486 Теория аэрогидроупругости
Переход через эту линию при изменении параметров системы соот ветствует выходу характеристического показателя в правую полу
плоскость |
через |
начало |
координат — выпучиванию |
панели |
(см. |
||||||
рис. 6, |
б). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
квадратной |
панели — = 1 |
и Ыу = |
0 область |
устойчивости |
||||||
показана на рис. 12 [15]. |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Область устойчивости ограничена линиями АВ и ВЕ. Линия ВЕ |
|||||||||||
построена |
по уравнению (34) |
[линия, построенная по уравнению (33), |
|||||||||
мало отличается от |
ВЕ ], а |
линия |
АВ соответствует |
уравнению |
(35). |
||||||
|
|
|
|
|
|
При переходе через ВЕ насту |
|||||
|
|
|
|
|
|
пает флаттер, при переходе через |
|||||
|
|
|
|
|
|
АВ — выпучивание |
панели. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Формулы (33), (34) дают зна |
|||||
|
|
|
|
|
|
чения |
критических |
скоростей, |
|||
|
|
|
|
|
|
заниженные на 20—30%. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Другие задачи. Сводка резуль |
|||||
|
|
|
|
|
|
татов. |
Пластинки, |
бесконечные |
|||
|
|
|
|
|
|
в направлении, |
перпендикуляр |
||||
|
|
|
|
|
|
ном |
направлению |
потока, |
рас |
||
|
|
|
|
|
|
смотрены в работе [88] с исполь |
|||||
|
|
|
|
|
|
зованием точных формул теории |
|||||
|
|
|
|
|
|
линеаризированного потенциаль |
|||||
|
|
|
|
|
|
ного сверхзвукового течения. На |
|||||
рии Аккерета эти пластинки |
|
основе |
поршневой теории и тео |
||||||||
рассмотрены |
в |
статьях |
[6, 36, 47, 48, |
||||||||
68, 81]. Исследование прямоугольных пластинок с различным опиранием сторон описано во многих работах. Так, пластинка, защемлен ная по контуру, рассмотрена в работе [40] с применением метода Галеркина и поршневой теории. В качестве аппроксимирующих функ ций использованы «балочные функции», функции Игути и квазиполная система тригонометрических функций. В той же работе рассмотрены различные комбинации заделки и шарнирного опирания. Точное реше ние для пластинки, опертой по кромкам, которые параллельны потоку, и свободной по двум другим кромкам, дано на основе поршневой тео рии в статье [49]. Двухпролетная неразрезная пластинка рассмотрена в статьях [44, 45]. Сопоставление результатов, которое для этой задачи дают различные аэродинамические теории, приведено в статье [34]. Круглые и эллиптические пластинки описаны в работе [80]. В статьях
[1, 2, 3, 22, |
75] рассмотрены ортотропные и трехслойные |
пластины, |
а в статьях |
[38, 89] — пластины, обтекаемые проводящим |
газом. |
Численные результаты для сверхзвукового обтекания |
приведены |
|
в табл. 3 и 4. Через А,обозначен параметр, вычисляемый по формуле (32). Все формулы соответствуют поршневой теории и, следовательно, при годны лишь при М2 > I. Результаты можно использовать для умерен
ных сверхзвуковых скоростей, |
если под А, понимать выражение |
* _ ** |
а9р0хМ2 |
|
О У М 2 — 1 |
Это соответствует, очевидно, применению формулы Аккерета. Сопоставление экспериментальных и теоретических результатов. Это
сопоставление показано на рис. 13; сплошные и пунктирные линии
488 |
Теория аэрогидроупругости |
4. Минимальные критические значения параметра К для пластинок конечных размеров (Nx = Nу=0)
(п оток — с в е р х зв у к о в о й , п ор ш н евая т ео р и я )
490 Теория аэрогидроупругости
здесь р0 — плотность материала оболочки; А0 — приведенная толщина оболочки, которая при отсутствии подкрепляющих элементов равна А; ри Ре — соответственно внутреннее и внешнее давление на оболочку;
<7° — прочие статические или динамические нагрузки, при
ходящиеся на единицу площади срединной поверхности.
К уравнениям (36) должны быть присоединены граничные условия. Если замкнутая оболочка или панель считаются бесконечно длинными в направлении потока, то предполагается, что решения на бесконеч ности ограничены в любой момент времени. Для оболочек и криволи нейных панелей конечных размеров граничные условия можно записать, зная в каждом конкретном случае способ закрепления торцов оболочки или кромок панели.
Бесконечно длинная круговая цилиндрическая оболочка. Следуя ра боте [5], операторы Ць возьмем в форме
|
^ |
, — V |
|
|
|
|
|
|
а3 |
, |
а2 |
|
|
дх2 + |
2 |
* дз2 ’ |
Ь*2 “ |
2 |
' |
дх* |
дз2 » |
||||
|
|
|
-и* |
= |
1 + |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
’ дх дз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
3 — V |
|
|
аз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
с2*4-дх2дз ’ |
(38) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
а3 |
1 — V |
|
а3 |
|
|
^1 3 = / -31 = т г “ 1 г - с 2 й ( |
|
|
|
дх дз2 |
||||||||
где х, г, |
0 — цилиндрические |
координаты; |
|
|
|
|
|
|||||
|
5 = Л 6; |
с2 |
= |
к2 |
л |
д2 |
^ |
д2 |
(39) |
|||
|
12Д3 |
Л = |
д^" + |
3$а ‘ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
При |
^ = $2 = |
<7з= |
0 |
решение задачи |
ищем |
в |
классе волн, рас |
|||||
пространяющихся |
вдоль |
оболочки: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
и = |
1 \е1(П/—‘кх) соз л0; |
|
|
|
|
|||||
|
|
с = |
|
|
1~ кх> зш лб; |
|
|
|
|
|||
|
|
ьу = &1’ ^ 1~ кх) соз л0; |
|
|
|
(40) |
||||||
здесь Б, т), С — некоторые, вообще говоря, комплексные коэффициенты;
к = -т-----волновое число (А. — длина полуволны в направлении об-
л
разующих, см. рис. 10); л = 0,1, 2, 3, . . . Согласно линеаризированной потенциальной теории аэродинамическое давление может быть пред ставлено в виде
р1 = р,Яа, (П — Ш 1) \е 11ш~ кх) соз л 0; |
) |
|
(41) |
ре = — реКа* (О — Ш е) \е 1 № ~кх>соз л0. |