hiết lập được thuật toán PTHH, trong đó đã thực hiện thành công phương pháp ghép nối các ma trận phần tử có các bậc tự do tại mỗi nút khác nhau (phần tử vỏ cong 1 phía, cong 2 phía và phần tử khối) và xây dựng bộ chương trình tính Rocket_Shell_Motor_Press_Thermal_2017.text (RSMPT_2017) nhằm phân tích phi tuyến động lực học kết cấu vỏ động cơ phóng tên lửa phòng không tầm thấp chịu tác dụng của áp suất thay đổi theo thời gian và nhiệt độ.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ ĐÀO DUY VIỆT Ph©n tÝch động LựC HọC kết CấU vỏ động phóng tên lửa PHòNG KHÔNG TầM THấP chịu tác dụng đồng thời tảI trọng nhiệt TểM TT LUN N TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2019 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS Hoàng Xuân Lƣợng TS Nguyễn Khải Hoàn Phản biện 1: GS.TSKH Nguyễn Tiến Khiêm Viện Cơ học Việt Nam Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Hồng Lanh Học viện Kỹ thuật Quân Sự Phản biện 3: GS.TS Nguyễn Mạnh Yên Đại học Xây dựng Luận án bảo vệ Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện theo định số /QĐ-HV, ngày tháng 12 năm 2018 Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự, họp Học viện Kỹ thuật Quân vào hồi ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân - Thư viện Quốc gia CÁC CƠNG TRÌNH Đà CƠNG BỐ Hồng Xn Lượng, Đào Duy Việt (2015), Nghiên cứu thực nghiệm đo áp suất bên động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp, Tuyển tập Hội nghị khoa học tồn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ XII năm 2015, 7/8/2015, tr.1646-1652 Hoàng Xuân Lượng, Đào Duy Việt (2016), Nghiên cứu đo biến dạng vỏ động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp, Tạp chí nghiên cứu KH&CN quân sự, số 43, 06-2016, tr.165-170 Đào Duy Việt, Đỗ Văn Thơm (2016), Phân tích dao động riêng phân tích động lực học composite có nhiều lỗ kht mơi trường nhiệt độ, Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc Vật liệu Kết cấu Composite, Cơ học, Công nghệ ứng dụng, 28-29/7/2016, tr.805-811 Đào Duy Việt, Hoàng Xuân Lượng (2017), Phân tích động lực học kết cấu vỏ động phóng tên lửa lý thuyết thực nghiệm, Tuyển tập Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ X, Hà Nội, 8-9/12/2017, tr.1395-1402 Tập Cơ học Vật rắn Quyển Đào Duy Việt, Hoàng Xuân Lượng (2018), Nghiên cứu đáp ứng động vỏ trụ kín chịu tác động đồng thời tải trọng cơ, nhiệt, Tạp chí nghiên cứu KH&CN quân sự, số 54, 04-2018, tr.219-226 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Động tên lửa cụm kết cấu quan trọng tên lửa, vỏ động tên lửa cụm chi tiết đóng vai trò quan trọng kết cấu tổng thể động tên lửa nói chung, có loại động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp (PKTT) Do vậy, vấn đề nghiên cứu luận án có ý nghĩa khoa học, thực tiễn, đặc biệt lĩnh vực cơng nghiệp quốc phòng Mục đích nghiên cứu luận án - Xây dựng mơ hình, thuật tốn PTHH chương trình máy tính nhằm phân tích động lực học kết cấu vỏ động phóng tên lửa (PKTT) chịu tác dụng áp lực nhiệt độ q trình cháy thuốc phóng gây nên; - Sử dụng thuật tốn, chương trình tính lập để tính tốn lựa chọn thơng số hợp lý, thiết kế, chế tạo thử nghiệm kết cấu vỏ động phóng tên lửa (PKTT), có số liệu áp suất, nhiệt độ vỏ động để làm thơng số tính tốn, khảo sát số, đưa khuyến cáo kỹ thuật nhằm định hướng ứng dụng vào thực tiễn; - Nghiên cứu thực nghiệm kết cấu vỏ động phóng thực địa, xác định đáp ứng áp suất vỏ phản ứng động lực học vỏ động trình cháy thuốc phóng gây nên Kết đáp ứng áp suất, nhiệt độ vỏ dùng làm thông số tính tốn, khảo sát số Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu luận án - Về kết cấu: Vỏ động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp dạng tròn xoay làm vật liệu đồng nhất, đẳng hướng - Về tải trọng: Áp suất nhiệt độ q trình cháy thuốc phóng gây nên, áp suất biến đổi theo thời gian - Phạm vi nghiên cứu luận án: Đáp ứng động lực học vỏ động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp tính tốn, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm vỏ động dạng 2 Phƣơng pháp nghiên cứu Kết hợp phương pháp lý thuyết thực nghiệm Cấu trúc luận án Luận án cấu trúc bởi: Mở đầu, chương, phần kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo phụ lục Mở đầu: Trình bày tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương Phân tích động lực học vỏ động phóng tên lửa chịu tác dụng tải trọng nhiệt Chương Khảo sát số thảo luận Chương Phương án thiết kế, chế tạo vỏ động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp thử nghiệm Kết luận kiến nghị: Trình bày kết luận án số kiến nghị tác giả rút từ nội dung nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trình bày tổng quan động phóng tên lửa PKTT, tải trọng tác dụng phương pháp tính tốn kết cấu tên lửa Trên sở vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, luận án tập trung nghiên vào vấn đề sau: - Xây dựng thuật toán PTHH chương trình máy tính phân tích động lực học kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT, chịu tác dụng áp suất nhiệt độ khí thuốc cháy sinh ra; - Khảo sát số lớp tốn khác với thơng số kết cấu vật liệu, tải trọng thay đổi, nhằm lựa chọn thông số hợp lý phục vụ toán kiểm chứng thiết kế vỏ động phóng tên lửa PKTT; - Tính tốn, thiết kế, chế tạo vỏ động phóng tên lửa PKTT nghiên cứu thực nghiệm thực địa, kết nghiên cứu thực nghiệm sở làm thông số tính tốn kiểm chứng phù hợp phương pháp thuật tốn, chương trình tính kết cấu loại 3 CHƢƠNG PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC VỎ ĐỘNG CƠ PHÓNG TÊN LỬA PKTT CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG CƠ VÀ NHIỆT 2.1 Đặt vấn đề Trong chương này, tác giả xây dựng thuật toán phần tử hữu hạn (PTHH), chương trình máy tính nhằm phân tích động lực học kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT, chịu tác dụng áp suất nhiệt độ trình cháy thuốc phóng gây 2.2 Đặt tốn giả thiết Có thể xem vỏ động phóng tên lửa PKTT cấu tạo gồm 03 phần chính, là: Thân vỏ động cơ, đáy vỏ động cơ, nắp động Hình 2.1 Mơ hình tốn Các giả thiết: vật liệu đồng nhất, đẳng hướng, đàn hồi tuyến tính; biến dạng kết cấu bé; quy luật truyền nhiệt số biến dạng nhiệt tuyến tính với số dãn nở nhiệt Vỏ động với phần thân nắp thỏa mãn lý thuyết Reissner – Mindlin 2.3 Thiết lập phƣơng trình chủ đạo toán phƣơng pháp PTHH 2.3.1 Các quan hệ phần tử vỏ thuộc thân nắp vỏ động q18 q15 q13 q16 q 14 q17 q12 q8 q9 q7 q11 x x q10 z q 21 q 24 y q19 q22 q23 q 20 q3 z q1 q4 q6 q2 q y a) Phần tử vỏ cong chiều b) Phần tử vỏ cong chiều Hình 2.2 Phần tử vỏ cong mô thân nắp 2.3.1.1 Quan hệ biến dạng chuyển vị: Trường chuyển vị [39]: u x, y, z, t u x, y, t z y x, y, t , v x, y, z, t v0 x, y, t z x x, y, t , (2.1) w x, y, z, t w x, y, t , b {Lb } th N (2.9) Trường biến dạng: s s 2.3.1.2 Quan hệ ứng suất biến dạng: S 0 u b 33 32 b th s 0 Ss s 23 2 , (2.11) 2.3.1.3 Phương trình mô tả dao động phần tử: Áp dụng nguyên lý Hamilton, phương trình dao động phần tử: Me q e Ke q e R e , cs cs (2.44) Các ma trận, véc tơ (2.44) xây dựng hệ tọa độ cục (x,y,z), nên xét chung toàn kết cấu phải chuyển hệ tọa độ tổng thể (X,Y,Z) thông qua ma trận chuyển Phương trình mơ tả dao động khơng cản phần tử vỏ lúc này: M e q e K e q e R e cs cs (2.61) 2.3.2 Quan hệ ứng xử học phần tử khối thuộc đáy vỏ động Sử dụng phần tử khối điểm nút điểm nút, nút phần tử có bậc tự tương ứng ui, vi, wi a, Trong hệ toạ tổng thể b, Trong hệ toạ độ cục Hình 2.4 Phần tử lục diện điểm nút Phương trình mơ tả dao động phần tử hệ tọa độ tổng thể: e Ke s qe R e Me q s (2.83) 2.4 Phƣơng trình mơ tả dao động tổng thể kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT 2.4.1 Xây dựng ma trận tổng thể kết cấu từ ma trận phần tử: Các ma trận, véc tơ tải trọng tổng thể hệ tác giả tập hợp từ ma trận véc tơ phần tử, với nguyên tắc ma trận số ứng dụng sơ đồ Skyline [1], [3], [12] 2.4.1.1 Ma trận độ cứng, ma trận khối lượng tổng thể: Ma trận khối lượng ma trận độ cứng tổng thể hệ tập hợp từ ma trận phần tử theo sơ đồ nguyên lý sau: k11 k12 i j k 21 ke ke i ii ij k e k e j jj ji Ke i j : : e k ij k ij i e k jj k jj j : : k nn : : k ii k iie k ji k eji : : K (2.84) 2.4.1.2 Véc tơ tải trọng tổng thể: Véc tơ tải trọng tổng thể kết cấu xác định theo sơ đồ: f1 f e e f i fi + fi e f + f e j j f j fe i=dofi f n-1 i=dof j f n (2.86) f 2.4.2 Phương trình dao động phi tuyến hệ Phương trình tổng thể mơ tả dao động có cản hệ: Mq C q q K q q R, (2.92) Đây phương trình phi tuyến hình học 2.5 Thuật tốn giải phƣơng trình dao động phi tuyến kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT chịu áp suất nhiệt độ 2.5.1 Bài toán dao động tự do, bao gồm: Dao động tự tuyến tính phi tuyến, mơ tả phương trình: k uu k uu (2.93) M q K q 0 , N N 2.5.2 Bài toán dao động cưỡng bức, bao gồm: Dao động cưỡng bức, có cản, mơ tả phương trình: M q C q K q R , (2.96) Được giải phương pháp tích phân trực tiếp Newmark kết hợp với phương pháp lặp Newton-Raphson 2.6 Giới thiệu kiểm tra độ tin cậy chƣơng trình tính 2.6.1 Giới thiệu chương trình tính Chương trình tính viết mơi trường ANSYS 13.5, có tên Rocket_Shell_Motor_Press_Thermal_2017.text (RSMPT_2017) 2.6.2 Kiểm tra độ tin cậy chương trình Để kiểm tra độ tin cậy chương trình tính RSMPT_2017, tác giả giải toán dao động riêng vỏ kín dạng bể chứa cơng trình cơng bố năm 2015 tác giả Sukhvarsh Jerath Mark Lee [42] 7 Bảng 2.1 Bảng so sánh tần số dao động riêng Tần số f (Hz) Luận án Sukhvarsh Jerath Sai số STT (RSMPT_2017) Mark Lee [42] (%) 2,80 2,83 1,06 3,02 3,06 1,31 3,95 4,00 1,25 4,00 4,06 1,36 5,41 5,48 1,28 7,12 7,21 1,25 7,24 7,33 1,23 7,43 7,51 1,07 7,78 7,87 1,14 10 8,12 8,22 1,22 Nhận xét: Sai số lớn 1,36%, chứng tỏ chương trình tin cậy 2.7 Kết luận chƣơng - Xây dựng hệ phương trình phi tuyến 02 loại phần tử dùng để mô vỏ động phóng tên lửa PKTT: phần tử vỏ cong phần tử khối chịu áp suất bề mặt nhiệt độ - Xây dựng thuật tốn PTHH chương trình tính RSMPT_2017 mơi trường ANSYS 13.5 nhằm phân tích phi tuyến động lực học kết cấu vỏ động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp chịu tác dụng tải áp lực nhiệt độ trình cháy thuốc phóng gây Chương trình tính tác giả lập kiểm chứng có sở tin cậy CHƢƠNG KHẢO SÁT SỐ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặt vấn đề Trong chương tác giả tiến hành khảo sát số lớp toán, xem xét đáp ứng động lực học của kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT 3.2 Bài toán khảo sát Xét vỏ động tên lửa PKTT dạng tròn xoay, kích thước thể Hình 2.1 Vỏ động thép 28X3CHMBA, với mơ đun đàn hồi E = 2,0.1011N/m2, hệ số Poisson = 0,29, khối lượng riêng = 7790kg/m3, hệ số dãn nở nhiệt th = 1110-6/oC Áp suất nhiệt độ phân bố vỏ động cơ, với biểu đồ đáp ứng áp suất hình 3.1, mơ hình tính tốn thể hình 3.2 Hình 3.1 Đáp ứng áp suất theo thời gian a) Mặt cắt đứng tải trọng tác dụng b) Hình chiếu Hình 3.2 Mơ hình tính toán Sự thay đổi nhiệt bề mặt vỏ động T = 25000C Vỏ liên kết gối tựa theo chu vi đáy Mơ hình PTHH tốn thể hình 3.3 Hình 3.3 Mơ hình PTHH tốn Bài tốn dao động riêng: Hình 3.4 Bốn dạng dao động riêng Bài toán dao động cưỡng bức: Căn cấu tạo, đặc điểm vỏ động phóng tên lửa, điểm xuất kết toán xác định điểm A (miệng lỗ đỉnh), điểm B (giao đường sinh mặt cắt thân) điểm C (miệng lỗ đáy) Tính tốn với trường hợp: tốn phi tuyến, có nhiệt độ (bài tốn luận án) tuyến tính có khơng có nhiệt độ, kết đáp ứng chuyển vị, biến dạng ứng suất điểm tính thể hình 3.5 đến 3.13 Hình 3.5 Chuyển vị đứng A (phi tuyến+nhiệt, tuyến tính+nhiệt tuyến tính khơng nhiệt) Hình 3.6 Ứng suất σx điểm A (phi tuyến+nhiệt, tuyến tính+nhiệt tuyến tính khơng nhiệt) 10 Hình 3.7 Chuyển vị hướng kính B Hình 3.8 Biến dạng dọc trục B Hình 3.10 Chuyển vị đứng C Hình 3.11 Ứng suất σx C 11 Bảng 3.1 Tóm tắt giá trị lớn chuyển vị ứng suất Đại lượng A max w max A w max B w Cmax Cmax [N/cm ] [N/cm ] Giá trị 0,488 0,381 0,393 12,97.103 10,73.103 Nhận xét: Kết tính cho thấy tốn phi tuyến, có nhiệt độ khác nhiều so với trường hợp tuyến tính, có nhiệt độ, đặc biệt trường hợp tuyến tính, khơng có nhiệt độ 3.3 Ảnh hƣởng số yếu tố đến đáp ứng động kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT 3.3.1 Ảnh hưởng vật liệu Xét trường hợp, kết ảnh hưởng đặc trưng học đến đáp ứng động vỏ thể hình 3.14 3.19 bảng 3.2 [mm] [mm] [mm] Hình 3.14 Đáp ứng chuyển vị A với vật liệu khác Hình 3.15 Đáp ứng ứng suất A với vật liệu khác 12 Hình 3.16 Đáp ứng biến dạng B với vật liệu khác Hình 3.17 Đáp ứng chuyển vị B với vật liệu khác Hình 3.18 Đáp ứng chuyển vị C với vật liệu khác Hình 3.19 Đáp ứng ứng suất C với vật liệu khác 13 Bảng 3.2 Các giá trị lớn chuyển vị ứng suất điểm tính w max A [mm] 1,14 (Hợp kim Titan) 0,658 1,90 (Thép không gỉ) 0,515 2,00 (Hợp kim 28) 0,488 2,07 (Thép Cacbon) 0,285 -5 max B 10 4,536 3,730 3,360 3,889 w Cmax [mm] 0,575 0,466 0,393 0,320 A [N/cm2] 103 12,41 12,89 12,97 13,72 Cmax [N/cm2] 103 10,14 10,45 10,73 11,63 E[N/m2].1011 max 3.3.2 Ảnh hưởng dạng tải trọng Kết đáp ứng động vỏ hình 3.20 3.24 Hình 3.20 Đáp ứng chuyển vị A trường hợp tải trọng Hình 3.21 Đáp ứng ứng suất A trường hợp tải trọng 14 Hình 3.22 Đáp ứng biến dạng B trường hợp tải trọng Hình 3.23 Đáp ứng chuyển vị C trường hợp tải trọng Bảng 3.3 Các giá trị lớn chuyển vị ứng suất điểm tính Áp Sai khác suất p = p(t) p = p0 [%] Đại lượng w max 0,488 0,376 29,79 A [mm] -5 max 3,360 2,950 13,90 B 10 w Cmax [mm] 0,393 0,304 29,28 max A [N/cm ] 10 12,97 12,66 2,45 Cmax [N/cm ] 10 10,73 10,56 1,61 Nhận xét: Với hai quan niệm mơ hình áp suất khác nhau, trường hợp quan niệm áp suất đại lượng biến thiên theo thời gian cho kết giá trị ứng suất, chuyển vị biến dạng điểm tính thuộc vỏ lớn nhiều so với trường hợp quan niệm áp suất tĩnh tương đương, chênh lệch chuyển vị biến dạng lớn 15 3.3.3 Ảnh hưởng góc lệch trục lỗ khí tạo sơ tốc Với góc lệch trục 05 lỗ khí tạo sơ tốc thay đổi, kết thể bảng 3.4 hình 3.25, 3.26 Bảng 3.4 Biến thiên giá trị lớn theo góc Đại lượng w max A [mm] max B 10 -5 w Cmax [mm] [N/cm2] 103 Cmax [N/cm ] 10 A max 09015’ 10015’ 11015’ 12015’ 13015’ 0,431 3,05 0,368 12,05 10,40 0,455 3,18 0,378 12,44 10,52 0,488 3,36 0,393 12,97 10,73 0,522 3,54 0,411 13,66 11,05 0,567 3,74 0,436 14,54 11,59 Hình 3.25-26 Quan hệ chuyển vị, ứng suất lớn A C - góc 3.3.4 Ảnh hưởng chiều dày thân vỏ Tính tốn với chiều dày ttr thân vỏ thay đổi, kết sau: Bảng 3.5 Biến thiên giá trị lớn theo chiều dày thân vỏ động ttr[mm] 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 Đại lượng w max 0,573 0,521 0,488 0,462 0,444 A [mm] -5 max 4,11 3,71 3,36 3,16 3,02 B 10 w Cmax [mm] 0,511 0,447 0,393 0,355 0,323 max A [N/cm ] 10 15,12 13,88 12,97 12,42 12,23 Cmax [N/cm ] 10 13,44 11,91 10,73 9,72 9,19 16 Hình 3.27-28 Quan hệ chuyển vị, ứng suất lớn A C - ttr 3.3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ Với biến thiên nhiệt độ tăng, kết toán sau: Bảng 3.6 Biến thiên giá trị lớn theo số gia nhiệt độ T T[0C] Đại lượng w max A [mm] 2300 2400 2500 2600 2700 0,296 0,369 0,488 0,647 0,844 -5 max B 10 2,810 3,18 3,36 3,98 4,57 w Cmax [mm] 0,261 0,316 0,393 0,508 0,625 [N/cm2] 103 9,771 11,21 12,97 15,29 18,49 Cmax [N/cm2] 103 8,480 9,53 10,73 12,24 14,25 A max Hình 3.29-30 Quan hệ chuyển vị, ứng suất lớn điểm A C – T Nhận xét: Khi nhiệt độ tăng, chuyển vị, biến dạng ứng suất lớn điểm tính vỏ tăng, quy luật tăng phi tuyến 17 3.4 Kết luận chƣơng - Tính tốn kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT chịu tác dụng áp suất nhiệt độ khí thuốc cháy gây - Tính tốn với nhiều lớp tốn, xem xét ảnh hưởng nhiều yếu tố, từ đưa nhận xét có ý nghĩa khoa học, thực tiễn - Kết tính tốn số chương với đánh giá, nhận xét sở cho việc tính tốn, lựa chọn thơng số hợp lý phục vụ thiết kế chế tạo vỏ động phóng tên lửa PKTT tác giả thực hiện, nội dung trình bày chương luận án CHƢƠNG PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VỎ ĐỘNG CƠ TÊN LỬA PHỊNG KHƠNG TẦM THẤP VÀ THỬ NGHIỆM 4.1 Đặt vấn đề Trong chương tác giả trình bày phương án thiết kế, chế tạo thử nghiệm vỏ động phóng tên lửa PKTT giá thử 4.2 Thiết kế phƣơng án vỏ động phóng tên lửa PKTT, kết tính tốn 4.2.1 Tải trọng tính tốn Hình 4.1 Quy luật tải trọng tác dụng lên vỏ động phóng 4.2.2 Lựa chọn vị trí: Một số vị trí tính tốn, xuất kết vỏ xác định gồm: Miệng lỗ phía đỉnh vỏ (điểm A), điểm giao đường sinh mặt cắt ngang phần thân vỏ động (điểm B) điểm miệng lỗ đáy vỏ động (điểm C) 18 4.2.3 Các kết tính tốn lựa chọn phương án thiết kế: Sử dụng chương trình tính lập, tính với phương án khác nhau, kết có số liệu thiết kế hợp lý thể bảng 4.1 Bảng 4.1 Kết số liệu thiết kế hợp lý vỏ động tên lửa PKTT Ltr Rtr htr Rđ hđ d1 R0 Rn fn hn d2 [mm] [độ] 60,5 32.5 32.5 21 60 10,6 1,5 12 72 4.3 Chế tạo vỏ động phóng tên lửa PKTT 4.3.1 Chế tạo vỏ động phóng Nhóm nghiên cứu tác giả chủ trì chế tạo 25 vỏ động phóng tên lửa PKTT nhà máy thuộc Tổng cục Công nghiệp QP Hình 4.8-4.9 4.11 Vỏ động phóng qua bước gia công 4.4 Thử nghiệm kết thử nghiệm 4.4.1 Mục đích, địa điểm thí nghiệm 4.4.1.1 Mục đích thí nghiệm: Xác định biến thiên áp suất khí thuốc động phóng theo thời gian, đáp ứng biến dạng vỏ động phóng thuốc phóng cháy So sánh kết thí nghiệm với kết tính tốn lý thuyết với chương trình tính lập mơ hình tính tương tự 4.4.1.2 Địa điểm thí nghiệm: Trường thử nhà máy thuộc Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phòng đợt thử nghiệm sản phẩm nghiên cứu Chương trình đề án KHCN, nội dung thí nghiệm phần đề tài tác giả làm chủ nhiệm 4.4.2 Thí nghiệm kết Tiến hành thí nghiệm, kết thí nghiệm máy thí nghiệm ghi, lưu xử lý phần mềm chun dụng 19 Hình 4.18-4.20 Động phóng lắp giá thử nghiệm Hình 4.21 Thí nghiệm giá thử Hình 4.22 Hiển thị kết Kết đáp ứng áp suất vỏ biến dạng tỷ đối điểm đo thể hình 4.23 v 4.24 Thử nghiệm đánh giá tính xạ thuật động phóng 9M39.04.00 tên lửa PKTT viện tên lửa PTN đo l-ờng động học bay phát số đồ th ịá p suấ t th eo thờ ig a in ba r 150 125 100 75 50 25 8000 8010 8020 8030 8040 8050 8060 8070 8080 ms Hình 4.23 Kết đo đáp ứng áp suất theo thời gian A P SU A T C h ann e l: A P SUA T Y1 : t1 : d t: dY : M n i : n I t: b a r -1 1m s 0 s -1 1 7 Y2 : t2 : f: dY d / t: M ax : RM S : 1 b a r -1 7 1m s 6 H z -2 0 0 độ đồ tĐộng h ịncơhthửệ i nghiệm: t ®é NhiÖt th e oth-êng thê ig a in ®å th ịb ế i n dạng vỏ đ c -ph-ơng ngang thê ig a in m c Ep s 1750b a r đồ th ịá p suấ t th eo thờ ig a in Ngày 31 tháng năm 2014 ®å oC ®å th Þn h Ư i t ®é th ịb ế i n ngkiện vỏmôi đ ctr-ờng: -ph-ơng dọ c Điều m2c 5E 0p s Nhiệt độ: 30,0 oC §é Èm: 69,0% oC 250 3500 150 225 1500 225 32 00 00 125 200 1250 175 2500 100 175 150 1000 150 2000 125 125 75 750 500 11 50 00 50 250 25 100 1000 75 75 50 50 500 25 25 0 000 010 020 s 0 0 000 011 00 020 88.0.0 01 02 03 080 8 04.9 090 70 80.09 80 90 5088 90 608 90708 950 008 0 960 018 09 02 030 B E I N D ANG SU s B E I NA DP AN GA T NH E I T DO s 030 18 040 050 82.0 060 070 25 a) Biến dạng tiếp tuyến x - thời gian b) Biến dạng dọc y - thời gian Hình 4.24 Đáp ứng biến dạng - thời gian điểm đo Cn he an : PD SA UN AG T C h an lB :n eE I lA N Y2 : 27 099 b a r t2 : -20984 800m s f: 16 234 H z dY d / t:439 921 M ax : 143 604 RM S : 120 130 Y1 : 000 b a r Y1 : 31 613m c E p s t1 : -10833 151m s t1 : -21046 400m s d t: 060 s d t: dY :.068 28s 676 dY : M1n i : 0 06 04 M n i :n 13 I31 t: 67 156 n I t: 56 795 s C h an n e lB : E I N D ANG C h an n e lN : H E I T DO Y2 : 88 676 b a r Y1 : 043m c E p s Y2 : 1299 678m c E p sY 30 983 03 80 o t11 : : -1 74 4C m s t2 : -10772 951m s t2 : -20984 800m s 11 03 dt1t:: -.5 06 s5 800m s f: 16 611 H z fd :Y d 43H dYt:: 21 03 37 s d 16 55.0.9 / t:1 16 47 33.0 z d Y d / t : d Y : M n i : 043 M ax : 138 634 MRa xS: : 18 74 M i: :13 94 76 n I tn 58 M 14 26 07 20 RM S : 994 269 n I t: 2896 338 s 12 NH E I T DO C h an n e lN : H E I T DO Y2 : 2160 980m c E p sY1 : : 0772 744 0m 67soC t1 : t2 : Y2 -1 30.1 t2 :6 502 -3H 50 f: z32 600m d ts : dY d / ft::35576 26 12 H z dY : d Y d / t : M ax : 3031 831 M n i : M: a :4 RM S 2x 65 10 97 622 n I t: RM S : 184 977 36 376 oC -22124 316m s 17 401 s 168 297 36 376 3204 670 15 20 Kết nghiên cứu thực nghiệm so sánh với kết tính tốn lý thuyết chương trình tính RSMPT_2017 lập Chương Trong bảng 4.3 kết so sánh giá trị lớn biến dạng theo phương khác điểm đo Bảng 4.3 So sánh kết biến dạng lớn lý thuyết thực nghiệm Biến dạng tiếp tuyến Biến dạng dọc Sai Sai x[μm/m] y[μm/m] khác khác Thí Thí [%] RSMPT_2017 [%] RSMPT_2017 nghiệm nghiệm 16.52 14.97 10.35 33.29 29.98 11.04 Nhận xét: Sai khác giá trị lớn biến dạng tỷ đối điểm khảo sát với hai phương pháp: lý thuyết chương trình RSMPT_2017 kết thực nghiệm lớn 11.04% chấp nhận 4.5 Kết luận chƣơng - Với vai trò chủ trì nhóm nghiên cứu, tác giả luận án nghiên cứu, tính tốn thiết kế chế tạo kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT đảm bảo yêu cầu chiến kỹ thuật Vỏ động phóng tên lửa chế tạo đáp ứng yêu cầu thử nghiệm kiểm tra sản phẩm - Các số liệu thí nghiệm sở quan trọng làm thơng số tính tốn cho động phóng tên lửa nói chung vỏ động phóng tên lửa PKTT nói riêng, phục vụ cơng tác thiết kế kiểm tra làm việc kết cấu vỏ động phóng tên lửa - Kết đo đạc thực nghiệm có tác dụng góp phần khẳng định thuật tốn chương trình tính RSMPT_2017 tin cậy KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những đóng góp luận án - Thiết lập thuật toán PTHH phân tích phi tuyến động lực học kết cấu vỏ động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp chịu tác dụng đồng thời áp suất thay đổi theo thời gian nhiệt độ 21 - Các kết khảo sát số nhận xét, khuyến cáo làm sở tính tốn, thiết kế chế tạo vỏ động phóng tên lửa PKTT Việt Nam - Bộ số liệu thí nghiệm có giá trị kiểm tra độ tin cậy chương trình tính tài liệu tham khảo tính tốn, thiết kế kết cấu vỏ động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp Nhận xét kiến nghị - Mơ hình hố sát thực kết cấu vỏ động phóng tên lửa để tính tốn, sử dụng phần tử vỏ cong đáp ứng áp suất theo thời gian luận án thực điều cần thiết Đây tiền đề cho nghiên cứu kết cấu vỏ động tên lửa phức tạp hơn, dạng hình học, vật liệu tải trọng tác dụng - Khi làm chủ thuật toán, chương trình tính luận án việc tính tốn, thiết kế chế tạo vỏ động phóng tên lửa PKTT tương đương thuận tiện, qua bước góp phần làm chủ cơng nghệ chế tạo nội địa hoá tên lửa PKTT - Nội dung nghiên cứu luận án phát triển theo hướng: + Nghiên cứu tính tốn, chế tạo thử nghiệm kết cấu vỏ động phóng tên lửa có gân gia cường với loại vật liệu tiên tiến + Nghiên cứu thực nghiệm xác định mức độ mài mòn bề mặt, vị trí quan trọng lỗ loa phụt, vv vỏ động phóng tên lửa PKTT - Kết hợp nghiên cứu thực nghiệm lý thuyết kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT có gân gia cường, vật liệu tiên tiến chịu tải trọng tĩnh động ... Chương Phân tích động lực học vỏ động phóng tên lửa chịu tác dụng tải trọng nhiệt Chương Khảo sát số thảo luận Chương Phương án thiết kế, chế tạo vỏ động phóng tên lửa phòng khơng tầm thấp thử... tốn, chương trình tính kết cấu loại 3 CHƢƠNG PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC VỎ ĐỘNG CƠ PHÓNG TÊN LỬA PKTT CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG CƠ VÀ NHIỆT 2.1 Đặt vấn đề Trong chương này, tác giả xây dựng thuật... tính nhằm phân tích động lực học kết cấu vỏ động phóng tên lửa PKTT, chịu tác dụng áp suất nhiệt độ trình cháy thuốc phóng gây 2.2 Đặt tốn giả thiết Có thể xem vỏ động phóng tên lửa PKTT cấu tạo