Методические аспекты моделирования стохастического вибродинамического воздействия


Авторы

Герасимчук В. В.*, Ефанов В. 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: kuznetsovda@laspace.ru
***e-mail: telepnev@laspace.ru

Аннотация

Представлен методический аппарат формирования временного ряда случайного широкополосного воздействия, соответствующего требованиям, задаваемым в виде спектральных плотностей виброускорений для различных диапазонов частот. Вибродинамическое воздействие двигателя коррекции космического аппарата рассмотрено как реализация эргодичной и стационарной случайной функции. Используя обратное преобразование Фурье для графика спектральной плотности, определена соответствующая ей корреляционная функция и сформирован вариант входного динамического воздействия для моделирования вибрационного фона конструкции. Исследовано сгенерированное случайное широкополосное вибродинамическое воздействие. Установлено, что его спектр соответствует исходным требованиям, задаваемым в виде спектральных плотностей виброускорений для различных диапазонов частот. Рассмотренный способ может позволить корректно формировать стохастическое вибродинамическое воздействие и исследовать влияние широкополосной вибрации на чувствительную и малостойкую к вибрационным нагрузкам аппаратуру космического аппарата на ранних этапах проектирования.

Ключевые слова:

космический аппарат, спектральная плотность, корреляционная функция, стохастическая вибрация, виброускорение

Библиографический список

  1. Ефанов В.В., Телепнев П.П., Кузнецов Д.А. Межпланетные станции с прецизионной точностью ориентации: требования по обеспечению комплексной виброзащиты // Астрономический вестник. 2019. T. 53. № 6. С. 475-480.
  2. Либерман М.Ю. О моделировании процессов формирования пусковых нагрузок, оказывающих динамическое воздействие на космический аппарат // Вопросы электромеханики. 2013. Т. 136. С. 19-30.
  3. Моишеев А.А., Мордыга Ю.О. Сравнительный анализ влияния основных бортовых источников возмущений КА на «вибрационный смаз» изображения космического телескопа. – М.: НПО им. С.А. Лавочкина, 1998.
  4. Жуков Ю.А., Коротков Е.Б., Матвеев С.А. и др. Виброзащита прецизионного оборудования космических аппаратов от внутренних источников возмущений // Космические аппараты и технологии. 2021. Т. 5. № 4. С. 217-226. DOI: 10.26732/j.st.2021.4.05
  5. Герасимчук В.В., Жиряков А.В., Кузнецов Д.А., Телепнев П.П. Моделирование вибрационного фона космического аппарата // Труды МАИ. 2023. № 131. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID= 175908. DOI: 10.34759/trd-2023-131-02
  6. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV-22. Ракетно-космическая техника. - М.: Машиностроение. 2014. Кн. 2. Ч. II. – 548 c.
  7. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC.visualNastran для Windows. - М.: ДМК Пресс, 2004. - 704 с.
  8. Агеенко Ю.И., Пегин И.В., Чесноков Д.В. Двигатель коррекции тягой 50 Н для посадочного аппарата «Луна-Ресурс» // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2014.  № 5 (47). Ч. 1. С. 112-117.
  9. Фролов К.В. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти томах. Защита от вибраций и ударов. – М.: Машиностроение, 1985. Т. 6. - 456 с.
  10. Telepnev P.P., Zhirykov A.V., Gerasimchuk V.V. Calculating the Structural Vibration Loading Applied to Spacecraft Using Dynamic Analysis // Solar System Research. 2021. V. 55, No. 7. DOI: 10.1134/S0038094621070200
  11. Занин К.А., Москатиньев И.В., Демидов А.Ю. Разработка обобщённых критериев разрешающей способности для различных типов космических систем наблюдения // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2023. № 1. С. 12-20.
  12. Телепнев П.П., Кузнецов Д.А. Основы проектирования виброзащиты космических аппаратов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2019. – 102 с.
  13. Деменко О.Г., Бирюков А.С. К вопросу об определении параметров эквивалентного ударного импульса при испытаниях космических аппаратов // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2023. № 2. С. 70-77.
  14. Бейкер Р. Введение в теорию виброиспытаний. LING DYNAMIC SYSTEMS. 1994. – 44 с.
  15. Хейлен В., Ламменс С., Сас П. Модальный анализ: теория и испытания. - М.: Новатест, 2010. - 319 с.
  16. Семенов М.Е., Соловьев А.М., Попов М.А. Стабилизация неустойчивых объектов: связанные осцилляторы // Труды МАИ. 2017. № 93. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=80231
  17. Гриценко Д.В., Нуждов Ю.Н., Шаповалов Р.В. Моделирование дорожного воздействия на транспортные средства. – М.: МО СССР, 1991. – 121 с.
  18. 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
  19. Гардинер К.В. Стохастические методы в естественных науках. – М.: Мир, 1986. – 538 с.
  20. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложния. – М.: Юстиция, 2018. – 480 с.
  21. Иванов А.И., Тарасов Д.В., Ермакова А.И. Программное воспроизведение корреляционных связей в малых выборках при статистическом анализе биометрических данных и данных рынка в пространстве значений эмпирического показателя Хёрста // Труды МАИ. 2024. № 137. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=181892
  22. 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.
  23. Зорин А.В., Зорин В.А., Федоткин М.А. Моделирование случайных величин и проверка гипотез о виде распределения. - Нижний Новгород: Нижегородский университет, 2017. – 19 с.
  24. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. – М.: Наука, 1969. – 576 с.
  25. Ильин В.А., Садовничий В.А., Сендов Бл.Х. Математический анализ. - М.: Изд-во Московского университета, 2004. – 654 с.
  26. Понтрягин Л.С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. – М.: Наука, 1974. – 331 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход