Оценка ширины зоны контакта между плоскоовальными каналами охлаждения и корпусом приёмо-передающего модуля активной фазированной антенной решётки

Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры


Авторы

Добрянский В. Н. 1*, Рабинский Л. Н. 1**, Радченко В. П. 1***, Соляев Ю. О. 2****

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия
2. Институт прикладной механики Российской академии наук, Ленинградский проспект, 7, Москва, 125040, Россия

*e-mail: dobryanskijvn@mai.ru
**e-mail: rabinskiy@mail.ru
***e-mail: radchenko.v@radiofizika.com
****e-mail: yurysolyaev@ya.ru

Аннотация

В работе представлена методика моделирования деформируемых тонкостенных каналов охлаждения, применяемых в системах терморегулирования мобильных радиолокационных станций (РЛС). Решена задача об определении ширины зоны контакта между деформируемыми каналами, имеющими плоскоовальное сечение, и охлаждаемыми поверхностями нагревающихся приемо-передающих модулей активных фазированных антенных решеток (ППМ АФАР), с учетом действующего внутри каналов гидростатического давления, геометрии сечений каналов и зазоров между охлаждаемыми модулями. Решение контактной задачи для цилиндрической не осесимметричной оболочки сведено к решению задачи о деформациях балки единичной ширины (контура поперечного сечения) для случая плоского деформированного состояния. Решение получено в неявном виде – ширина зоны контакта определяется, как корень полинома шестой степени. Исследована зависимость ширины зоны контакта от геометрических параметров модели (зазоров, размеров сечения) и действующего давления.

Ключевые слова:

каналы охлаждения, оболочка плоскоовального поперечного сечения, ширина зоны контакта, системы терморегулирования

Библиографический список

  1. Крахин О.И., Радченко В.П., Венценосцев Д.Л. Методы создания системы отвода тепла теплонагруженных частей ФАР // Радиотехника. 2011. № 10. С. 88 – 94.

  2. Токмаков Д.И. Проблемы создания системы охлаждения активной фазированной антенной решетки сантиметрового диапазона // Труды МАИ. 2013. № 68. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=41993

  3. Бабайцев А.В., Рабинский Л.Н., Радченко В.П., Венценосцев Д.Л. Оценка прочности и выбор оптимальной формы поперечного сечения тонкостенных металлических трубок системы охлаждения АФАР // Технология металлов. 2017. № 10. С. 38 – 46.

  4. Бабайцев А.В., Венценосцев Д.Л., Рабинский Л.Н., Радченко В.П. Оценка тепловых режимов приемопередающего модуля активной фазированной антенной решетки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 9 (1). C. 365 – 374.

  5. Григолюк Э.И., Толкачев В.М. Контактные задачи теории пластин и оболочек. – М.: Машиностроение, 1980. – 411 с.

  6. Григолюк Э.И., Шалашилин В.И. Проблемы нелинейного деформирования: метод продолжения решения по параметру. – М.: Наука, 1988. – 231 с.

  7. Власов В.З. Контактные задачи по теории оболочек и тонкостенных стержней // Известия АН СССР. 1949. № 6. С. 41 – 45.

  8. Моссаковский Г. и др. Контактные задачи теории оболочек и стержней. – М.: Машиностроение, 1978. – 248 с.

  9. Лавендел Э.Э. Расчет резинотехнических изделий. Машиностроение. – М.: Машиностроение, 1976. – 232 с.

  10. Пелех Б.Л., Сухорольский М.А. Контактные задачи теории упругих анизотропных оболочек. – Киев: Наукова думка, 1980. – 214 с.

  11. Кантор Б.Я. Контактные задачи нелинейной теории оболочек вращения. – Киев: Наукова думка, 1990. – 136 с.

  12. Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В., Федотенков Г.В. Плоская задача о вертикальном ударе цилиндрической оболочки по упругому полупространству // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. 2000. № 5. С. 151 – 158.

  13. Михайлова Е.Ю., Тарлаковский Д.В., Федотенков Г.В. Нестационарный контакт сферической оболочки и упругого полупространства // Труды МАИ. 2014. № 78. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=53499

  14. Тарлаковский Д. В., Федотенков Г. В. Двумерный нестационарный контакт упругих цилиндрических или сферических оболочек // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2014. № 2. С. 69 – 76.

  15. Christopher R.A., Essenburg F. The contact of axisymmetric cylindrical shells with smooth rigid surfaces // Developments in Mechanics: Proceedings of the Twelfth Midwestern Mechanics Conference, 1971, vol. 6, pp. 773.

  16. Kulkarni S.V., Frederick D. On the adhesive contact of two coaxial cylindrical shells // Journal of Applied Mechanics, 1974, vol. 41(2), pp. 477 – 483.

  17. Alexandrov S., Jeng Y.R., Lomakin E. An exact semi-analytic solution for residual stresses and strains within a thin hollow disc of pressure sensitive material subject to thermal loading // Meccanica, 2014, vol. 49(4), pp. 775 – 794.

  18. Kitching R., Houlston R., Johnson W. A theoretical and experimental study of hemispherical shells subjected to axial loads between flat plates // International Journal of Mechanical Sciences, 1975, vol. 17(11–12), pp. 693 – 694, doi 10.1016/0020-7403(75)90072-7

  19. Updike D.P., Kalnins A. Contact pressure between an elastic spherical shell and a rigid plate // Journal of Applied Mechanics, 1972, vol. 39(4), pp. 1110 – 1114, doi 10.1115/1.3422838

  20. Essenburg F. On surface constraint in plate problems // Journal of Applied Mechanics of ASME, 1962, vol. 29(2), pp. 340 – 344, doi 1115/1.3640552

  21. Long R., Shull K.R., Hui C.Y. Large deformation adhesive contact mechanics of circular membranes with a flat rigid substrate // Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2010, vol. 58(9), pp. 1225 – 1242, doi 10.1016/j.jmps.2010.06.007

  22. Srivastava A., Hui C.Y. Large deformation contact mechanics of long rectangular membranes. I. Adhesionless contact // Proceedings of the Royal Society of London Series A, 2013, 469:20130, 424, doi 10.1098/rspa.2013.0424

  23. Patil A., DasGupta A. Constrained inflation of a stretched hyperelastic membrane inside an elastic cone // Meccanica, 2015, vol. 50(6), pp. 1495 – 1508.

  24. Новожилов В.В. Теория тонких оболочек. – СПб.: Изд-во Санкт Петербургского университета, 2010. – 380 с.

  25. Axelrad E.L. Theory of Flexible Shells // North-Holland Series in Applied Mathematics and Mechanics, 1987, vol. 28: available at: https://www.elsevier.com/books/theory-of-flexible-shells/axelrad/978-0-444-87954-7

  26. Soldatos K.P. Mechanics of cylindrical shells with non-circular cross-section: A survey // Applied Mechanics Reviews, 1999, vol. 52(8), pp. 237 – 274, doi 10.1115/1.3098937

  27. Kumar A, Patel BP (2017) Nonlinear dynamic response of elliptical cylindrical shell under harmonic excitation // International Journal of Non-Linear Mechanics, 2017, vol. 98(1), pp. 102 – 113, doi 10.1016/j.ijnonlinmec.2017.10.008

  28. Ibrahim S.M., Patel B.P., Nath Y. On the nonlinear dynamics of oval cylindrical shells // Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2010, vol. 5(6), pp. 887 – 908, doi I 10.2140/jomms.2010.5.887

  29. Vaziri A. Mechanics of highly deformed elastic shells // Thin-Walled Structures, 2009, vol. 47(6-7), pp. 692 – 700, doi 10.1016/j.tws.2008.11.009

  30. Феодосьев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов. – М.: Наука, 1967. – 376.

  31. Kim J.H., Ahn Y.J., Jang Y.H., Barber J.R. Contact problems involving beams // International Journal of Solids and Structures, 2014, vol. 51 (25-26), pp. 4435 – 4439.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход