Гармонический отклик упругой системы
с конечным числом степеней свободы:
точные формулы и их применение ПРИ расчЁтах
Докт. техн. наук Ю.Г. Балакирев (ФГУП ЦНИИмаш)
Предлагается вариант вывода точных формул для вычисления гармонического отклика упругой системы с конечным числом степеней свободы при ограниченном числе собственных форм колебаний в модальном разложении. Указывается способ уточнения отклика в заданном частотном диапазоне. Обсуждаются особенности использования полученных формул при расчётах реальных конструкций.
Ключевые слова: упругие конструкции, тона колебаний, метод конечных элементов, вынужденные колебания.
Harmonic Response of an Elastic System with a Finite Number of Freedom Degrees: Exact Formulas and Their Usage in Calculations. Yu.G. Balakirev. A version of precise formulas for the calculating of the harmonic response of an elastic system with a finite number of freedom degrees with a limited number of natural vibration modes in a modal decomposition is proposed. A way to clarify the response in a given frequency range is shown. Usage features of derived formulas for the calculation of real constructions are discussed.
Key words: elastic constructions, tone vibrations, finite elements method, forced vibrations.
литература
1. Шмаков В.П. Аппроксимация гармонического отклика упругой конечномерной системы в зависимости от частотного диапазона внешнего воздействия. – Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение, 1995, №2, с. 96 – 110.
2. Балакирев Ю.Г. Метод Бубнова и его развитие. М.: МГТУ «МАМИ», 2007, 100 с.
3. Балакирев Ю.Г. Особенности выделения квазистатических составляющих при анализе динамического нагружения упругих конструкций. – Космонавтика и ракетостроение, 2014, вып. 2 (75), с. 34 – 40.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ НАЗНАЧЕНИЯ РЕЖИМОВ ЛАБОРАТОРНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ ИСПЫТАНИЙ КОНСТРУКЦИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
Канд. техн. наук А.И. Войцеховский, М.С. Королёв, Б.В. Чесноков
(ФГУП ЦНИИмаш)
Рассматриваются основные методы экспериментальной отработки в лабораторных условиях вибрационной прочности изделий ракетно-космической техники (РКТ), перевозимых по железным и шоссейным дорогам. Определяются необходимые виброрежимы.
Ключевые слова: вибрационное нагружение, железная дорога, шоссейная дорога, транспортировка, транспортное средство.
Basic Methods of a Modes Destination of Laboratory Transport Tests of Rocket and Space Technology Constructions. A.I. Voitsekhovsky, M.S. Korolyov, B.V. Chesnokov. Basic methods of an experimental practicing in the laboratory conditions of a vibration strength of rocket and space technology (RST) products, carried by railroads and highways, are examined. Necessary vibration modes are defined.
Key words: vibration loading, railroad, highway, transporting, transport means.
литература
1. Прочность конструкций. Руководство. ГОНТИ № 1, 1986, т. 3, кн. 1.
2. К р е н д е л С. Случайные колебания. М: Мир, 1967.
3. Л е н к А., Р е н и т ц Ю. Механические испытания приборов и аппаратов. М.: Мир, 1976.
4. С е н ю к о в А. М., В о л к о в Л. И., Л ь в о в А. И. и др. Баллистическая ракета на твердом топливе. М.: Воениздат, 1972.
5. Б о л о т и н В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984.
6. Г у с е в А. С. Сопротивление усталости и живучесть конструкций при случайных нагрузках. М.: Машиностроение, 1989.
7. В о й ц е х о в с к и й А. И., М а л и н и н А. А. Вибропрочностная отработка изделий ракетно-космической техники. – Космонавтика и ракетостроение, 2012, вып. 2 (67).
МЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛОГ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ РАЗГОННОГО БЛОКА С ЖИДКОСТЬЮ
В.Л. Ездаков, докт. техн. наук О.П. Клишев (ФГУП ЦНИИмаш)
Представляется механический аналог вращающегося разгонного блока (РБ), содержащего большие массы жидкого топлива, предназначенный для исследования влияния новых конструктивных решений на динамику движения объекта. В качестве нового конструктивного решения на этапе проектирования рассматривается бак типа тора большого диаметра. Исходя из сравнения функции Лагранжа применительно к объекту с жидкостью, полученной на основе теории длинных волн, и функции Лагранжа применительно к механической системе определяются параметры такой системы, при которых она является механическим аналогом объекта. Показывается, что в результате численного моделирования выявлено значительное неблагоприятное влияние топлива на движение объекта, стабилизированного путём его вращения.
Ключевые слова: механический аналог, функция Лагранжа, пассивная стабилизация, угол нутации.
Mechanical Analog of a Rotating Booster with a Liquid. V.L. Ezdakov, O.P. Klishev. A mechanical analog of a rotating booster (RB), containing large mass of a liquid fuel, intended to study the effects of new construction decisions on the object movement dynamics is presented. As a new construction decision at the design stage examines a torus type tank of a large diameter. Based on the comparison of Lagrange functions with respect to the object with a fluid, received on the basis of a long-waves theory and Lagrange functions applied to the mechanical system to define parameters of a such system, in which it is a mechanical analog of an object. A result of a numerical modeling revealed a significant adverse effect of a fuel on the object movement, stabilized by its rotation, is shown.
Key words: mechanical analog, Lagrange function, passive stabilization, nutation angle.
ЛИТЕРАТУРА
1. Д о к у ч а е в Л. В. Нелинейная динамика летательных аппаратов с деформируемыми элементами. М.: Машиностроение, 1987, 232 с.
2. Е ф и м е н к о Г. Г., К о н д р а ш к и н И. В., К р и в о н о с о в а Н. В. и др. Экспериментальное определение параметров механического аналога жидкости в математической модели разгонного блока в режиме вращения. – Космонавтика и ракетостроение, 2012, вып. 2 (67), с. 86 – 92.
3. Н а р и м а н о в Г. С. О движении симметричного гироскопа, полость которого частично заполнена жидкостью. – ПММ, 1957, т. XXI, вып. 5.
4. Е з д а к о в В. Л., К л и ш е в О. П. Механический аналог вращающегося разгонного блока с жидкостью. – В тез. докл. научн. чтений, посвящённых 90-летию со дня рождения Юрия Александровича Мозжорина. Королёв: ЦНИИмаш, 2010.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО
МОНИТОРИНГА В ЦЕЛЯХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ
ТЕХНОГЕННОГО ЗАСОРЕНИЯ ОКОЛОЗЕМНОГО
КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
Канд. техн. наук С.С. Логинов, канд. техн. наук Ю.П. Назаров,
канд. техн. наук В.С. Юраш, докт. техн. наук М.В. Яковлев
(ФГУП ЦНИИмаш)
Рассматриваются назначение, цели, предметная область и задачи системы информационного мониторинга (СИМ) в рамках национальной и между-народной деятельности по предотвращению техногенного засорения около-земного космического пространства (ОКП). Представляются организационно-методические и технологические проблемы построения и применения СИМ на основе комплекса баз данных (БД), связанных с предотвращением образования космического мусора (КМ), в том числе фактографических и аналитических данных о состоянии засорённости ОКП, включая информацию о выполнении мероприятий по предупреждению образования КМ.
Ключевые слова: информационный мониторинг, ограничение техно-генного засорения космоса, безопасность космических полётов, правовое обеспечение космической деятельности.
Designing Information Monitoring Systems in Order to Prevent an Anthropogenic Pollution in the Near-Earth Space. S.S. Loginov, Yu.P. Nazarov, V.S. Yurash, M.V. Yakovlev. The purpose, goals, subject area and tasks of information monitoring systems (IMS) in the framework of national and international efforts to prevent an anthropogenic pollution in the near-Earth space (NES) are examined. Organizational, methodological and technological problems of a construction and application of IMS based on a set of databases related to the prevention of a space debris (SD) formation, including the factual and analytical data on the status of a NES infestation, including an information on the implementation of measures to prevent a SD formation are presented.
Key words: information monitoring, space anthropogenic pollution limitation, safety of space flights, legal support for space activities.
ЛИТЕРАТУРА
1. П у д о в к и н О. Л. Методологические основы системного анализа техногенной космической обстановки. – Космонавтика и ракетостроение, 2000, вып. 18, с. 20 – 40.
2. Руководящие принципы Комитета ООН по космосу по предупреждению образования космического мусора. Резолюция 62-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН, А/RES/62/217 от 10.01.2008.
3. ГОСТ Р 52925-2008 «Изделия космической техники. Общие требования к космиче-ским средствам по ограничению техногенного засорения околоземного космического про-странства». М.: Стандартинформ, 2008.
АНАЛИЗ МЕТОДОЛОГИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РИСКА АВАРИИ ПРИ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЯХ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
С ЦЕЛЬЮ ЕГО УМЕНЬШЕНИЯ
Докт. техн. наук В.А. Бершадский, Ю.Г. Гусев,
докт. техн. наук В.И. Петров (ФГУП ЦНИИмаш)
В целях уменьшения риска аварии проводится анализ методологии его определения при стендовых испытаниях кислородно-водородных двигательных установок (ДУ) на ограниченном расстоянии от стенда до населённой местности. Формулируются рекомендации для совершенствования этой методологии.
Ключевые слова: двигательная установка, стендовые испытания, кислород, водород, пожар, взрыв, риск аварии, опасность.
Methodology Analysis for Determining the Risk of an Accident during Bench Tests of Oxygen-Hydrogen Propulsion Systems in Order to its Reducing. V.A. Bershadsky, Yu.G. Gusev, V.I. Petrov. In order to reduce the risk of an accident, a methodology analysis is carried out to determine bench tests of oxygen-hydrogen propulsion systems (PS) at a finite distance from the bench to a populated area. Recommendations for improving this methodology are formulated.
Key words: propulsion system, bench tests, oxygen, hydrogen, fire, explosion, accident risk, danger.
ЛИТЕРАТУРА
1. Экологические проблемы и риски воздействий ракетно-космической техники на окружающую природную среду. Под. ред. В.В. Адушкина, С.И. Козлова, А.В Петрова. М.: Анкил, 2000, 311 с.
2. О промышленной безопасности опасных производственных объектов. Федеральный закон № 116 - ФЗ от 21.07.1997 (с ежегодными уточнениями до 2013 года).
3. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов. РД 03-418-01, 2001, 22 с.
4. Бершадский В.А., Маликов Г.И. Основные опасности при испытаниях водородно-кислородных двигательных установок на комплексе ВКС106. ТО №106А.В3.125, НИИХМ, 1996, 32 с.
5. Бершадский В.А., Петров В.И., Гусев Ю.Г. Безопасность стендовых испытаний кислородно-водородных двигательных установок. Обобщение опыта. НТО № 4111-1-2012, ЦНИИмаш, 2012, 66 с.
6. Бершадский В. А. Методика уменьшения опасности при функционировании на водороде сложных технических устройств. – Альтернативная энергетика и экология, 2009, № 3 (71), с. 75 – 83.
7. Галеев А.Г. Отработка ракетных двигателей и энергетических установок на водородном топливе и проблемы обеспечения их безопасности. – Альтернативная энергетика и экология, 2008, № 3, с. 29 – 35.
8. Галеев А.Г., Денисов К.П., Ищенко В.И. и др. Испытательные комплексы и экспериментальная отработка жидкостных ракетных двигателей. Под ред. Н.Ф. Моисеева. М.: Машиностроение, 2012, 368 с.
9. Садовский М.А. Механическое действие воздушных ударных волн по данным экспериментальных исследований. – Физика взрыва, 1952, №1, с. 20 – 111.
10. Бесчастнов М.В. Оценка и обеспечение взрывобезопасности промышленных объектов. – Безопасность труда в промышленности, 1988, №1, с.52 – 57.
11. Гельфанд Б.Е., Попов О.Е., Чайванов Б.Б. Водород: параметры горения и взрыва. М.: Физматлит, 2008, 288 с.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАЗЛЁТА ПРОДУКТОВ СОУДАРЕНИЯ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ
С ТОНКИМ ЭКРАНОМ
Канд. техн. наук Л.В. Зинченко (МГТУ им. Н.Э. Баумана),
докт. техн .наук В.П. Романченков, Ю.С. Семёнов, А.С. Скалкин,
А.Г. Шоколов (ФГУП ЦНИИмаш)
Представляется сравнение результатов расчёта и экспериментальных исследований основных параметров разлёта заэкранного облака продуктов разрушения (ЗОПР) механических частиц (МЧ) и экрана. Определяются размер крупного вторичного осколка (КВО) из материала частицы, скорости расширения и перемещения облака, а также угол его разлёта.
Ключевые слова: соударение, частица, вторичный осколок, экран, удельная энергия, скорость.
Parameters Determination of a Products Collisions Expansion at a Mechanical Particles High-Speed Interaction with a Thin Screen. L.V. Zinchenko, V.P. Romanchenkov, Yu.S. Semenov, A.S. Skalkin, A.G. Shokolov. A comparison of calculation results and experimental studies of basic parameters of a behind screen cloud expansion products degradation (BCPD) of mechanical particles (MP) and a screen is presented. A large size of the secondary fragment (LSF) of a particle material, an expansion rate and moving cloud, and also an angle of its expansion are defined.
Key words: collision, particle, secondary splinter, screen, specific energy, speed.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мержиевский Л.А., Титов В.М. Защитные свойства тонкого экрана при высокоскоростном ударе. – Журнал прикладной механики и технической физики, 1977, № 2, с. 134 – 139
2. Горбенко А.В., Зинченко Л.В., Мышонков А.К. и др. Энергетическая модель расчёта ударной стойкости одноэкранной защиты гермоотсеков космического аппарата от осколочно-метеорного воздействия. – Космонавтика и ракетостроение, 2007, вып. 2 (47), с. 66 – 75.
Задачи прочностных испытательных центров
в эпоху численного моделирования. часть 1
Канд. физ.-мат. наук А.Э. Колозезный (ФГУП ЦНИИмаш)
Рассматриваются вопросы влияния компьютерных методов проектирования на содержание экспериментальной отработки прочности изделий ракетно-космической техники (РКТ). Определяются задачи дальнейшего развития предприятий и подразделений, специализирующихся на проведении прочностных статических испытаний крупногабаритных конструкций. Обосновывается необходимость развития технологий виртуальных испытаний с целью обеспечения верификации разрабатываемых изделий и валидации расчётных программ.
Ключевые слова: экспериментальная отработка прочности, валидация, верификация, виртуальное прототипирование, виртуальные испытания.
Strength Test Centers Tasks during a Numerical Modeling Era. Part 1. A.E. Kolozezny. Questions of a computer design methods influence for the maintenance of experimental practicing of rocket and space technology (RKT) products strength are examined. Tasks of further development of enterprises and units, specializing in an execution of large-scale structures pro-strength static tests are defined. A need of a virtual testing technologies development to ensure the developed products verification and calculation programs validation is justified.
|
