Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор литературы, посвященной расчету на прочность камер жидкостных ракетных двигателей 12
1.1. Упрощенные расчеты и экспериментальные исследования 14
1.2. Разработка численных методик для оценки прочности камер сгорания 15
1.3. Новые требования к перспективным расчетным моделям в связи с появлением многоразовых ракетных двигателей 18
1.4. Проблема трехмерных расчетов 26
1.5. Инновационный двигатель с кислородным охлаждением 32
1.5.1. История создания двигателя с кислородным охлаждением 33
1.6. Выводы по главе 1 43
ГЛАВА 2. Методы оценки прочности камеры сгорания и сопловой части жрд и их основные соотношения 44
2.1. Оценка несущей способности цилиндрической оболочки камеры сгорания 45
2.1.1. Оценка несущей способности цилиндрической оболочки камеры сгорания без учета осевой силы 46
2.1.2. Оценка несущей способности цилиндрической оболочки камеры сгорания с учетом осевой силы
2.2. Последовательное квадратичное программирование с ограничениями. 52
2.3. Метод конечных элементов 53
2.3.1. Стационарная задача теплопроводности. Разрешающее уравнение МКЭ. 53
2.4. Метод подконструкций (подмоделей) 61
2.5. Циклическая симметрия 62
2.6. Выводы по главе 2 64 Стр.
ГЛАВА 3. Методика численного моделирования для оценки прочности камеры сгорания и сопловой части ЖРД 65
3.1. Выбор оптимальных геометрических параметров ребер и каналов охлаждения 67
3.1.1. Поиск рациональных значений геометрических параметров тракта охлаждения плоской модели 67
3.1.2. Поиск рациональных значений геометрических параметров тракта охлаждения 3-D модели 72
3.2. Уточненный поверочный расчет методом подконструкций 74
3.2.1. Расчет коэффициентов анизотропии 77
3.2.2. Этап расчета по схеме осесимметричной оболочки 83
3.2.3. Этап расчета подконструкций 84
3.3. Программный комплекс ANSYS 84
3.3.1. Типы конечных элементов 85
3.4. Выводы по главе 3 87
ГЛАВА 4. Проверка достоверности результатов 89
4.1. Сравнение результатов, полученных по разработанной методике математического моделирования с результатами, полученными по методике В.И. Феодосьева 89
4.1.1. Оценка несущей способности цилиндрической оболочки камеры сгорания 89
4.1.2. Оценка несущей способности цилиндрической оболочки камеры сгорания с высокими температурными градиентами
4.2. Сравнение результатов, полученных на разных конечно-элементных сетках 96
4.3. Выводы по главе 4 98 Стр.
ГЛАВА 5. Расчет напряженно-деформированного состояния опытного образца камеры сгорания и сопловой части многофункционального маршевого двигателя с кислородным охлаждением 99
5.1. Постановка задачи 99
5.2. Исходные данные для расчета НДС оболочки камеры ЖРД
5.2.1. Геометрия камеры и свойства материалов 101
5.2.2. Граничные условия на перемещения 102
5.2.3. Температурное состояние камеры 102
5.2.4. Давление газа и охладителя 102
5.3. Выбор оптимальных параметров 103
5.3.1. Поиск рациональных значений геометрических параметров тракта охлаждения плоской модели 103
5.3.2. Поиск рациональных значений геометрических параметров тракта охлаждения 3-D модели 104
5.4. Уточненный поверочный расчет 110
5.4.1. Расчет коэффициентов анизотропии 111
5.4.2. Упрощенная схема осесимметричной оболочки. Определение перемещений 117
5.4.3. Расчет подконструкций 126
5.5. Выводы по главе 5 146
Выводы и заключение по диссертационной работе 148
Список литературы 149
