Программа расчета нагрузок в конструкции космического аппарата
Автор: А. П. Кравчуновский, Р. А. Пряничников, С. А. Зоммер
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 1, 2022 года.
Бесплатный доступ
Для проведения предварительной оценки прочности конструкции космического аппарата разработаны алгоритм и программа расчета механических нагрузок. Алгоритм разработан с целью проведения одновременного расчета нагрузок сразу по нескольким расчетным случаям. В настоящей работе объектом исследования был выбран алгоритм расчета внутренних усилий для пругодеформированной балки. В рамках предварительной оценки такой алгоритм может быть использован для расчета внутренних усилий, возникающих в конструкции космического аппарата на этапе наземной эксплуатации и на участке выведения. С целью обеспечения функциональности на основе алгоритма разработана компьютерная программа, обеспечивающая проведение автоматизированного расчета нагрузок в конструкции космического аппарата с возможностью вывода данных в формате, удобном для их последующего использования. Для оценки корректности результатов, полученных при расчете в программе, они сравнивались с результатами аналитического решения аналогичной задачи. В ходе проверки было выявлено совпадение результатов, полученных в программе и аналитическим методом.
Космический аппарат, расчет нагрузок, экспериментальная отработка, участок выведения
Короткий адрес: https://sciup.org/14121727
IDR: 14121727 | УДК: 629.78:539.4 | DOI: 10.26732/j.st.2022.1.02
Program for calculating the loads generated in spacecraft structure
An algorithm as well as a program for calculating mechanical loads in spacecraft structure are developed in the frame of its preliminary strength assessment. The algorithm was developed with the aim of calculating loads of several design cases simultaneously. The main object for study of this paper was an algorithm for calculating internal forces for a bending beam. As part of a preliminary assessment, such an algorithm can be used to calculate the responses, which are appeared in the spacecraft structure during its ground and flight operations. In order to provide an effective use of developed algorithm, a computer program has been written. This program provides an automated calculation of loads in the spacecraft structure with the ability to output data in a format which convenient for its further use. Such parameters as geometrical data, mass properties of the spacecraft, its test and launch conditions, qualification factors and safety coefficients are initial data to start the calculation. To verify the results obtained with the program, they were compared with the results of the analytical solution of a similar problem. From the check it was revealed, that they are coincide.
Список литературы Программа расчета нагрузок в конструкции космического аппарата
- Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие. Красноярск : Сиб. гос. аэрокосм. ун-т., 2011. 488 с.
- ГОСТ 2.103–2013. Единая система конструкторской документации. Стадии разработки. М. : Стандартинформ, 2015. 10 с.
- ГОСТ Р 56514-2015. Нормы прочности автоматических космических аппаратов.
- Ткаченко С. И., Ткаченко О. А., Самсонов В. Н. Методы экспериментальной отработки прочности конструкций летательных аппаратов : учеб. пособие. Самара : СГАУ, 2007. 255 с.
- Коновалов Д. Р., Платонов А. О. Методы экспериментальной отработки прочности конструкций летательных аппаратов // Решетневские чтения : материалы XXV Междунар. науч.-практ. конф. Красноярск. СибГУ. 2021. С. 483–484.
- Костин В. А., Валитова Н. Л. Теория и практика прочностной отработки конструкций летательных аппаратов : монография. Казань : КНИТУ-КАИ, 2014. 140 с.
- Русаков А. В. Расчетно-экспериментальное обеспечение надежности элементов конструкций космических летательных аппаратов на этапе проектирования : автореф. дисс. … канд. техн. наук: 05.07.03. Самара. 2000. 18 с.
- ECSS-E-HB-32-26A. Space engineering. Spacecraft mechanical loads analysis handbook // ESA-ESTEC Requirements and Standards Division. Noordwijk. The Netherlands. 2013.
- Москвичев В. В., Лепихин А. М., Буров А. Е., Доронин С. В., Москвичев Е. В. Расчетно-экспериментальная оценка прочности и предельных состояний композитных конструкций космических аппаратов // Космические аппараты и технологии. 2019. Т. 3. № 3. С. 140–148. doi: 10.26732/2618-7957-2019-3-140-148.
- Тестоедов Н. А. Особенности статических испытаний космических аппаратов // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М. Ф. Решетнева. 2008. № 1 (18). С. 91–94.
- Кравчуновский А. П., Зоммер С. А., Пряничников Р. А. Программа расчета нагрузок в конструкции космического аппарата : свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021663252. 2021.
- Беляев Н. М. Сопротивление материалов. М. : Наука, 1976. 608 с.
