Анотація: Серед актуальних проблем у ракетно-космічній техніці, а також у сучасному машинобудуванні та в інших галузях, що потребують практичного інженерного вирішення, розглядають прогнозування та запобігання незапланованому руйнуванню силових елементів навантажених конструкцій і споруд. Прогнозування несучої здатності й остаточного ресурсу просторових конструкцій під час тривалої експлуатації в цей час ґрунтується на аналізі напружено-деформованого стану з ввикористанням показань датчиків деформації та датчиків переміщень у найбільш навантажених зонах. У такому разі як критерій гранично допустимого навантаження можна розглядати границю плинності конструкційного матеріалу або границю утоми матеріалу. Разом з тим до характерних видів потенційно небезпечного руйнування належить втрата стійкості стиснених силових елементів, використовуваних у несучих тонкостінних конструкціях. Руйнування в таких випадках відбувається раптово, з відсутністю видимих ознак зміни вихідної геометричної форми. Застосування достовірних методів діагностики та способів прогнозування гранично допустимих навантажень в умовах стиснення дозволить під час міцнісних випробувань не призводити конструкцію до руйнування. У такому разі видається можливим використовувати випробуване складання для інших цілей. У ракетно-космічній техніці для статичних випробувань на міцність використовують дорогі відсіки натурних розмірів. Тому збереження відсіків цілими вирішує важливе завдання економії фінансових витрат на виготовлення матеріальної частини. У цей час ця проблема особливо актуальна під час наземного відпрацювання зразків нової техніки.

Анотація: Розглянуто результати дослідження термоміцності відсіку утримання, що являє собою циліндричну оболонку з несучими елементами стоянкових опор. До складу корпусу відсіку утримання входять такі основні конструктивні елементи: чотири стоянкові опори, складена циліндрична оболонка з двома шпангоутами по верхньому та нижньому стиках. Мета цього дослідження  розробити загальний підхід до розрахунку термоміцності відсіку утримання. Цей підхід складається з двох частин. Спочатку розраховують нестаціонарні теплові поля на поверхні відсіку утримання за допомогою напівемпіричного методу, який використовує результати моделювання потоку продуктів згоряння маршової рушійної установки у програмному комплексі Solid Works. Потім розраховують нестаціонарний напружено-деформований стан відсіку утримання з урахуванням його пружно-пластичних деформацій. Використовують білінійну діаграму деформування матеріалу. Для розрахунку напруженодеформованого стану використовують метод скінченних елементів, що реалізується у програмному комплексі NASTRAN. За товщиною оболонки температурне поле вважають постійним. У результаті числового моделювання зроблено такі висновки. Уся частина відсіку утримання, яку обдуває потік продуктів згоряння, перебуває у пластичному напруженому стані. Напруження у верхньому шпангоуті та оболонці перевищують границю міцності, що призводить до поломки конструкції. Розглянуту конструкцію відсіку утримання не можна використовувати декілька разів. Для багаторазового використання відсіку утримання його потрібно значно зміцнювати.

Анотація: Розглянуто результати досліджень напружено-деформованого стану тонкостінних оболонкових конструкцій на базі числових методів аналізу, а також аналітичних рішень з використанням асимптотичних підходів і матричного методу початкових параметрів під час розв’язання проблеми однакової стійкості підкріплених відсіків комбінованих оболонкових систем ракетно-космічної техніки в межах спільних досліджень, які проводять колективи ДП «Конструкторське бюро «Південне ім. М. К. Янгеля» і Запорізького національного університету. Основну увагу приділено використанню прямих числових методів на базі скінченноелементних технологій і результатам досліджень, для яких аналітичні методи можуть бути корисними на стадії попередньої оцінки несучої здатності силових конструкцій, а в низці випадків і для раціонального їх проектування. Слід зауважити, що мова йде не про протиставлення числових та аналітичних підходів, а про можливість їх ефективного використання. Наведено можливі напрями використання сучасного машинного навчання (Machine Learning Technology) у сфері розрахунково-експериментальних методів визначення характеристик РКТ.

Анотація: Оболонковим конструкціям, які широко застосовують у ракетно-космічній техніці, поряд з оптимальним поєднанням маси та міцності притаманні неоднорідності різного характеру: конструктивні (різна товщина, наявність підкріплень, вирізів-отворів тощо) і технологічні (наявність дефектів, що виникають у процесі виготовляння або під час зберігання, транспортування та непередбачених термомеханічних впливів). Зазначені фактори є концентраторами напружено-деформованого стану та можуть призвести до передчасного руйнування елементів конструкцій. Різні їх частини деформуються за своєю програмою і характеризуються різним рівнем напружено-деформованого стану. Ураховуючи пластичність і повзучість матеріалу для визначення напружено-деформованого стану, ефективний підхід, коли розрахунок розбивають на етапи, на кожному з яких вводять параметри, що характеризують деформації пластичності та повзучості: додаткові навантаження в рівняннях рівноваги або крайових умовах, додаткові деформації або змінні параметри пружності (модуль пружності та коефіцієнт Пуассона). Потім будують схеми послідовних наближень: на кожному етапі розв’язують задачу теорії пружності з уведенням зазначених вище параметрів. Окремо слід відзначити задачі визначення ресурсу космічних ракет-носіїв і стартових комплексів, оскільки він пов’язаний з виникненням пошкоджень під час знакозмінних термомеханічних навантажень високої інтенсивності. Головним під час визначення ресурсу є підхід на базі теорії малоциклової та багатоциклової втоми. Пластичність і повзучість матеріалу – основні фактори під час обґрунтування ресурсу. Розглянуто різні аспекти розв’язання задач міцності та стійкості об’єктів ракетно-космічної техніки, враховуючи вплив деформацій пластичності та повзучості.

Анотація: Запропоновано ефективний підхід у технології відпрацювання ракетних конструкцій, який ґрунтується на методі числового моделювання, що дозволяє до початку експериментального відпрацювання проводити віртуальні експлуатаційні випробування для перевірки працездатності штатних конструкцій і прогнозувати проблемні питання. Метод реалізовано на базі комп’ютерних моделей, розроблених у середовищі програмного комплексу ANSYS Workbench. На основі запропонованого методу проведено віртуальні випробування складної механічної системи кріплення кидкових елементів касетної головної частини в умовах температурних і циклічних впливів, що виникають під час наземного транспортування ракети. Розроблено розрахункові моделі, критерії та практичні технології випробувань, які необхідні для аналізу механічного стану та прогнозу працездатності реальної конструкції головної частини. При цьому розрахункові моделі враховують усі конструктивні і технологічні особливості конструкції: компонування кріплення кидкових елементів, початковий напружено-деформований стан системи після затягування нарізних з`єднань, тертя між складовими елементами системи та їх взаємне зміщення, залежність від температури фізикомеханічних характеристик і граничних напруг матеріалів. Для заданих режимів навантаження під час наземної експлуатації головної частини визначено найнебезпечніші розрахункові випадки, які реалізовано під час проведення віртуальних випробувань. За результатами випробувань проведено статичний аналіз механічного стану, міцності й умов, що забезпечують працездатність реальної конструкції кріплення на експлуатаційних рівнях температурних і циклічних впливів. Результати віртуальних випробувань підтверджують працездатність системи кріплення кидкових елементів касетної головної частини. Їх упроваджено у практику підприємства на етапі конструкторського розроблення.

Анотація: Різноманітні включення, підкріплення, порушення суцільності (отвори, пори, тріщини) є чинниками, що зумовлюють неоднорідність структури, і є характерними для елементів конструкцій і споруд різних галузей сучасної техніки, зокрема ракетно-космічної. Вони значно впливають на процеси деформування та призводять до концентрації напруг, що може викликати локальні руйнування або появу недосконалостей форми, що унеможливлює подальшу експлуатацію конструкції. Матеріали, які було використано під час створення конструкцій, також неоднорідні за своєю структурою. Включення можуть моделювати тонкі підкріплювальні елементи, накладки, зварні або клейові з’єднання. Потреба у врахуванні наявності тонких включень виникає також під час дослідження фазових перетворень матеріалів, наприклад під час формування мартенситних структур. Дослідження деформування різноманітних тіл із включеннями має важливе значення у процесах порошкової технології, керамічного виробництва тощо, в яких відбувається спікання за великих температур порошку, який було спресовано під високим тиском. Для багатьох галузей техніки перспективним є використання поверхневого зміцнення, що підвищує працездатність елементів конструкції. Важливим є розроблення дискретного зміцнення, яке здійснюється за допомогою технологічних схем певного виду. Під час моделювання впливу дискретних зміцнень на напружено-деформований стан елементів конструкцій їх також можна розглядати як включення особливої структури. Включення можуть моделювати також смужкуватість феритно-перлітної структури у мікроструктурі, що пов’язана з попереднім складним навантаженням під час пластичного деформування матеріалів. Під час досліджень доцільно використовувати числові методи, які є універсальними та застосовними для об’єктів різної форми, розмірів, а також для різних видів навантаження. До основних числових методів належать методи скінченних різниць, граничних елементів, варіаційно-сітковий, скінченних елементів, локальних варіацій. За допомогою пакета ANSYS проведено комп’ютерне моделювання поведінки елемента конструкції ракетно-космічної техніки – прямокутної пластини з двома протяжними пружними включеннями різної жорсткості, що моделюють пружні неоднорідності конструкцій та матеріалів.