RU2620782C1 - Testing method of cowl ceramic shells - Google Patents

Testing method of cowl ceramic shells Download PDF

Info

Publication number
RU2620782C1
RU2620782C1 RU2016115133A RU2016115133A RU2620782C1 RU 2620782 C1 RU2620782 C1 RU 2620782C1 RU 2016115133 A RU2016115133 A RU 2016115133A RU 2016115133 A RU2016115133 A RU 2016115133A RU 2620782 C1 RU2620782 C1 RU 2620782C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
volume
ceramic
shells
fairing
Prior art date
Application number
RU2016115133A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Русин
Владимир Сергеевич Фетисов
Дмитрий Александрович Рогов
Валентина Владимировна Кирюшина
Александр Николаевич Хора
Original Assignee
Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" filed Critical Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина"
Priority to RU2016115133A priority Critical patent/RU2620782C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620782C1 publication Critical patent/RU2620782C1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12—Pressure testing

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: testing equipment.
SUBSTANCE: static load application is carried out by the camera of an elastic material, placed inside the test membrane to the most intense shell zone defined by predetermined loading conditions, and calculating the volume of material stress calculation methods of this zone. The strained volume of the shell material during ground tests as part of the fairing using the general theory of equations rotation shells or approximate numerical methods is calculated in accordance with the set ground test modes of ceramic membranes in the cowls. Given the calculated voltage value, volumes of tensile stress equivalent to tensile stresses in the stressed volume of the shell material during loading radome operational load is determined, and it is determined by the maximum permissible pressure for a given probability of non-destruction ceramic shell.
EFFECT: increase of reliability of compliance test results for assessing the strength of the ceramic shells when loading the internal pressure in intermediate operations of manufacturing radomes results ground testing of ceramic membranes composed fairings through the use of sound calculation method for establishing the level of applied pressure, taking into account the conditions of loading fairings operational loads and efficiency of test results and improve the accuracy assessment of their bearing capacity.

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки и исследования прочности керамических оболочек при наземных испытаниях в составе обтекателей.The invention relates to testing equipment and can be used to assess and study the strength of ceramic shells during ground tests in the fairings.

Известен способ испытания оболочечных конструкций, в частности металлических труб, на прочность и герметичность, предусматривающий гидростатическое нагружение их внутренним давлением, причем величина пробного давления определяется в зависимости от диаметра и толщины стенки трубы (ГОСТ 3847-75. Трубы металлические. Методы испытания гидравлическим давлением). Известен способ испытаний цилиндрических оболочек, нагруженных внешним давлением, в котором равномерное распределение нагрузки по всей внешней поверхности испытуемой конструкции достигается тем, что нагружение осуществляют с помощью камеры из эластичного материала, имеющей торовое сечение (Авт.свид. СССР №324538, МКИ G01М 19/00, БИ №2, 1972). Известен способ испытания оболочек, включающий приложение статической нагрузки, равномерно распределенной по поверхности испытуемой оболочки с помощью камеры из эластичного материала, имеющей торовое сечение и соединенной с источником давления. Камеру помещают внутрь испытуемой оболочки и наполняют рабочим веществом до получения требуемой величины статической нагрузки (Патент RU 2242739, МПК G01N 3/12, публикация патента: 20.12.2004, Способ испытания оболочек и устройство для его осуществления).A known method of testing shell structures, in particular metal pipes, for strength and tightness, providing for hydrostatic loading by internal pressure, and the magnitude of the test pressure is determined depending on the diameter and wall thickness of the pipe (GOST 3847-75. Metal pipes. Test methods for hydraulic pressure) . A known method of testing cylindrical shells loaded with external pressure, in which a uniform distribution of the load on the entire outer surface of the test structure is achieved by loading using a camera made of elastic material having a torus cross section (Autosvid. USSR No. 324538, MKI G01M 19 / 00, BI No. 2, 1972). A known method of testing the shells, including the application of a static load uniformly distributed over the surface of the test shell using a chamber of elastic material having a torus cross section and connected to a pressure source. The chamber is placed inside the test shell and filled with a working substance until the required static load is obtained (Patent RU 2242739, IPC G01N 3/12, patent publication: 12/20/2004, Test method for shells and device for its implementation).

Однако эти способы не обеспечивают соответствия условий испытания характеру и величине задаваемых нагрузок при оценке прочности оболочек из керамики: хрупкого материала, на прочность которого существенное влияние оказывает масштабный фактор, и, следовательно, вносят определенную ошибку при оценке несущей способности оболочек.However, these methods do not ensure that the test conditions correspond to the nature and magnitude of the specified loads when assessing the strength of ceramic shells: a brittle material, the strength of which is significantly influenced by a scale factor, and, therefore, introduce a certain error in assessing the bearing capacity of the shells.

Задачей заявляемого изобретения является повышение достоверности соответствия результатов испытаний по оценке прочности керамических оболочек при нагружении внутренним давлением на промежуточных операциях изготовления обтекателей результатам наземных испытаниях керамических оболочек в составе обтекателей за счет использования обоснованного расчетного метода для установления уровня прикладываемого давления, учитывающего условия нагружения обтекателей эксплуатационными нагрузками и, таким образом, повышение эффективности результатов испытаний.The objective of the invention is to increase the reliability of the test results for assessing the strength of ceramic shells under internal pressure loading during intermediate cowl manufacturing operations to the results of ground tests of ceramic shells as a part of cowls by using a sound calculation method to establish the level of applied pressure that takes into account the conditions of loading of cowls with operational loads and thus increasing the efficiency of the cut ultat test.

Поставленная задача достигается тем, что в способе испытания керамических оболочек обтекателей давлением, включающем приложение статической нагрузки с помощью камеры из эластичного материала, помещенной внутрь испытуемой оболочки, к наиболее напряженной зоне оболочки, вычисление напряженного объема материала этой зоны расчетными методами, определяют, в соответствии с заданными режимами наземных испытаний керамических оболочек в составе обтекателей, напряженный объем материала оболочки при наземных испытаний с использованием уравнений общей теории оболочек вращения или приближенными численными методами, определяют величину растягивающих напряжений, эквивалентную растягивающим напряжениям в напряженном объеме материала оболочки при нагружении обтекателя эксплуатационной нагрузкойThis object is achieved by the fact that in the method for testing ceramic shells of fairings by pressure, which includes applying a static load using a chamber of elastic material placed inside the test shell to the most stressed zone of the shell, the calculation of the stress volume of the material of this zone by calculation methods is determined in accordance with given modes of ground tests of ceramic shells as part of fairings, the stress volume of the shell material during ground tests using equations eny general theory rotation shells or approximate numerical methods, determine the magnitude of tensile stress equivalent to tensile stresses in the stressed volume of the shell material during loading radome operational load

Figure 00000001
Figure 00000001

где σр - максимальное значение растягивающих напряжений в напряженном объеме материала оболочки при нагружении обтекателя эксплуатационной нагрузкой; Veƒ - напряженный объем материала оболочки; Vэкв - напряженный объем материала оболочки при наземной отработке в составе обтекателя; m - модуль Вейбулла, и определяют предельно допустимое давление при заданной вероятности неразрушения керамической оболочкиwhere σ p is the maximum value of tensile stresses in the stressed volume of the shell material when the fairing is loaded with an operational load; V eƒ is the stress volume of the shell material; V eq is the stress volume of the shell material during surface mining as part of the fairing; m is the Weibull modulus, and the maximum allowable pressure is determined for a given probability of non-destruction of the ceramic shell

Figure 00000002
Figure 00000002

где r - радиус нейтрального сечения напряженного объема материала оболочки; h - толщина стенки оболочки в напряженной зоне; R a - заданная вероятность неразрушения керамической оболочки; Г(.) - гамма-функция.where r is the radius of the neutral section of the stressed volume of the shell material; h is the shell wall thickness in the stress zone; R a is the specified probability of non-destruction of the ceramic shell; G (.) - gamma function.

Сравнение заявляемого способа с прототипом показывает, что способ отличается от известного тем, что:Comparison of the proposed method with the prototype shows that the method differs from the known in that:

- при испытаниях керамических оболочек внутренним давлением в напряженном объеме материала оболочки создают растягивающие напряжения σэкв, эквивалентные растягивающим напряжением в напряженном объеме материала оболочки при нагружении эксплуатационной нагрузкой в составе обтекателя при наземных испытаниях, вычисляемые по соответствующему выражению с учетом этих напряженных объемов;- when tested ceramic membranes by internal pressure in the stressed volume of the shell material creates tensile stresses σ eq equivalent tensile stress in the stressed volume of the shell material during loading of the operational load in the composition of the fairing during ground testing, calculated by the corresponding expression with these strained volume;

- прикладываемое при испытании керамических оболочек давление определяют по соответствующему выражению с учетом уровня σэкв и заданной вероятности их неразрушения.- the pressure applied during the test of ceramic shells is determined by the corresponding expression, taking into account the level of σ equiv and the given probability of their non-destruction.

При изучении других технических решений в данной области техники установлено, что данные признаки ранее не встречались, таким образом, вся совокупность признаков заявляемого способа является новой, и он соответствует критерию изобретения «новизна».In the study of other technical solutions in the art it was found that these signs have not previously been encountered, thus, the entire set of features of the proposed method is new, and it meets the criteria of the invention of "novelty."

Именно наличие вышеназванных отличительных признаков обеспечивает достижение указанного технического результата изобретения - повышение достоверности соответствия результатов испытаний по оценке прочности керамических оболочек при нагружении внутренним давлением результатам наземных испытаний керамических оболочек в составе обтекателей и, следовательно, обеспечивает повышение эффективности результатов испытаний, в результате чего повышается точность оценки их несущей способности. Таким образом, заявляемое техническое решение - способ соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень».It is the presence of the above distinguishing features that ensures the achievement of the indicated technical result of the invention - improving the reliability of the test results for assessing the strength of ceramic shells when loaded with internal pressure to the results of ground-based tests of ceramic shells in the fairings and, therefore, improves the efficiency of test results, thereby increasing the accuracy of the assessment their bearing capacity. Thus, the claimed technical solution - the method meets the criteria of the invention "inventive step".

Предлагаемый способ испытания может найти применение в процессе производства и при проведении опытно-конструкторских работ, для оценки, исследования и моделирования прочностной надежности керамических оболочек при приложении к ним нагрузок эквивалентных эксплуатационным нагрузкам при наземных испытаниях в составе обтекателей.The proposed test method can be used in the production process and during experimental design work to assess, study and simulate the strength reliability of ceramic shells when applied to them loads equivalent to operational loads during ground tests as part of fairings.

Claims (5)

Способ испытания керамических оболочек обтекателей давлением, включающий приложение статической нагрузки с помощью камеры из эластичного материала, помещенной внутрь испытуемой оболочки, к наиболее напряженной зоне оболочки, определяемой заданными условиями нагружения, вычисление напряженного объема материала этой зоны расчетными методами, отличающийся тем, что в соответствии с заданными режимами наземных испытаний керамических оболочек в составе обтекателей вычисляют напряженный объем материала оболочки при наземных испытаниях в составе обтекателя с использованием уравнений общей теории оболочек вращения или приближенными численными методами, определяют величину растягивающих напряжений, эквивалентную растягивающим напряжениям в напряженном объеме материала оболочки при нагружении обтекателя эксплуатационной нагрузкойA method for testing ceramic fairing shells with pressure, including applying a static load using a chamber of elastic material placed inside the test shell to the most stressed zone of the shell determined by the specified loading conditions, calculating the stress volume of the material of this zone by calculation methods, characterized in that in accordance with the specified modes of ground tests of ceramic shells in the composition of the fairings calculate the stress volume of the shell material during ground tests in the structure of the fairing, using the equations of the general theory of shells of revolution or approximate numerical methods, determine the magnitude of tensile stresses equivalent to tensile stresses in the stressed volume of the shell material when the fairing is loaded with operational load
Figure 00000003
Figure 00000003
 где σр - максимальное значение растягивающих напряжений в напряженном объеме материала оболочки при нагружении обтекателя эксплуатационной нагрузкой;
Figure 00000004
- напряженный объем материала оболочки; Vэкв - напряженный объем материала оболочки при наземных испытаниях в составе обтекателя; m - модуль Вейбулла, и определяют предельно допустимое давление при заданной вероятности неразрушения керамической оболочкиwhere σ p is the maximum value of tensile stresses in the stressed volume of the shell material when the fairing is loaded with an operational load;
Figure 00000004
- the stress volume of the shell material; V eq is the stress volume of the shell material during ground tests in the fairing; m is the Weibull modulus, and the maximum allowable pressure is determined for a given probability of non-destruction of the ceramic shell
Figure 00000005
Figure 00000005
 где r - радиус нейтрального сечения напряженного объема материала оболочки; h - толщина стенки оболочки в напряженной зоне; Ra - заданная вероятность неразрушения керамической оболочки; Г(.) - гамма-функция.where r is the radius of the neutral section of the stressed volume of the shell material; h is the shell wall thickness in the stress zone; R a is the specified probability of non-destruction of the ceramic shell; G (.) - gamma function.
RU2016115133A 2016-04-19 2016-04-19 Testing method of cowl ceramic shells RU2620782C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115133A RU2620782C1 (en) 2016-04-19 2016-04-19 Testing method of cowl ceramic shells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115133A RU2620782C1 (en) 2016-04-19 2016-04-19 Testing method of cowl ceramic shells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620782C1 true RU2620782C1 (en) 2017-05-29

Family

ID=59032435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115133A RU2620782C1 (en) 2016-04-19 2016-04-19 Testing method of cowl ceramic shells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620782C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654320C1 (en) * 2017-05-30 2018-05-17 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Method for testing the strength of the fairings made of brittle materials
CN108061689A (en) * 2017-11-29 2018-05-22 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 A kind of basic load loading method of deep camber radome

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515294A (en) * 1994-06-10 1996-05-07 L & P Property Management Company Method and apparatus for testing coiled materials
RU2249196C1 (en) * 2003-06-30 2005-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Method of strength testing of shell of revolution
RU2466371C2 (en) * 2011-02-09 2012-11-10 Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Method of inspecting connection of ceramic cowling
RU2580265C1 (en) * 2014-09-30 2016-04-10 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" Method of testing fairings of fragile materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515294A (en) * 1994-06-10 1996-05-07 L & P Property Management Company Method and apparatus for testing coiled materials
RU2249196C1 (en) * 2003-06-30 2005-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Method of strength testing of shell of revolution
RU2466371C2 (en) * 2011-02-09 2012-11-10 Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Method of inspecting connection of ceramic cowling
RU2580265C1 (en) * 2014-09-30 2016-04-10 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" Method of testing fairings of fragile materials

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654320C1 (en) * 2017-05-30 2018-05-17 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Method for testing the strength of the fairings made of brittle materials
CN108061689A (en) * 2017-11-29 2018-05-22 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 A kind of basic load loading method of deep camber radome

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhao et al. Energy conversion of rocks in process of unloading confining pressure under different unloading paths
Cai et al. Residual ultimate strength of offshore metallic pipelines with structural damage–a literature review
Alashti et al. Experimental and numerical investigation of ductile damage effect on load bearing capacity of a dented API XB pipe subjected to internal pressure
RU2582911C1 (en) Method of testing pipe steels for stress corrosion cracking
CN104849153B (en) A kind of test device of underground space spallation strength and the application of the device
Netto On the effect of narrow and long corrosion defects on the collapse pressure of pipelines
CN104568572B (en) Method for measuring complete stress-strain process material parameters by using hydrostatic pressure unloading process
Poberezhnyi et al. Corrosive and mechanical degradation of pipelines in acid soils
RU2620782C1 (en) Testing method of cowl ceramic shells
Vu et al. Strain measurements on porous concrete samples for triaxial compression and extension tests under very high confinement
Charpin et al. EDF study of 10-year concrete creep under unidirectional and biaxial loading: Evolution of the poisson coefficient under sealed and unsealed conditions
Zeng et al. Effects of size parameters of stepwise corrosion pit on stress concentration of steel and its computation model establishment
US3541845A (en) Method for testing the strength of the material of cast structures,particularly concrete structures
RU2614920C1 (en) Method of strength control of ceramic shells of solid revolution type
RU2695344C1 (en) Method of determining fire resistance of pipe concrete column of building
RU2439530C1 (en) Method for determining mechanical stresses in steel structures
Gao et al. Bending capacity of corroded pipeline subjected to internal pressure and axial loadings
RU2756992C1 (en) Method for testing structural materials under dynamic influence and device for its implementation
RU2242739C2 (en) Method and device for testing shells
Islamovic et al. Determination of stress-strain state on elements of cylindrical tank structure
Kim et al. Evaluation and prediction of physical properties of pressure grouting using laboratory testing and elastic wave velocity
RU2560149C1 (en) Testing device of soils for triaxial compression
Zaytsev Improving methods of assessment of a stress state of structures according to the results of coercive measurements
RU2722333C1 (en) Method of determining mechanical stress in a steel pipe
Sasaki et al. Comparison of piezoelectric limit sensors with FEM analysis results of compression failure of brick masonry specimens