Последние статьи

Проанализировав лунные породы, которые, как сообщается в журнале Science, были доставлены...
Американские ученые провели компьютерное моделирование, показавшее, что спиралевидная структура...
24 октября 1960 года. Р-16. Байконур. "Первая ракета Р-16, именуемая "изделие 8К64", не покидая...

АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ, страница: 11 из 14

Критическую нагрузку, вызывающую потерю устойчивости многослойной обшивки, можно оценить, используя методы расчета однородных пластин и однослойных оболочек. Однако сравнительно небольшое сопротивление срезу материала легкого заполнителя заметно уменьшает величину критического напряжения, и этим эффектом нельзя пренебрегать. Потеря устойчивости многослойной конструкции обычно приводит к короблению или образованию складок на поверхности тонких несущих оболочек. На рис. 13 показаны два вида неустойчивости: симметричное вспучивание и перекос. Симметричное вспучивание возникает в случае большой толщины слоя с заполнителем, а перекос - в случае небольшой толщины такого слоя.


Рис. 13. ВИДЫ КОРОБЛЕНИЯ многослойных конструкций. а - симметричное выпучивание, б - перекос.

Критическое напряжение, вызывающее потерю устойчивости многослойной конструкции, сопровождаемую появлением обеих форм коробления поверхности, можно определить по формуле


где fкр - критическое значение напряжения для несущих слоев, Ef - модуль упругости материала несущего слоя, Ec - модуль упругости материала заполнителя, Gc - модуль сдвига материала заполнителя. В качестве примера рассмотрим многослойную конструкцию с несущими слоями из алюминиевого сплава и пористым заполнителем из ацетилцеллюлозного волокна. Модуль упругости алюминиевого сплава составляет приблизительно 70 000 МПа, а для материала заполнителя он равен 28 МПа. Модуль сдвига для материала заполнителя равен 14 МПа. 
Подставляя эти значения в формулу (5), найдем, что критическое значение напряжения для коробления равно 150 МПа. Отметим, что в соотношение (5) не входят геометрические характеристики панели. Следовательно, критическое напряжение не зависит от толщин несущих слоев и слоя с заполнителем. Единственной возможностью повысить несущую способность конструкции по отношению к короблению является использование заполнителя с лучшими механическими свойствами.

Другие типы толстостенных оболочек. После Второй мировой войны были разработаны и внедрены в производство различные модификации описанной выше первоначальной многослойной конструкции. На рис. 14 показана сотовая конструкция. В ней промежуточным слоем служит сотовый (ячеистый) заполнитель. На рис. 15 показан другой тип многослойной конструкции, в которой заполнителем является гофрированный алюминий. Эта конструкция, сходная с упаковочным картоном, характеризуется высокой жесткостью и устойчивостью, однако гофрированную ленту не следует соединять с несущими оболочками при помощи заклепок.


Рис. 14. СОТОВЫЙ ЗАПОЛНИТЕЛЬ в толстой обшивке. А - несущие слои из алюминиевого сплава; В - сотовый заполнитель из хлопковой ткани с синтетической пропиткой.