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 Павлович – кандидат 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