......Page 298 8.4. К определению посадочных характеристик летательного аппарата с выпущенной тормозной парашютной системой......Page 304 8.5. Моделирование посадки беспилотного летательного аппарата на однооболочковом парашютекрыле......Page 317 8.6. Моделирование нагружения, деформирования летательного аппарата корабельного базирования при взлете и посадке......Page 320 8.7. Моделирование процессов нагружения и деформирования тяжелых транспортных летательных аппаратов на наземных режимах......Page 345 Часть вторая. Колебания тонкостенных конструкций, частично заполненных жидкостью......Page 370 9.1. Формулировка задачи......Page 372 9 2. Принцип возможных перемещений......Page 375 9.3. Смешанный вариационный принцип......Page 378 9.4. Возможные пути упрощения задач......Page 381 9.5. Собственные колебания......Page 383 9.6. Уравнение колебаний бака с жидкостью в обобщенных координатах......Page 384 10.1. Цилиндрическая оболочка с недеформируемым плоским днищем......Page 390 10.2. Цилиндрический бак с днищем в виде пологой сферической оболочки......Page 396 10.3. Полусферическая оболочка с жидкостью......Page 399 10.4. Поперечные колебания цилиндрической оболочки с жидкостью......Page 402 11.1. Описание метода......Page 412 11.2. Осесимметричные колебания жидкости в оболочке вращения......Page 414 11.3. Неосесимметричные колебания жидкости в оболочке вращения......Page 417 11.4. Сведение задачи гидродинамики к обыкновенным дифференциальным уравнениям первого порядка......Page 422 11.5. Колебания упругой оболочки вращения с жидкостью......Page 425 11.6. Поперечные колебания жидкости в подвижной недеформируемой полости вращения......Page 429 11.7. Поперечные колебания цилиндрического бака, частично заполненного жидкостью, с днищем в форме полости вращения......Page 436 12.1. Применение метода Ритца......Page 440 12.2. Интегрирование обыкновенных дифференциальных уравнений......Page 451 12.3. При мене ни е метода итераций для расчета собственных осесимметричных колебаний оболочек вращения с жидкостью......Page 453 12.4. Применение метода конечных элементов......Page 458 12.5. Применение метода граничных элементов......Page 465 12.6. Колебания жидкости в горизонтальных и наклонных упругих полостях......Page 469 13.1. Уравнения колебаний системы в обобщенных координатах......Page 477 13.3. Определение потенциала перемещений жидкости, вызванных источником......Page 480 13.4. Продольные колебания оболочки вращения с жидкостью, содержащей деформируемый элемент......Page 482 13.5. Цилиндрическая оболочка с плоским днищем, в центре которого имеется источник......Page 483 13.6. Полусферическая оболочка, содержащая жидкость с газовым пузырем......Page 488 14.1. Нелинейные уравнения связанных осесимметричных и неосесимметричных колебаний......Page 493 14.2. Определение границ области динамической неустойчивости и амплитуд нелинейных параметрических колебаний......Page 502 14.3. Результаты расчетов......Page 506 14.4. Упрощенные нелинейные уравнения колебаний бака с жидкостью для общего случая......Page 515 14.5. Нелинейные продольные колебания корпуса с цилиндрическим баком, содержащим жидкость......Page 517 14.6. Влияние геометрической нелинейности пологой сферической оболочки днища на продольные колебания жидкости в цилиндрическом баке......Page 521 15.1. Постановка задачи......Page 527 15.2. Определение гидродинамических нагрузок......Page 530 15.3. Действие ударных волн на тонкостенные конструкции и их элементы......Page 533 15.4. Определение эхо-сигналов от деформируемых тонкостенных конструкций в жидкости......Page 536 15.5. Устойчивость упругих систем и конструкций при действии ударных волн и импульсных нагрузок......Page 537 Глава 16. Удар и погружение элементов тонкостенных конструкций в жидкость......Page 542 16.1. Определение гидродинамических нагрузок при погружении в несжимаемую жидкость элементов тонкостенных конструкций......Page 543 16.2. Удар и погружение деформируемых тел и оболочек в несжимаемую жидкость......Page 548 16.3. Удар и погружение деформируемых тел и оболочек в сжимаемую жидкость......Page 550 16.4. Экспериментальные исследования......Page 553 16.5. динамическое поведение экраноплана при посадке на воду......Page 554 Список литературы......Page 565