Проверка адекватности приближённых аналитических зависимостей для прогиба тонкой однородной пластины при температурном ударе


Авторы

Седельников А. В.*, Сердакова В. В.**, Николаева А. С.***

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: axe_backdraft@inbox.ru
**e-mail: valeriay.121@yandex.ru
***e-mail: ezhevichka333@gmail.com

Аннотация

В работе проведён сравнительный анализ приближённых аналитических зависимостей, моделирующих прогиб однородной тонкой пластины при температурном ударе для случая жёсткого закрепления одного края пластины и свободных других её краёв. Данный анализ содержит два направления: исследования поля температур и прогибов. Выявлены границы применимости этих зависимостей для практического использования при учёте температурного удара панелей солнечных батарей малого космического аппарата. Результаты работы могут быть использованы при исследовании вращательного движения малого космического аппарата вокруг его центра масс с учётом влияния температурного удара.

Ключевые слова:

температурный удар, тонкая однородная пластина, панель солнечной батареи, малый космический аппарат

Библиографический список

  1. Akhmetov R., Filatov A., Khalilov R. «AIST-2D»: Results of flight tests and application of earth remote sensing data for solving thematic problems // The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 2023, vol. 26 (3), pp. 427-454. DOI: 10.1016/j.ejrs.2023.06.003

  2. Седельников А.В., Орлов Д.И., Сердакова В.В., Николаева А.С. Исследование возмущений от температурного удара панели солнечной батареи при моделировании вращательного движения малого космического аппарата вокруг центра масс // Труды МАИ. 2022. № 126. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168997. DOI: 10.34759/trd-2022-126-11

  3. Lia M., Zhang Y., Hu Q., Qi R The pointing and vibration isolation integrated control method for optical payload // Journal of Sound and Vibration, 2019, vol. 438, pp. 441-456. DOI: 10.1016/j.jsv.2018.09.038

  4. Абрашкин В.И., Воронов К.Е., Дорофеев А.С. и др. Определение вращательного движения малого космического аппарата АИСТ-2Д по данным магнитных измерений // Космические исследования. 2019. Т. 57. № 1. С. 61–73.

  5. Lia M., Zhang Y., Hu Q., Qi R The pointing and vibration isolation integrated control method for optical payload // Journal of Sound and Vibration, 2019, vol. 438, pp. 441-456. DOI: 10.1016/j.jsv.2018.09.038

  6. Zhang J., Guo Z., Zhang Y. Dynamic characteristics of vibration isolation platforms considering the joints of the struts // Acta Astronautica, 2016, vol. 126, pp. 120–137. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.04.001

  7. Седельников А.В., Николаева А.С., Сердакова В.В. Оценка выполнимости требований по угловой скорости малого космического аппарата с учётом температурного удара // Труды МАИ. 2023. № 132. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=176836.

  8. Абрашкин В.И., Пузин Ю.Я., Сазонов В.В. Электромагнитная система управления вращательным движением спутника, обеспечивающая малый уровень микроускорений на его борту – М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2010. Препринт № 22. - 36 с.

  9. Wang A., Wang S., Xia H. et al. Dynamic Modeling and Control for a Double-State Microgravity Vibration Isolation System // Microgravity Science and Technology, 2023, vol. 35, no. 1. DOI: 10.1007/s12217-022-10027-8

  10. Седельников А.В., Танеева А.С. Моделирование поля микроускорений в защищенной зоне виброзащитных устройств для реализации гравитационно-чувствительных процессов на борту малого космического аппарата технологического назначения // Омский научный вестник. Серия авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2023. Т. 7. № 2. С. 65–72. DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-2-65-72

  11. Kerber F., Hurlebausb S., Beadle B.M. et al. Control concepts for an active vibration isolation system // Mechanical Systems and Signal Processing, 2007, vol. 21, pp. 3042–3059. DOI: 10.1016/j.ymssp.2007.04.003

  12. Асланов В.С., Нерядовская Д.В. Тросовая система в коллинеарных точках либрации L1, L2 системы Марс-Фобос // Труды МАИ. 2022. № 122. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=163923. DOI: 10.34759/trd-2022-122-02

  13. Ледков А.С. Динамика и управление цилиндрическим космическим мусором при бесконтактной транспортировке ионным потоком // Труды МАИ. 2023. № 131. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=175910. DOI: 10.34759/trd-2023-131-04

  14. Trushlyakov V.I., Yudintsev V.V. Rotary space tether system for active debris removal // Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2020, vol. 43, no. 2, pp. 354–364. DOI: 10.2514/1.G004615

  15. Botta E.M., Sharf I., Misra A.K. Contact Dynamics Modeling and Simulation of TetherNets for Space Debris Capture // Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2017, vol. 40, no. 1, pp. 110-123. DOI: 10.2514/1.g000677

  16. Миронов В.В., Усовик И.В. Ретроспектива проблемы космического мусора. Часть 1. Техногенное засорение космического пространства и средства его контроля // Космические исследования. 2020. Т. 58. № 2. С. 117–130. DOI: 10.31857/S0023420620020089

  17. Aslanov V.S., Ledkov A.S. Detumbling of axisymmetric space debris during transportation by ion beam shepherd in 3D case // Advances in Space Research, 2022, vol. 69, no. 1, pp. 570–580. DOI: 10.1016/j.asr.2021.10.002

  18. Priyant C.M. Surekha K. Review of Active Space Debris Removal Methods // Space Policy, 2019, vol. 47, pp. 194–206. DOI: 10.1016/j.spacepol.2018.12.005

  19. Wang Q., Jin D., Rui X. Dynamic Simulation of Space Debris Cloud Capture Using the Tethered Net // Space: Science & Technology, 2021, vol. 2021. DOI: 10.34133/2021/9810375

  20. Orlov D.I. Modeling the Temperature Shock Impact on the Movement of a Small Technological Spacecraft // Proceedings International Conference Problems of Applied Mechanics. AIP Conference Proceedings, 2021, vol. 2340, no. 1, pp. 050001. DOI: 10.1063/5.0047296

  21. Мануйлов С.А. Космический мусор – угроза безопасности космических полетов // Проблемы безопасности полетов. 2021. № 9. С. 35–53. DOI: 10.36535/0235-5000-2021-09-3

  22. Sedelnikov A.V., Serdakova V.V., Nikolaeva A.S. Method of Taking into Account Influence of Thermal Shock on Dynamics of Small Satellite and its Use in Analysis of Microaccelerations // Microgravity Science and Technology, 2023, vol. 35, no. 3. DOI: 10.1007/s12217-023-10049-w

  23. Sedelnikov A.V., Orlov D.I., Serdakova V.V., Nikolaeva A.S. Investigation of the stress-strain state of a rectangular plate after a temperature shock // Mathematics, 2023, vol. 11, no. 3, pp. 638. DOI: 10.3390/math11030638

  24. Sedelnikov A.V., Serdakova V.V., Orlov D.I., Nikolaeva A.S. Investigating the Temperature Shock of a Plate in the Framework of a Static Two-Dimensional Formulation of the Thermoelasticity Problem // Aerospace, 2023, vol. 10, no. 5, pp. 445. DOI: 10.3390/aerospace10050445

  25. Sedelnikov A.V., Orlov D.I., Serdakova V.V. et al. The importance of a three-dimensional formulation of the thermal conductivity problem in assessing the effect of a temperature shock on the rotational motion of a small spacecraft // E3S Web of Conferences, 2023, vol. 371, pp. 03015. DOI: 10.1051/e3sconf/202337103015

  26. Chamberlain M.K., Kiefer S.H., Banik J.A. On-Orbit Structural Dynamics Performance of the Roll-Out Solar Array // AIAA Spacecraft Structures Conference, 2018. DOI: 10.2514/6.2018-1942

  27. Chamberlain M.K., Kiefer S.H., La Pointe M., La Corte P. On-orbit flight testing of the Roll-Out Solar Array // Acta Astronautica, 2021, vol. 179, pp. 407–414. DOI: 10.1016/j.actaastro.2020.10.024

  28. Liu C., Zhan H.Y., Wang Y., et al. Data management platform for space environment simulator based on real-time database // Spacecraft Environment Eng China, 2010, vol. 12, pp. 715–719.

  29. Su. X.M., Zhang J.H., Wang J., Bi Ya. Q., Qie D.F., Xiang Z.H., Xue M.D. Experimental investigation of the thermally induced vibration of a space boom section // Science China Physics, Mechanics & Astronomy, 2015, vol. 58, no. 4, pp. 044601. DOI: 10.1007/s11433-014-5622-y

  30. Lee B.H., Yamasaki M., Murozono M. Experimental Verification of Thermal Structural Responses of a Flexible Rolled-Up Solar Array // Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, 2013, vol. 56, no. 4, pp. 197–204. DOI: 10.2322/tjsass.56.197

  31. Ma J., Dai C., Wang B., Beer M., Wang A. Random dynamic responses of solar array under thermal-structural coupling based on the isogeometric analysis // Acta Mechanica Sinica, 2023, vol. 39, no. 4, pp. 722338. DOI: 10.1007/s10409-023-22338-x


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход