Расчётно-экспериментальный метод учёта системы обезвешивания при анализе собственных частот и форм колебаний


DOI: 10.34759/trd-2022-125-12

Авторы

Герасимчук В. В.*, Жиряков А. В.**, Кузнецов Д. А.***, Телепнев П. П.****

Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина, ул. Ленинградская, 24, Химки, Московская область, 141400, Россия

*e-mail: gerasimchuk@laspace.ru
**e-mail: dep127180@laspace.ru
***e-mail: kuznetsovda@laspace.ru
****e-mail: telepnev@laspace.ru

Аннотация

Представлен расчётно-экспериментальный метод учёта системы обезвешивания при анализе динамического поведения осцилляторов космического аппарата. Рассмотрены практические и теоретические приёмы коррекции конечно-элементных моделей с использованием данных экспериментального исследования. Испытания осуществлялись методом свободных колебаний для определения собственных частот и декрементов затуханий изделия, расчётный модальный анализ проведён методом конечных элементов с использованием пакета Femap with NX Nastran. По результатам натурного определения собственных частот и форм колебаний конструкции, на примере двух осцилляторов — крыла панели солнечной батареи и штанги для выноса научной аппаратуры — выполнены коррекция конечно-элементных моделей и оценка адекватности (проверка соответствия модели реальной системе) динамической схемы космического аппарата с учётом влияния системы обезвешивания.

Ключевые слова:

собственная частота колебаний, батарея солнечная, динамическая схема, космический аппарат

Библиографический список

  1. Раушенбах Б.В., Токарь Е.Н. Управление ориентацией космических аппаратов. М.: Наука, 1974. — 600 с.
  2. Меркурьев С.А. Методика отработки алгоритмов управления угловым движением космических аппаратов // Инженерный журнал: наука и инновации. 2020. № 6 (102). DOI: 10.18698/2308-6033-2020-6-1990.
  3. Телепнев П.П., Кузнецов Д.А. Основы проектирования виброзащиты космических аппаратов. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2019. — 102 с.
  4. Машиностроение. Энциклопедия. Т. 1-3. Динамика и прочность машин. Теория механизмов и машин / Под ред. К.С. Колесникова. — М.: Машиностроение, 1994. Кн. 1. — 534 с.
  5. Понтрягин Л.С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. — М.: Наука, 1974. — 331 с.
  6. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC.visualNastran для Windows. — М.: ДМК Пресс, 2004. — 704 с.
  7. Межин В.С., Обухов В.В. Практика применения модальных испытаний для целей верификации конечно-элементных моделей конструкции изделий ракетно-космической техники // Космическая техника и технологии. 2014. № 1 (4). С. 86-91.
  8. Иголкин А.А., Сафин А.И., Филипов А.Г. Модальный анализ динамического макета малого космического аппарата // Решетнёвские чтения. 2018. Т. 1. С. 117-118.
  9. Гайдукова А.О., Белянин Н.А. Обзор систем обезвешивания // Решетнёвские чтения. 2016. Т. 1. С. 94-95.
  10. Хейлен В., Ламменс С., Сас П. Модальный анализ: теория и испытания. — М.: ООО «Новатест», 2010. — 319 с.
  11. Деменко О.Г., Бирюков А.С., Бордадымов В.Е. К вопросу об использовании акустических испытаний при наземной отработке прочности КА // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2022. № 1. С. 10-17. DOI: 10.26162/LS.2020.49.3.005
  12. Фролов К.В. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти томах. Т. 6. Защита от вибраций и ударов. — М.: Машиностроение, 1985. — 456 с.
  13. Ефанов В.В., Телепнев П.П., Кузнецов Д.А, Герасимчук В.В. Методологический аспект задачи структурной идентификации параметров динамической схемы космического аппарата // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2021. № 3 (53). С. 44-53. DOI: 10.26162/LS.2021.53.3.006
  14. Telepnev P.P., Zhirykov A.V., Gerasimchuk V.V. Calculating the Structural Vibration Loading Applied to Spacecraft Using Dynamic Analysis // Solar System Research, 2021, vol. 55, no. 7, pp. 698-703. DOI: 10.1134/S0038094621070200.
  15. Амирьянц Г.А., Малютин В.А. Об экспериментальном определении жесткостных характеристик авиационных конструкций // Труды МАИ. 2018. № 103. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=100600
  16. Li S., Miskioglu I., Altan B.S. Solution to line loading of a semi-infinite solid in gradient elasticity // International Journal of Solids and Structures, 2004, no. 41, pp. 3395-3410. DOI:10.1016/j.ijsolstr.2004.02.010.
  17. Лурье С.А., Шрамко К.К. Об условии корректности в краевых задачах градиентной теории упругости // Труды МАИ. 2021. № 120. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=161414. DOI: 10.34759/trd-2021-120-02
  18. Liu X.N., Huang G.L., Hu, G.K. Chiral effect in plane isotropic micropolar elasticity and its application to chiral lattices // Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2012, no. 60, pp. 1907-1921. DOI: 10.1016/j.jmps.2012.06.008
  19. Ma H.M., Gao X.-L., Reddy J.N. A microstructure-dependent Timoshenko beam model based on a modified couple stress theory // Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2008, no. 56, pp. 3379-3391. DOI: 10.1016/j.jmps.2008.09.007
  20. Auffray N., Le Quang H., He H.C. Matrix representations for 3D strain-gradient elasticity // Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2013, no. 61, pp. 1202-1223. DOI: 10.1016/j.jmps.2013.01.003
  21. Герасимчук В.В., Телепнев П.П. Снижение уровня виброактивности применением демпфирующего покрытия с подкрепляющим слоем // Труды МАИ. 2021. № 119. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=159787. DOI: 10.34759/trd-2021-119-09
  22. Елисеев А.В., Кузнецов Н.К., Елисеев С.В. Частотная энергетическая функция в оценке динамических состояний технических объектов // Труды МАИ. 2021. № 118. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=158213. DOI: 10.34759/trd-2021-118-04
  23. Сысоев О.Е., Добрышкин А.Ю., Нейн С.Н. Аналитическое и экспериментальное исследование свободных колебаний разомкнутых оболочек из сплава Д19, несущих систему присоединенных масс // Труды МАИ. 2018. № 98. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=90079
  24. ASTM E756-05. Stamdard Test Method for Measuring Vibration-Damping Properties of Materials. USA: ASTM International, 2017, 14 p.
  25. Фирсанов В.В., Фам В.Т. Напряженно-деформированное состояние сферической оболочки на основе уточненной теории // Труды МАИ. 2019. № 105. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=104174
  26. Calucio A.C., Deu J.-F., Ohayon R. Finite Element Fomulation of Viscoelastic Sandwich Beams Using Fractional Derivation Operators // Computational Mechanics, 2004, vol. 33, issue 4, pp. 282-291.
  27. Воронцов В.А., Карчаев Х.Ж., Мартынов М.Б., Примаков П.В. Программа исследования Венеры и международное сотрудничество // Труды МАИ. 2016. № 86. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=65702

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход