Панельный флаттер вращающихся круговых оболочек, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа
Автор: Бочкарв Сергей Аркадьевич, Матвеенко Валерий Павлович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.1, 2008 года.
Бесплатный доступ
Для анализа панельного флаттера вращающихся круговых оболочек, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа, разработан конечно-элементный алгоритм, в котором принимается во внимание воздействие центробежных, кориолисовых и аэроупругих сил. Матрица геометрической жесткости, учитывающая влияние начального окружного усилия, вызванного центробежными силами, формируется в результате решения статической задачи. Аэродинамическое давление вычисляется по квазистатической аэродинамической теории. Представлены результаты решения задачи для оболочек с различными геометрическими параметрами и граничными условиями. Показано, что при определенных геометрических параметрах вращение оболочки приводит к снижению границы аэроупругой устойчивости.
Короткий адрес: https://sciup.org/14320433
IDR: 14320433
Panel flutter of rotating circular shells in a supersonic gas flow
A finite element algorithm for panel flutter analysis of rotating circular shells in a supersonic gas flow is developed. The algorithm takes into account the effects of centrifugal, Coriolis and aeroelastic forces. A geometric rigidity matrix evaluating the influence of the initial circumferential force caused by centrifugal forces is constructed during the solution of the static problem. Aerodynamic pressure is calculated using the quasi-static aerodynamic theory. The results of the solution to the problem of shells with varying geometric parameters and under different boundary conditions are given. It is shown that in the case of specific geometric parameters, the rotation of the shell leads to a decrease in the aeroelastic stability boundary.
Список литературы Панельный флаттер вращающихся круговых оболочек, обтекаемых сверхзвуковым потоком газа
- Новичков Ю.Н. Флаттер пластин и оболочек//Итоги науки и техники. Механика деформируемого твердого тела. -М.: Наука, 1978. -Т. 11. -С. 67-122.
- Bismarck-Nasr M.N. Finite Element Analysis of Aeroelasticity of Plates and Shells//Applied Mechanics Reviews. -1992. -V. 45, N. 12. -P. 461-482.
- Gulyaev V.I., Solov'ev I.L., Belova M.A. On Relationship Between Critical States and Frequencies of Natural Precession Vibrations of Conical Shells in Simple and Compound Rotations//Strength of Materials. -2004. -V. 36, N. 2. -P. 147-157.
- Алфутов Н.А., Зиновьев П. А., Попов В. Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. -М.: Машиностроение, 1984. -264с.
- Бочкарёв С.А., Матвеенко В.П. Решение задачи о панельном флаттере оболочечных конструкций методом конечных элементов//Математическое моделирование. -2002. -T. 14, № 12. -C. 55-71.
- Sivadas K.R. Vibration Analysis of Pre-Stressed Rotating Thick Circular Conical Shell//J. Sound Vibr. -1995. -V. 186, N. 1. -P. 99-109.
- Voss H. M. The Effect of an External Supersonic Flow on the Vibration Characteristics of Thin Cylindrical Shells//J. Aerospase Sciences. -1961. -V. 3. -P. 945-956.
- Уилкинсон Дж., Райнш К. Справочник алгоритмов на языке АЛГОЛ: Линейная алгебра. -М.: Машиностроение, 1976. -389с.
- Bismarck-Nasr M.N. Finite Element Method Applied to the Supersonic Flutter of Circular Cylindrical Shells//Int. J. Numer. Meth. Engng. -1976. -V. 10. -P. 423-435.
- Смирнов А.Л., Товстик П.Е. Качественное исследование динамики вращающихся оболочек вращения//Современные проблемы механики и авиации. -М.: Машиностроение, 1982. -С. 280-290.
