CC BY
32Решетневскце чтения
вующие математические модели. Основными критериями выбора данных моделей являлись возможность учета особенностей развития повреждений в исследуемых ПКМ, возможность их применения для проведения численного моделирования с минимальными требованиями к вычислительным ресурсам, а также возможность проведения испытаний ПКМ для определения параметров моделей в условиях минимальной оснащенности лаборатории. Предложенные модели удовлетворяют установленным критериям. Исходя из их описания можно с уверенностью сказать, что они в полной мере отражают особенности повреждений и механизмы их развития в исследуемых ПКМ. Являясь моделями мезо-уровня, они не требует высокой степени дискретизации задачи, тем самым снижая требо-
вания к вычислительным ресурсам. Были разработаны методы испытаний для определения параметров моделей. Данные испытания, могут быть осуществлены в условиях большинства лабораторий, занимающихся исследованием прочности материалов.
Для подтверждения применимости предложенных моделей было проведено численное моделирование разрушения двух образцов, выполненных из исследуемых ПКМ. Моделирование осуществлялось с применением программного комплекса SAMCEF. Полученные результаты моделирования качественно продемонстрировали описанные выше характер и сценарии повреждений в исследуемых материалах. На основе полученных результатов было проведено сравнение особенностей разрушения двух образцов.
I. V. Slovtsov LLC «Bee Pitron», Russia, Saint Petersburg
N. N. Fedonyuk
Krylov Shipbuilding Research Institute, Russia, Saint Petersburg
NUMERICAL MODELING THE PROCESSES OF DAMAGE ACCUMULATION AND FAILURE OF CARBON FIBERS REINFORCEMENT PLASTICS
The features of the processes involved in damage accumulation and failure of composite materials reinforced by unidirectional carbon fibers and woven carbon fabrics are considered. Numerical methods of these simulation processes are proposed. Numerical model based on results of considered materials is verified.
© CJIOB^B H. B., OegoHTOK H. H., 2012
УДК 539.3:621.396.67
Н. А. Тестоедов, В. И. Халиманович, А. И. Величко, Г. В. Шипилов, А. В. Романенко, Д. Б. Усманов, А. С. Евдокимов ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
А. В. Бельков, А. П. Жуков, С. В. Пономарев, В. С. Пономарев Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики Томского государственного университета, Россия, Томск
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ КОНЦЕПЦИЙ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ
КОСМИЧЕСКИХ РЕФЛЕКТОРОВ
Рассматриваются концепции вантово-оболочечных трансформируемых конструкций рефлекторов.
Необходимость обеспечения мобильной связью всей территории страны, морских и авиационных транспортных средств определяет актуальность развития спутниковой связи с применением крупногабаритных трансформируемых рефлекторов. Потребности в качественном зондировании поверхности Земли приводят к увеличению размеров рефлекторных антенн космических аппаратов. Возрастающие габариты апертуры рефлекторов создают серьезные ограничения по массе и объему в сложенном положении для таких конструкций, что обеспечивается применением современных материалов и механизмов развертывания конструкции. Требование по жесткости конструкции трансформируемого рефлектора предъявляет дополнительные условия к натяжению вантовой фор-
мообразующей структуры и ее силовой опорной конструкции.
При анализе основных концепций крупногабаритных трансформируемых рефлекторов осуществлялось прогнозирование механического поведения всей конструкции рефлектора с использованием метода конечных элементов для проведения необходимых итераций по обеспечению основных требований по точности формы, натяжению вантовой формообразующей структуры, устойчивости силовых элементов конструкции с выявлением критических технологических операций при сборке и настройке рефлектора.
На основе доступных данных из отечественных и зарубежных научно-технических публикаций, а так-
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
же результатов, полученных при совместных работах ные концепции вантово-оболочечных трансформируе-ОАО «ИСС» и НИИ ПММ ТГУ, рассмотрены основ- мых конструкций рефлекторов.
N. A. Testoedov, V. I. Halimanovich, A. I. Velichko, G. V. Shipilov, A. V. Romanenko, D. B. Usmanov, A. S. Evdokimov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite System», Russia, Zheleznogorsk
A. V. Belkov, A. P. Zhukov, S. V. Ponomarev, V. S. Ponomarev Reserch Institute of Applied Mathematics and Mechenics of Tomsk State University, Russia, Tomsk
ANALYSIS OF MAIN CONCEPTIONS OF LARGE DEPLOABLE SPACE REFLECTORS
Conceptions of guy shell deployable structures of reflectors are considered.
© Тестоедов Н. А., Халиманович В. И., Величко А. И., Шипилов Г. В., Романенко А. В., Усманов Д. Б., Евдокимов А. С., Бельков А. В., Жуков А. П., Пономарев С. В., Пономарев В. С., 2012
УДК531.010
С. А. Уханев, О. А. Белов, Е. А. Шевцов
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
МЕТОД ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЕЙ В УЗЛАХ ПОВОРОТА АНТЕННЫ С УГЛАМИ СКАНИРОВАНИЯ БОЛЕЕ 180°
Представлен метод прокладки кабельной петли в виде спирали, обеспечивающий минимизацию момента сопротивления движению кабелей при повороте антенны на углы более 180°.
Особенность прокладки кабелей через узлы, совершающие вращательные движения на углы более 180°, заключается в том, что при обычном монтаже с петлей кабелей в виде сегмента окружности (или элипса) радиус гиба кабеля не стремится к постоянному увеличению, а увеличиваясь до поворота на 180°, затем «переламывается», вызывая при этом нестабильность в поведении петли и в дальнейшем уменьшается, что приводит к возрастанию момента сопротивления.
Представленное формирование кабельной петли диктуется условием компактности узла и условием уменьшения момента сопротивления движению кабеля при увеличении длинны изгибаемой части и увеличении радиуса гиба кабеля. Также учитывается условие невращения коаксиальных кабелей вокруг собственной продольной оси и, что важно для условий эксплуатации КА, повторяемость поведения кабельной петли при последующих поворотах узла.
Петля представляет собой спираль радиусом Rн в начальном положении и Re в конечном положении узла поворота, состоящая из Ын витков в начальном положении и Nk в конечном положении узла поворота (рис. 1). Зная угол поворота от начального положения к конечному и учитывая равномерную жесткость кабелей по длинне, можно оптимизировать длинну кабеля (количество витков) по массе кабеля и Rk из соотношения N^Nk = 1к/1н, где 1к и 1н длина одного витка спирали в конечном и начальном положении
петли кабелей (при увеличении числа витков в конечном положении уменьшается конечный радиус петли Як и увеличивается масса кабелей.
Рис. 1. Кабельная петля в виде спирали через двухстепенной узел поворота антенны
Петля кабелей в виде спирали имеет следующие показатели: № = 1,6; Ык = 1; Н = 85 мм при Ян = 57 мм, Rк = 90 мм (рис. 2).
По проведенным результатам анализа и расчетам даказанно, что монтаж соответствует всем требованиям и параметрам, сданным к монтажу кабелей как в
