Создание модели сварного отсека сверхзвукового самолета с учетом конструктивно-технологической схемы

Авторы

Меркулов И. Е.^*, Ендогур А. И.^**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: ilia.merkulov@gmail.com
**e-mail: endogur@yandex.ru

Аннотация

В работе изложен подход к созданию моделей сварных отсеков с учетом конструктивно-технологических схем, основанный на учете комплекса факторов: остаточных напряжений, вызванных усадкой сварного шва, моделей материалов, характеристик сечений, толщин и т.п. Проанализировано современное состояние вопроса в части создания математических моделей сварных конструкций и их последующей оптимизации. Предложен способ синтеза системы, учитывающий порядок сборки-сварки конструкции отсека. Разработана конечно-элементная модель сварного отсека с учетом остаточных напряжений, основанная на модификации метода фиктивных сил «inherent strain method». Выявлено изменение распределения эксплуатационных прогибов по панелям отсека при учете предварительно вводимых остаточных напряжений. При использовании разработанной модели получены зависимости напряженно-деформированного состояния сварных отсеков от конструктивных параметров.

Ключевые слова

сверхзвуковой самолет, отсек, сварные конструкции, технология сварки, остаточные напряжения, метод конечных элементов, конечно-элементная модель

Библиографический список

1. Окерблом Н.О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций. — М.: Машиностроение, 1964. — 420 с.

2. Винокуров В.А. Сварочные деформации и напряжения. Методы их устранения. — М.: Машиностроение, 1968. — 236 с.

3. Майзель В.С., Навроцкий Д.И. Сварные конструкции. — М.: Машиностроение, 1973. — 304 с.

4. Винокуров В.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Расчет и проектирование. — М.: Машиностроение, 1990. — 446 с.

5. Сагалевич В.М. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений. — М.: Машиностроение, 1974. — 248 с.

6. Талыпов Г.Б. Сварочные деформации и напряжения. — М.: Машиностроение, 1973. — 280 с.

7. Моисеев В.Н., Куликов Ф.Р., Кириллов Ю.Г. и др. Сварные соединения титановых сплавов. — М.: Металлургия, 1979. — 248 с.

8. Куркин С.А., Ховов В.М., Аксенов Ю.Н., Касаткин О.Г. и др. Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций. — М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. — 464 с.

9. Серенко А.Н., Крумбольдт М.Н., Багрянский К.В. Расчет сварных соединений и конструкций. — М.: Высшая школа, 1977. — 336 с.

10. Куркин С.А., Винокуров В.А., Вершинский С.В. Проектирование сварных конструкций в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1975. — 376 с.

11. Ендогур А.И. Конструкция самолетов. Конструирование деталей и узлов. — М.: Изд-во МАИ, 2013. — 556 с.

12. Рыбаулин А.Г., Сидоренко А.С. Исследование локального напряженного состояния и оценка долговечности конструкции авиационного изделия с дискретными сварными соединении при случайном нагружении // Труды МАИ. 2015. № 79. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=55786

13. Michaleris P., DeBiccari A. Prediction of Welding Distortion // Welding Journal. 1997. Vol. 76(4), pp. 172-181.

14. Murakawa H., Deng D., Ma N., Wang J. Applications of inherent strain and interface element to simulation of welding deformation in thin plate structures // Computational Materials Science. 2011. No.51, pp. 43-52.

15. Islam M., Buijk A., Rais-Rohani M., Motoyama K. Simulation-based numerical optimization of arc welding process for reduced distortion in welded structures // Finite Elements in Analysis and Design. 2014. No.84, pp.54—64.

16. Voutchkov I., Keane A.J., Bhaskar A., Olsen T.M. Weld sequence optimization: The use of surrogate models for solving sequential combinatorial problems // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2005. No.194, pp. 3535–3551.

Скачать статью