Анализ устойчивости и жесткости композитной сетчатой конической оболочки с закрепленным малым основанием

Силовые элементы конструкций в виде конструктивных анизогридных оболочек вращения часто используются в производстве ракетно-космической техники (РКТ). Это обусловлено, прежде всего, высокими удельными механическими свойствами композитов, позволяющими изготавливать конструкции с высокой степенью весового совершенства. Кроме того, они достаточно технологичны, так как применяемый при их производстве метод непрерывной намотки композитных волокон широко распространен и хорошо отработан. Вопросам проектирования композитных сетчатых конструкций в последние годы уделяется пристальное внимание. Актуальным примером анизогридных цилиндрических и конических оболочек является адаптер космических аппаратов для вывода на орбиту спутников системы ГЛОНАСС, различные варианты которых до сих пор производятся в цехах АО «Решетнёв». Оболочки однотипны, но отличаются по размерам (диаметрам и длинам цилиндрических и конических частей) и несущей способности. Для композитных элементов РКТ характерно наличие большого перечня варьируемых параметров, определение оптимального сочетания которых выливается каждый раз в комплексную задачу научного поиска. Разработаны алгоритм и программа построения конечно-элементной (КЭ) модели анизогридных конических оболочек, изготавливаемых методом непрерывной намотки композитного волокна. Малое основание закреплено, а большое усилено шпангоутом и нагружено сосредоточенными усилиями и моментами. С помощью КЭ модели выполнено численное исследование устойчивости, жесткости и напряженно-деформированного состояния конструкции при варьировании параметров формирования ее сетчатой структуры.