ивоградовые ракеты, отработка которых требует решения проблем достижения экологической чистоты, высокой эксплуатационной надёжности и т.д. Стремление сообщить ракете высокие лётные качества и одновременно обеспечить необходимую эффективность налагает ряд особых требований к конструкции. Наиболее простым решением являются варианты изделия вкладного бесканального, скреплённого по переднему торцу, или сочетание первого с частично скреплённым канальным блоком.

Прочностная отработка таких изделий связана с решением контактной задачи теории упругости численными методами. В МКЭ контактное взаимодействие реализуется через совмещающиеся узлы элементов, расположенных на границе контактирующих тел [1,2]. Для участков предполагаемого контакта проверяются граничные условия, сформулированные в форме нестрогих неравенств для нормальных напряжений и перемещений. В задаче с учётом трения условия для касательных напряжений записываются в виде: |st| £ - msn , что позволяет учесть два возможных состояния для точек границы, находящихся в контакте: полное сцепление (неравенство) и проскальзывание (равенство). С учётом граничных условий, налагаемых на перемещения и узловые силы, для каждой пары узлов предполагаемой зоны контакта взаимодействующих тел минимизация потенциальной энергии в виде принципа Геррманна приводит к системе линейных уравнений. При реализации алгоритма решения контактной задачи для исследованных вариантов конструкции изделия (скреплённых с передней крышкой моноблока и комбинированного из двух частей) необходимая точность достигается в результате выполнения 17-20 итераций.

Использование описанного способа решения контактной задачи для анализа НДС и оценки прочностной работоспособности изделий, скреплённых по переднему торцу, в т.ч. варианта противоградовой ракеты “Алан”, позволило более точно определить уровень напряжений и деформаций и выставить или скорректировать требования к физико-механическим характеристикам материалов.

 

1. Химмельблау Д. // Прикладное нелинейное программирование. М.: Наука,1966.С.707.

2. Барлам Д.М. // Решение контактной задачи теории упругости методом конечных элементов // Проблемы прочности, 1983, N4.С. 39-43.