Obrabotka Metallov. 2017 no. 3(76)

OBRABOTKAMETALLOV № 3 (76) 2017 35 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Введение Для контроля прочности тяг рулевого устрой- ства самолета (рис. 1) согласно действующим на предприятии техническим условиям приме- Динамическая потеря устойчивости тяги рулевого устройства самолета при технологических испытаниях Владимир Атапин 1, a,* 1 Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия a http://orcid.org/0000-0002-5030-6054 , atapin.49@mail.ru ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 519.6:621.9.06 История статьи : Поступила: 07 марта 2017 Рецензирование: 15 мая 2017 Принята к печати: 25 июля 2017 Доступно онлайн: 15 сентября 2017 Ключевые слова : Моделирование Динамическая потеря устойчивости Уравнение Матье Диаграмма Айнса-Стретта Тяга рулевого устройства АННОТАЦИЯ Для технологического контроля прочности тяги рулевого устройства самолета применяют выборочные разрушающие испытания готовых изделий при статической и повторно-статической осевой нагрузке. Для уменьшения времени и применения неразрушающих методов контроля тяги испытывают на установке, имеющей двухмассовую колебательную систему. Колебательная система состоит из тяги постоянного поперечного сечения с двумя одинаковыми концевыми гру- зами и подвешена на тонкой стальной струне в вертикальном положении. В тяге под воздействи- ем переменной продольной силы P ( t ) = P cos Ω t создаются резонансные продольные колебания, имеющие место в реальных условиях эксплуатации. Продольные колебания тяги реализуются по второй собственной форме. Первая собственная форма колебаний соответствует движению тяги с грузами как жесткого целого и не представляет практического интереса. Эксперименты по- казали, что при продольных колебаниях существует потеря устойчивости тяги в форме параме- трического резонанса. В этом случае кроме продольных колебаний дополнительно появляются поперечные (изгибные) колебания. Представляет интерес определение условий возникновения параметрического резонанса тяги рулевого устройства самолета в процессе технологических ис- пытаний. Аналитическое решение задачи приводит к уравнению Матье, результаты решения ко- торого для различных комбинаций коэффициентов уравнения представляются в виде диаграммы Айнса-Стретта. Расчет тяги с размерами D×d×l = 35×32×1200 (мм) по уравнению Матье пока- зал, что при рабочих напряжениях 10 МПа тяга работает в зоне динамической неустойчивости. Этот факт подтвержден экспериментально. Эксперимент с короткой тягой, имеющей размеры D×d×l = 25×22×600 (мм), показал, что тяга испытывает продольные колебания без поперечных колебаний до напряжений 68 МПа. Таким образом, для коротких тяг имеется больший диапазон рабочих напряжений на данной экспериментальной установке. Уравнение Матье справедливо для всех типоразмеров тяг. Уравнение позволяет определять такие параметры колебательной си- стемы, при которых тяга будет испытывать только продольные колебания, адекватные для рабо- ты тяги в реальных условиях. Для цитирования: Атапин В.Г. Динамическая потеря устойчивости тяги рулевого устройства самолета при технологических испытаниях // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2017. – № 3 (76). – С. 35–41. – doi: 10.17212/1994- 6309-2017-3-35-41. ______ *Адрес для переписки Атапин Владимир Григорьевич , д.т.н., профессор Новосибирский государственный технический университет пр. К. Маркса, 20, 630073, г. Новосибирск, Россия Тел.: 8 (383) 346-17-77 , e-mail: atapin.49@mail.ru няются выборочные разрушающие испытания готовых изделий при статической и повторно- статической (циклической) нагрузке по схеме, изображенной на рис. 2. Циклическая нагрузка при испытании плавно увеличивается от нуля до значения P max = 0,5 P расчет в соответствии с гра- фиком, приведенным на рис. 2. Здесь P расчет = = σ в / А , где σ в – предел прочности материала тяги; А – площадь поперечного сечения тяги. Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2017 № 3(76) с. 35–41 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2017-3-35-41 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov