Введение
1 Основные требования и критерии прочности композитных конструкций для перспективных летательных аппаратов 26
1.1 Основные критические особенности современных слоистых композиционных материалов 26
1.2 Рациональные силовые элементы на основе слоистых структур 32
1.3 Влияние конструктивно-силовой схемы на прочностные характеристики композитных конструкций 37
1.4 Особенности напряженно-деформированного состояния композитных конструкций при наличии нерегулярностей 44
1.5 Выбор простых и надежных критериев прочности для комплексного анализа прочности высоконагруженных композитных и металло-композитных авиаконструкций 47
2 Многоуровневая методика и алгоритм комплексной оценки прочности высоконагруженных композитных конструкций с традиционными и нетрадиционными конструктивно-силовыми схемами 50
2.1 Основные требования к оценке прочности высоконагруженных композитных конструкций планера 50
2.2 Формирование основных принципов многоуровневого подхода к комплексному решению задач прочности конструкции планера
2.2.1 Выбор основных уровней детализации конструкции планера 55
2.2.2 Принцип вложенности расчетных конечно-элементных моделей в рамках специализированной базы данных 56
2.2.3 Алгоритм параллельного анализа прочности с использованием конечно-элементных и аналитических расчетных моделей 57
2.2.4 Принцип глобальной параметризации для создания универсальных многоуровневых прочностных конечно-элементных моделей 59
2.3 Использование специализированной базы данных проектных параметров летательного аппарата для снижения трудоемкости вычислительных процедур оценки прочности конструкций с нетрадиционными конструктивно-силовыми схемами 59
2.3.1 Уровень 1 – «Геометрическая» модель 61
2.3.2 Уровень 2 – «Массово-инерционная» модель 64
2.3.3 Уровень 3 – «Технологическая» модель 67
2.3.4 Уровень 4 – «Прочностная» модель 72
2.4 Программная реализация многоуровневого алгоритма комплексной оценки прочности и устойчивости 78
3 Исследование эффективности и точности многоуровневого алгоритма оценки прочности композитных конструкций на начальном этапе проектирования 88
3.1 Обеспечение необходимой точности моделирования для прочностных расчетных моделей 88
3.2 Оценка эффективности многоуровневого алгоритма по снижению трудозатрат 91
3.3 Сравнительный анализ результатов прочностных исследований в рамках многоуровневого алгоритма и других методик оценки прочности 97
4 Исследование конструктивно-силовых схем и прочности перспективных конструкций летательных аппаратов на основе многоуровневого подхода 100
4.1 Комплексная оценка прочности альтернативных конструкций фюзеляжа гражданского самолета в классе среднемагистральных воздушных судов 100
4.2 Оценка влияния нелинейных деформаций на прочностные характеристики плоских панелей гермокабины для альтернативных конструктивно-силовых схем планера самолета в схеме «Летающее крыло» 104
4.3 Оценка влияния геометрических параметров на вес силовой конструкции волнообразного центроплана для металло-композитной конструкции перспективного беспилотного летательного аппарата с крылом сверхбольшого удлинения 107
4.4 Комплексная оценка альтернативных конструкций композитного кессона крыла с учетом ограничения по эффективности элеронов 111
4.5 Определение критических параметров нагружения конструкции отделяемой части ракеты-носителя при ее движении на участках траектории между точками старта, разделения и падения 115
Заключение 123
Список литературы
