карта сайта ; контакты Язык: ; ;
Зеленский Сергей Иванович, Сurriculum vitae

Зеленский Сергей Иванович



Сurriculum vitae

Расчет на прочность



1) Выведение.

        Для имитации случая нагружения ставим заделки, ограничивающие все 6 степеней свободы в точки крепления фермы ДУ и несущих стержней. Для имитации перегрузок выведения силу тяжести считаем равной g = 49.15 что соответствует условиям пятикратной перегрузке, возникающей при выведении КА РН.

Материалы: В95Т1, углепластик.

Напряжения в стержнях фермы удовлетворяют допустимым для данного материала. значениям 220 МПа или .22х10^9 Па.


Рассмотрим наиболее нагруженные стержни подробнее, чтобы убедиться в этом.


Значения σ0.2 220 МПа или .22х10^9 Па, превышаются лишь в точках приложения массы манипулятора, но все же не превышают предела прочности, σв 570 МПа или .57х10^9 Па. Что вполне допустимо для кратковременного нагружения наблюдаемого при выведении.


Эпюра перемещений, построена в реальном масштабе. Перемещения незначительны.


В результате расчетов получены потребные толщины для стержней, составляющих конструкцию КА.

1. Наиболее нагруженный пояс (первый → четвертый шестигранник) и элементы в нем – Ø32, толщина 8 мм.
2. 3 несущих стержня - Ø30, толщина 7.5мм.
3. Углепластиковые стержни применены для крепления тройника в баковом отсеке и как силовой набор крепления ЯЭУ - Ø26, толщина 3мм.
4. Остальная конструкция – Ø28, толщина 6мм.

Для полученной фермы, с найденными толщинами и сосредоточенными массами, находим центр масс, для случая выведения.

Плоскость X – Y.


Плоскость X – Z.


Плоскость Y – Z.


Масса, моменты инерции и центр масс полученной фермы с учетом массы манипулятора, реактора.


2) Транспортировка.
         Для имитации нагруженя, используем модель выведения как основу и добавляем по 3 крепления с одной степенью свободы в верхний пояс. Устанавливаем g = 24.575 м/с^2, что соответствует допустимым перегрузкам возникающим при транспортировке по ж/д. Расчетная схема


Напряжения в стержнях верхнего силового пояса удовлетворяют допустимым для данного материала, даже в точке сосредоточения массы манипулятора.


Эпюра перемещений, построена в реальном масштабе. Перемещения незначительны.


Из произведенных расчетов следует, что нагружения при транспортировочных операциях не превышают максимально допустимых значений с большим запасом.

3) Перелет.
          Для имитации случая нагружения возьмем максимальную перегрузку возникающую при работе маршевых двигателей, равную 10^-3 м/с^2.

Для расчета модернизируем модель, имитируя: 1 – запущенный реактор, 2 – полный бак АТ-НДМГ, 3 – полные баки с ксеноном, 4 – полезную нагрузку. Устанавливаем g = 0.00983 м/с^2.

Расчетная модель.


Напряжения в стержнях фермы полностью удовлетворяют допустимым для данного материала значению σ0.2 220 МПа или .22х10^9 Па.


Напряжения в углепластиковых стержнях фермы полностью удовлетворяют допустимым для данного материала значению.


Эпюра перемещений, построена в реальном масштабе. Перемещения незначительны.


Даже для самых нагруженных элементов конструкции - стержней крепления тройника в баковом отсеке, напряжения не превысили значения σ0.2 для углепластика в 670 МПа или .67х10^9, что необходимо при длительной эксплуатацией с данными напряжениями. Максимальное напряжение наблюдается в ферме крепления ДУ и бакового отсека, но и оно имеет допустимое значение исходя из условий длительной эксплуатации при данных нагрузках.

Для полученной фермы, с найденными толщинами и сосредоточенными массами, находим центр масс, для случая перелёта.

Плоскость Y – Z.


Плоскость X – Z.


Плоскость Y – X.


Масса, моменты инерции и центр масс полученной фермы с учетом массы манипулятора, реактора и бака АТ-НДМГ, полезной нагрузки и баков с Хе.


4) Стыковка.
     Для имитации нагружения воспользуемся расчетной моделью из случая перелета. Стыковка с заправщиком массой 45 тонн с перегрузкой 0.1, перегрузка носит ударный характер. Устанавливаем g = 0.983 м/с^2 и действием его по оси Y, делая заделки по всей нижней плоскости КА.

Расчетная схема.


Как видно напряжения в некоторых элементах конструкции превосходят предел текучести для данного материала (220 МПа), но все же не больше предела прочности (570 МПа), что вполне допустимо для кратковременных нагружений.


Перемещения незначительны. Максимум шкалы вызван отсутствием фиксации имитации реактора («носа»).


Из проведенных расчетов следует, что нагружения при стыковочных операциях не превышают максимально допустимых значений.
НАВЕРХ ^