CC BY
0
УДК 629.78.01
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТА ТРАНСФОРМИРУЕМЫЙ ШТАНГИ КРУПНОГАБАРИТНОГО
РЕФЛЕКТОРА В SOLID WORKS
Е.Ш. Саттарова, Д.О. Руденко, Е.В. Щербина Научный руководитель - А. А. Ходенков
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: leolvries25@mail.ru
Представлена трансформируемая штанга, которая способна переместить крупногабаритный рефлектор в заданное положение относительно космического аппарата и проведен обзор расчета элемента в программе Solid Works.
Ключевые слова: трансформируемые штанги, рефлектор, трансформируемая структура.
CALCULATION OF THE ELEMENT OF THE TRANSFORMABLE ROD OF A LARGE-SIZED REFLECTOR IN SOLID WORKS
E. Sh. Sattarova, D.O. Rudenko, E.V. Shcherbina Scientific supervisor - A. A. Khodenkov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: leolyries25@mail.ru
A transformable rod is presented, which is capable of moving a large-sized reflector to a given position relative to the spacecraft, and an overview of the calculation of the element in the Solid Works program is carried out.
Key words: transformable rods, reflector, deployable structure.
С наращиванием объемов космических аппаратов, таких как спутники связи, навигации и геодезии, актуальнее встает вопрос создания крупногабаритных трансформируемых конструкций. В современных космических технологий возникает необходимость в совершенствовании элементов установки космических аппаратов (КА). При проектирование и создание развертываемой в космосе антенной системы с рефлектором требуется гарантировать его удаление на заданное расстояние от космического аппарата, на котором размещается облучатель. Данного результата можно достичь с помощью штанги со стандартными габаритными размерами в трансформируемой конструкции[1].
Во время проектирования и создания элемента трансформируемый штанги крупногабаритного рефлектора сводится к обеспечению стабильности параметров функционирования и безотказности подсистем. Многоплановые инженерные задачи включают себя обеспечение безаварийной функционирования КА учитывая природные, техногенные и антропогенные факторы, последствии влияющие на вероятность безотказной работы в период эксплуатации КА.
Все элементы трансформируемый штанги крупногабаритного рефлектора являются неотъемлемой частью системы. При проектирование штанги должны учитывается все её
Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»
элементы, которые обеспечивают раскрытия, включая начальное положение при транспортировке и раскрытие в заданный момент времени, разворот на заданный угол и фиксирование в конечном положении.
Штанга представляет собой трансформируемой каркас, соединяющийся с помощью диагональных стержней на боковых сторонах привода. Диагональные стержни состоят из двух трубчатых элементов связанных между собой с помощью узловых шарниров и в развернутом положении обеспечивает крутильную жёсткость штанги показан на рис.1. Продольный стержень секции в развернутом и сложном положение имеет возможность складываться представлен на рис.2. Процесс трансформации стержней в развернутом состояние штанги показан на рис. 3 [1].
Рис. 1. Механизм фиксации диагональных стержней в развернутом положении
Рис. 2. Продольный стержень секции в развернутом и сложенном положениях
Рис. 3. Процесс развертывания секции штанги
При проектировании штанги выполнен комплекс расчетов, охватывающий все стадии ее эксплуатации - от испытаний и транспортирования штанги в земных условиях до удержания в космосе рефлектора в требуемом положении относительно КА. Расчетное обеспечение проектирование штанги рефлектора проводится по четырем основным направлениям: расчет конструкции в сложенном положении, разработка конечно-элементных моделей в ПК «Solid Works», расчет конструкции в рабочем положении и кинематический анализ процесса развертывания [2,3].
С учетом технических требований к КА и видами нагрузки на раскрывающиеся конструкции была спроектирована конечно-элементной модели элемента штанги в
«SoHdWorks» на рис.4. Создание данной модели позволит определить кинематические, динамические и прочные характеристики в процессе расчета. При проектирование элемента особое внимание уделяется к высоким требованиям надежности КА, которые обеспечивает раскрытие рефлектора и несет ответственность за регулировку формы отражающих поверхностей.
* — "» aa-P-1-Я- Д-'!«»-_—мм*-'_вин " — Р»|А
Рис. 4. Пример разработки конечно-элементной модели элемента штанги в «SolidWorks»
Вовремя проведение испытаний на прочность конструкции в сложенном положение проводится расчеты прочности на вибрационную нагрузку, линейных ускорений, прочность при транспортирование. В разработке конечно-элементных моделей в ПК «Solid Works» рассчитывается жёсткость корневого и концевого механизмов поворота и температурных деформаций. В расчете конструкции в рабочем положении проводится анализ напряженно-деформированного состояния конструкции в рабочем положении и расчет показателей точности.
В итоге с помощью разработанной программной модели в «SolidWorks» можно исследовать тепловые воздействия на трансформированную штангу крупногабаритного рефлектора и оценить функциональные характеристики в условиях эксплуатации.
Библиографические ссылки
1. Пат. № 2474736 Российская Федерация МПК8 F16C 11/04. Развертывающееся шарнирное соединение / А.Ф. Блинов и [др.]. патентообладатель ФГУП «Конструкторское бюро «Арсенал» имени М. В. Фрунзе» ; № 2011132994/11; заявл. 27.07.2011 ; опубл. 10.02.2013, Бюл. № 4. 13 с.
2. Справка по SOLIDWORKS [Электронный ресурс]. URL: https://help.solidworks.com/ 2020/Russian/SolidWorks (дата обращения: 04.04.2022).
3. Д. В. Зиновьев., М.И. Азанов. Основы проектирования в SOLIDWORKS 2016 : 1-е изд. 2017. 20 с.
© Саттарова Е.Ш., Руденко Д.О., Щербина Е.В., 2022
