RU2710519C1 - Control method of thin-wall fiberglass shells - Google Patents

Control method of thin-wall fiberglass shells Download PDF

Info

Publication number
RU2710519C1
RU2710519C1 RU2019112069A RU2019112069A RU2710519C1 RU 2710519 C1 RU2710519 C1 RU 2710519C1 RU 2019112069 A RU2019112069 A RU 2019112069A RU 2019112069 A RU2019112069 A RU 2019112069A RU 2710519 C1 RU2710519 C1 RU 2710519C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
displacements
axis
pressure drop
creating
Prior art date
Application number
RU2019112069A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Семенович Райлян
Вадим Владимирович Афтаев
Александр Васильевич Терехин
Елена Анатольевна Тесленко
Петр Александрович Степанов
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 RU2019112069A priority Critical patent/RU2710519C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2710519C1 publication Critical patent/RU2710519C1/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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: test equipment.
SUBSTANCE: invention relates to ground testing of aircraft elements. Method of controlling thin-wall fiberglass shells involves measuring the surface of the shell by displacement sensors while rotating about its axis without creating a pressure drop and with creating a pressure drop, and the field of displacements of the shell surface is calculated from the difference in the readings of the sensors of movement of the surface of the shell when it rotates about its axis and displacements of the surface of the shell when it rotates about its axis with simultaneous creation of pressure drop along the wall of the shell.
EFFECT: technical result of claimed invention consists in improvement of measurement accuracy of displacements of shell surface at power loading.
1 cl

Description

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА).The invention relates to techniques for ground testing of elements of aircraft (LA).

Известны способы контроля прочности элементов летательных аппаратов при воздействии избыточного давления (Технология сборки и испытаний космических аппаратов. Учебник для высших учебных заведений. И.Т.Беляков, И.А.Зернов, Е.Г.Антонов и др., под общ. Ред. И.Т.Белякова и И.А.Зернова. – М.: Машиностроение, 1990. – 352с.:ил. С.150-152). В процессе контроля сборочные единицы летательного аппарата нагружают давлением величиной больше рабочего, а контроль прочности осуществляют по принципу «выдержал – не выдержал». Указанные cпособы не могут быть применены для контроля элементов ЛА с малым запасом прочности, так как при воздействии больших значений давления в них могут произойти необратимые изменения.Known methods for controlling the strength of the elements of aircraft under the influence of excess pressure (Technology for assembly and testing of spacecraft. Textbook for higher educational institutions. I.T.Belyakov, I.A. Zernov, E.G. Antonov and others, under the general ed. I.T. Belyakova and I.A. Zernov. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - 352s.: Ill. S.150-152). In the process of control, the assembly units of the aircraft are loaded with a pressure greater than the working one, and the strength control is carried out on the basis of the “sustained - not endured” principle. The indicated methods cannot be used to control aircraft components with a small margin of safety, since irreversible changes can occur when exposed to high pressure values.

Другим известным техническим решением является тензометрический метод испытания цилиндрических оболочек (Потапов А.И., Пеккер Ф.П. Неразрушающий контроль конструкций из композиционных материалов. Л., Машиностроение, 1977, с.192, с.103). Сущность метода заключается в том, что в цилиндрической оболочке, находящейся под действием внутреннего давления, деформации определяют в различных сечениях оболочки. По максимальным деформациям судят о прочности изделия, сравнивая параметры деформирования контролируемого изделия с эталонным образцом.Another well-known technical solution is the tensometric method for testing cylindrical shells (Potapov A.I., Pekker F.P. Non-destructive testing of structures made of composite materials. L., Engineering, 1977, p.192, p.103). The essence of the method lies in the fact that in a cylindrical shell under the influence of internal pressure, deformations are determined in various sections of the shell. The maximum deformations are used to judge the strength of the product by comparing the deformation parameters of the controlled product with a reference sample.

Основным недостатком этого метода является то, что для регистрации поля деформации требуется большое количество тензодатчиков, которые монтируются на исследуемую конструкцию. Как следствие этого факта, способ достаточно громоздкий и малопроизводителен, поэтому на его основе невозможно создать экспресс-методы для регистрации полей деформации поверхности оболочки для оценки напряженно-деформированного состояния конструкции.The main disadvantage of this method is that a large number of load cells are required to register the strain field, which are mounted on the structure under study. As a consequence of this fact, the method is rather cumbersome and inefficient, therefore, it is impossible to create express methods for registering the deformation fields of the shell surface to evaluate the stress-strain state of the structure.

Наиболее близким по технической сущности является способ по патенту Российской Федерации № 2623662, МКИ G01 3/12, публ. 28.06.2017, в котором для определения поля перемещений создается перепад давления по стенке оболочки при ее вращении вокруг своей оси, причем, одновременно с вращением осуществляется регистрация нормальных перемещений поверхности оболочки с помощью неподвижных датчиков, расположенных в одной плоскости с осью оболочки, а оценку годности тонкостенной оболочки осуществляют по результатам сравнения значений максимальных перемещений поверхности с их базовыми значениями.The closest in technical essence is the method according to the patent of the Russian Federation No. 2623662, MKI G01 3/12, publ. 06/28/2017, in which to determine the field of displacements, a pressure differential is created along the wall of the shell when it rotates around its axis, and simultaneously with the rotation, normal displacements of the shell surface are recorded using fixed sensors located in the same plane as the shell axis, and the shelf life is estimated thin-walled shell is carried out by comparing the values of the maximum displacements of the surface with their basic values.

Это техническое решение имеет существенный недостаток: точность регистрации поля перемещений поверхности оболочки при нагружении изделия давлением зависит от точности центровки оболочки или от симметрии контролируемой поверхности относительно оси вращения.This technical solution has a significant drawback: the accuracy of registering the field of displacements of the shell surface when loading the product with pressure depends on the accuracy of centering of the shell or on the symmetry of the surface to be monitored relative to the axis of rotation.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении точности измерения перемещений поверхности оболочки при силовом нагружении.The technical result of the claimed invention is to improve the accuracy of measuring displacements of the surface of the shell under power loading.

Для этого предложен способ контроля тонкостенных стеклопластиковых оболочек, включающий измерение датчиками перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси, отличающийся тем, что измеряют перемещения поверхности оболочки при вращении ее вокруг своей оси без создания перепада давления и с созданием перепада давления, а поле перемещений поверхности оболочки рассчитывают по разности показаний датчиков перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси и перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси с одновременным созданием перепада давления по стенке оболочки.To this end, a method for monitoring thin-walled fiberglass shells is proposed, which includes measuring sensors for displacements of the surface of the shell when it rotates around its axis, characterized in that they measure the movements of the surface of the shell when it rotates around its axis without creating a pressure drop and creating a pressure drop, and the field of surface movements shells are calculated by the difference in the readings of sensors for displacements of the surface of the shell during its rotation around its axis and displacements of the surface of the shell during its rotation and around its axis with the simultaneous creation of a differential pressure across the wall of the shell.

Показания датчика перемещений в соответствующем сечении оболочки при силовом нагружении, представляющем ее вращение с одновременным созданием перепада давления, можно выразить формулой:The readings of the displacement sensor in the corresponding section of the shell under power loading, representing its rotation with the simultaneous creation of a pressure drop, can be expressed by the formula:

Figure 00000001
, (1)
Figure 00000001
 , (1)

где

Figure 00000002
– составляющая сигнала, зависящая от симметрии контролируемой поверхности оболочки относительно оси вращения;Where
Figure 00000002
 - the signal component, depending on the symmetry of the monitored surface of the shell relative to the axis of rotation;

Figure 00000003
– составляющая сигнала, зависящая от центровки оболочки;
Figure 00000003
 - the signal component, depending on the alignment of the shell;

Figure 00000004
– составляющая сигнала, зависящая от прочностных свойств оболочки и уровня перепада давления по стенке оболочки.
Figure 00000004
 - component of the signal, depending on the strength properties of the shell and the level of the pressure drop along the wall of the shell.

Так как допуски по геометрии оболочки

Figure 00000005
сравнимы с величиной деформирования оболочки при ее силовом нагружении, то очевидно, что погрешность регистрации поля перемещений поверхности оболочки при ее силовом нагружении может достигать до 50%.Since the tolerances on the geometry of the shell
Figure 00000005
 comparable with the magnitude of the deformation of the shell during its force loading, it is obvious that the error in registering the field of displacements of the surface of the shell during its force loading can reach up to 50%.

Влияние составляющей

Figure 00000003
на погрешность регистрации информации о поле перемещений в процессе вращения сравнимо с влиянием
Figure 00000005
. Это может привести к тому, что погрешность регистрации информации может составить более 50 %, что делает невозможным точное определение поля перемещений поверхности поверхности оболочки.Component Influence
Figure 00000003
 the error in recording information about the field of displacements during rotation is comparable with the influence
Figure 00000005
 . This can lead to the fact that the error in recording information can be more than 50%, which makes it impossible to accurately determine the field of displacements of the surface of the shell surface.

Для того чтобы уменьшить влияние составляющих

Figure 00000005
и
Figure 00000003
 необходимо провести регистрацию поля перемещений контролируемой поверхности оболочки в три этапа. На первом этапе проводят регистрацию контролируемой поверхности оболочки при ее вращении, на втором регистрируют поле перемещений контролируемой поверхности оболочки при ее вращении и создании перепада давления по стенке оболочки, на третьем этапе определяют разность показаний датчиков перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси (первый этап) и перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси с одновременным созданием перепада давления по стенке оболочки (второй этап). Такая последовательность измерений перемещений поверхности оболочки позволит свести к минимуму погрешность регистрации поля перемещений при оценке прочностных свойств тонкостенных оболочечных конструкций.In order to reduce the effect of constituents
Figure 00000005
 and
Figure 00000003
 it is necessary to register the displacement field of the controlled shell surface in three stages. At the first stage, the controlled surface of the shell is recorded during its rotation, at the second, the field of displacements of the controlled surface of the shell is recorded during its rotation and the creation of a pressure drop over the wall of the shell; ) and displacements of the shell surface during its rotation around its axis with the simultaneous creation of a pressure drop along the shell wall (second stage). Such a sequence of measurements of the displacements of the shell surface will minimize the error in registering the displacement field when evaluating the strength properties of thin-walled shell structures.

В действительности значение показаний датчиков перемещений на первом этапе измерения равно:In fact, the value of the readings of displacement sensors at the first stage of measurement is equal to:

Figure 00000006
(2)
Figure 00000006
 (2)

Вычитая из формулы (1) формулу (2) получим значение величины сигнала измерения

Figure 00000004
с минимальной погрешностью.Subtracting formula (2) from formula (1), we obtain the value of the measurement signal
Figure 00000004
 with minimal error.

Использование предложенного способа позволит существенно повысить точность определения поля перемещений поверхности оболочки, и как следствие, повысить точность прогнозирования потери устойчивости тонких оболочечных конструкции без разрушения.Using the proposed method will significantly improve the accuracy of determining the field of displacements of the shell surface, and as a result, increase the accuracy of predicting the stability loss of thin shell structures without destruction.

Claims (1)

Способ контроля тонкостенных стеклопластиковых оболочек, включающий измерение датчиками перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси, отличающийся тем, что измеряют перемещения поверхности оболочки при вращении ее вокруг своей оси без создания перепада давления и с созданием перепада давления, а поле перемещений поверхности оболочки рассчитывают по разности показаний датчиков перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси и перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси с одновременным созданием перепада давления по стенке оболочки.A method of monitoring thin-walled fiberglass shells, including measuring sensors for displacements of the surface of the shell when it rotates around its axis, characterized in that they measure the movements of the surface of the shell when it rotates around its axis without creating a pressure drop and creating a pressure drop, and the field of displacement of the shell surface is calculated by the difference in the readings of the sensors of displacements of the surface of the shell during its rotation around its axis and displacements of the surface of the shell during its rotation around its axis at the same time creating a differential pressure across the wall of the shell.
RU2019112069A 2019-04-22 2019-04-22 Control method of thin-wall fiberglass shells RU2710519C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112069A RU2710519C1 (en) 2019-04-22 2019-04-22 Control method of thin-wall fiberglass shells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112069A RU2710519C1 (en) 2019-04-22 2019-04-22 Control method of thin-wall fiberglass shells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2710519C1 true RU2710519C1 (en) 2019-12-26

Family

ID=69023021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019112069A RU2710519C1 (en) 2019-04-22 2019-04-22 Control method of thin-wall fiberglass shells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2710519C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU114775U1 (en) * 2010-09-13 2012-04-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации DEVICE FOR RESEARCH OF STRESSED-DEFORMED STATE OF SMOOTH CONIC SHELLS
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
RU2623662C1 (en) * 2016-01-11 2017-06-28 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Method of thinwalled fiberglass covers control
US20170225755A1 (en) * 2016-02-04 2017-08-10 Lockheed Martin Corporation Weapons Control System-Deployable Life Support Apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU114775U1 (en) * 2010-09-13 2012-04-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации DEVICE FOR RESEARCH OF STRESSED-DEFORMED STATE OF SMOOTH CONIC SHELLS
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
RU2623662C1 (en) * 2016-01-11 2017-06-28 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Method of thinwalled fiberglass covers control
US20170225755A1 (en) * 2016-02-04 2017-08-10 Lockheed Martin Corporation Weapons Control System-Deployable Life Support Apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11703482B2 (en) Computing progressive failure in materials and structures by integration of digital image correlation with acoustic emission monitoring data
CN105277428B (en) Fragile material high/low temperature loads lower mechanical characteristic and damages measure of the change system and method
CN104849153B (en) A kind of test device of underground space spallation strength and the application of the device
RU2350922C1 (en) Method for determination of poisson coefficient of mine rocks
RU2710519C1 (en) Control method of thin-wall fiberglass shells
RU2623662C1 (en) Method of thinwalled fiberglass covers control
CN103776895A (en) Nondestructive examination method for evaluating contact damage of ferromagnetic material
CN114509366B (en) Performance evaluation method of rock true triaxial tester
CN108267502B (en) Eddy current detection system and method for depth of hardened layer
RU2545321C1 (en) Method of non-destructive estimation of critical changes of metal technical state
RU2668644C1 (en) Method of determining fatigue failure of structural elements made of polymer composite material
CN207742033U (en) Triaxial tests instrument test specimen apparatus for measuring quality
RU2750683C1 (en) Method for determining mechanical characteristics of high-energy materials
US3546931A (en) Strain-coupled servo-control system
RU2625360C2 (en) Materials stress state evaluation method
RU2816129C1 (en) Method for differential evaluation of damage stages of article made from composite material
SU1026036A1 (en) Structure material residual resource determination method
RU2724153C1 (en) Glued joint creep test method at shear and device for its implementation
RU2706106C1 (en) Method of determining service life of steel articles
SU800800A1 (en) Non-destructive method of determining fatigue degree of structure components
RU2282840C1 (en) Impact test method
RU2620764C1 (en) Device for determination of the turbo machine hollow bodies cross-section parameters at bench testing
Cole et al. Repeated load triaxial testing of frozen and thawed soils
SU1048046A1 (en) Method of tri-axial testing of soil
SU1370538A1 (en) Method of measuring parameters of cracks in ferromagnetic objects in fatigue tests