UDK 621.45.018.2 Doi: 10.31772/2712-8970-2022-23-1-54-63
Анализ напряженно-деформированного состояния призматической опоры рычажно-градуировочного устройства стенда испытаний ЖРД
Бегишев А. М., Журавлев В. Ю., Назаров В. П., Торгашин А. С.
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева; Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Силоизмерительное устройство (СИУ) является частью стендовой системы измерения усилий, необходимое для прямого измерения тяги ракетного двигателя в процессе огневого испытания. Одним из распространенных типов градуировочных систем СИУ является рычажное градуировочное устройство (РГУ). Простота кинематической схемы стала одним из главных преимуществ ее использования в качестве градуировочной системы. Наряду с этим, недостатки данной схемы концентрируются в опорных элементах системы ее рычагов, поскольку именно износ опор приводит к накапливанию систематической погрешности всей системы с пропорциональным ухудшением точности процесса силоизмерения. Целью работы было провести анализ особенностей призматических опор, использующихся в составе РГУ СИУ, а также смоделировать напряженно-деформированное состояние модели реальной призматической опоры, эксплуатируемой в существующей силоизмерительной системе. В работе рассмотрены наиболее близкие теоритические сведения, связанные с расчетом распределения напряжений в клине и полуплоскости в соответствии с плоской задачей теории упругости. Проведены подбор механических свойств материалов в зависимости от известных показателей твердости и моделирование контактной задачи в заданной призматической опоре, в зависимости от угла наклона призмы по отношению к подушке, с помощью статического анализа программного пакета Solidworks Simulation. Приведены результаты расчета, сделаны выводы по проделанной работе.
Ключевые слова: испытательный стенд ЖРД, силоизмерительное устройство, призматическая опора, система Solidworks Simulation, статический анализ напряженного состояния.
References

1.  Галеев А. Г Основы устройства испытательных стендов для отработки жидкостных ракетных двигателей и двигательных установок : руководство для инженеров-испытателей. Пересвет : Изд-во ФКП “НИЦ РКП”, 2010. 178 с.

2.  Методология экспериментальной отработки ЖРД и ДУ, основы проведения испытаний
и устройства испытательных стендов: монография / Г. А. Галеев, В. Н. Иванов, А. В. Катенин и др. Киров : МЦНИП, 2015. 436 с.

3.  Kleckers T., Dr. A. Schaefer Force Calibration with Build Up Systems // 18th International Congress of Metrology, 2017, DOI: 10.1051/metrology/201714009.

4.  Колымагин А. Н., Медведев В. К. Учет влияния жесткости связей силоизмерительного устройства при измерении тяги ЖРД на огневом стенде // Тр. НПО Энергомаш им. акад. Глушко. 2012. С. 286–289.

5.   Веселов А. В. Модернизация тягоизмерительного устройства на испытательных стендах жидкостных ракетных двигателей // Решетневские чтения : материалы XXII Междунар. науч. практ. конф. (12–16 ноября 2018, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ;
СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2018. С. 198–200.

6.  Прочность, устойчивость, колебания : справочник. В 3 т. Т. 1. / И. А. Биргер, Я. Г. Пановко и др. М. : Машиностроение, 1968. 821 с.

7.  Семенов Д. Л. Решения задач теории упругости, используемые для оценки контактной прочности и жесткости деталей машин // Тр. Одесского политех. ун-та, 2007. С. 13–18.

8.  Нахатакян Ф. Г. Решение плоской контактной задачи теории упругости с помощью модели упругого полупространства // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2011. С. 63–67.

9.  Марочник сталей и сплавов : 2-е изд., исправл. и доп. / А. С. Зубченко, М. М. Колосков, Ю. В. Каширский и др. М. : Машиностроение, 2003. 784 с.

10.  Стоев П. И., Мощенок В. И. Определение механических свойств металлов и сплавов по твердости // Вестник Харьковского нац. ун-та им. В. Н. Каразина. 2003. Т. 601, № 2. С. 106.

11.  Марковец М. П. Определение механических свойств металлов по твердости. М. : Машиностроение, 1979. 191 с.

12.  Душин И. Ф., Маскайкина С. Е., Полуешина Н. И. Прочностной расчет корпуса шестеренного насоса с использованием SolidWorks Simulation // Вестник Мордовского ун-та. 2014.
№ 1–2. С. 154–160.

13.  Гадиев Д. А. Оптимизация конструктивных особенностей с использованием Solidworks // Научно-практические исследования. 2020. № 1–4. С. 27–31.

14.  Зеньков Е. В. Оценка напряженного состояния и усталостной долговечности призматического образца на основе численного моделирования // Вестник Иркутского гос. тех. ун-та. 2013. № 5(76). С. 32–38.

15.  Бегишев А. М., Журавлев В. Ю., Торгашин А. С. Особенности и возможный путь модернизации силоизмерительных устройств испытательных стендов жидкостных ракетных двигателей // Сибирский журнал науки и технологий. 2020. Т. 21, № 1. С. 62–70.


Бегишев Алексей Михайлович – аспирант; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева. Е-mail: alex-beg95@mail.ru.

Журавлев Виктор Юрьевич – кандидат технических наук, профессор кафедры двигателей летательных аппаратов; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева. Е-mail: vz@sibsau.ru.

Назаров Владимир Павловичкандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой двигателей летательных аппаратов; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика
М. Ф. Решетнева. Е-mail: Dla@sibsau.ru.

Торгашин Анатолий Сергеевич – аспирант; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева. Е-mail: ttarg23@gmail.com.


  Анализ напряженно-деформированного состояния призматической опоры рычажно-градуировочного устройства стенда испытаний ЖРД