Проектирование платформы космических спутников
Требования к структуре малых космических объектов. Основные элементы корпуса спутника, имеющие соединение с телом ракеты-носителя. Структурно-параметрический синтез универсальной платформы, ее расчет на прочность. Выбор оптимальной формы корпуса аппарата.
| Рубрика | Астрономия и космонавтика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.12.2014 |
| Размер файла | 4,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
История развития космической техники неразрывно связана с ее постоянным развитием и совершенствованием. Происходит постоянное усложнение задач, поставленных перед изделиями космической техники. При этом упор делается на развитие прикладной космонавтики и увеличение эффективности результатов космической деятельности.
Современные изделия космической техники являются сложными и дорогостоящими техническими устройствами. Поэтому естественным является стремление заказчиков космической техники к снижению стоимости разработки и изготовления космических аппаратов, а также услуг по их запуску при сохранении необходимого уровня надежности и требуемого гарантированного срока функционирования космических аппаратов на орбите.
Решению данной задачи, в определенной степени, способствует разработка маломассогабаритных (малых) космических аппаратов с широким применением унифицированных базовых конструкций (космических платформ) и доступной элементной базой.
Именно на малых космических аппаратах экономически целесообразно проводить натурную проверку ряда инновационных технических решений и объектов интеллектуальной собственности.
К созданию малых космических аппаратов широко привлекаются студенты и аспиранты аэрокосмических специальностей вузов, что позволяет им приобрести еще на стадии обучения определенные навыки и опыт реальной деятельности в области создания и эксплуатации изделий космической техники.
В настоящей курсовой работе предоставлен материал по структуре малых космических аппаратов.
1.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СТРУКТУРЕ
|
Миссия Фаза |
Источник Требования |
|
|
Производство и монтаж |
Обращение арматуре или контейнеров реакции Напряжения, вызванные производственными процессами (сварка) |
|
|
Транспорт и транспортировка |
Крановые или Dolly реакции Земля, море, или воздушного транспорта среды |
|
|
Тестирование |
Среды от вибрации или акустических испытаний |
|
|
Предстартовый |
Обращение во время укладки последовательности и предполетных проверок |
|
|
Запуск и Ascent |
Стационарные руля ускорений Виброакустический шум во время запуска и трансзвуковом фазе Колебания двигательной системы двигателя Переходные нагрузки в бустер зажигания и выгорания, сценических разделений, маневров транспортных средств, метательного слякоти, и обтекатель отделения Пиротехническое шок от событий разделения |
|
|
Операции миссии |
Стационарные подруливающее ускорений Переходные нагрузки, указывая маневры и ожоги контроля отношение или док-события Пиротехническое шок от событий разделения, развертывания Тепловые среды |
|
|
Reentry и посадки (если применимо) |
Аэродинамический нагрев Переходный ветер и посадочные нагрузки |
Первичная структура
Основная структура, несущая все виды нагрузки, в том числе и стартовую нагрузку.
Вторичная структура
Панели, штанги, антенны, механизмы развертывания и прочие части, не несущие нагрузки.
Неосновная структура
Корпуса приборов, соединительные элементы, монтажные части, крепления и прочие механические компоненты
1.1 Первичная структура
1.1.1Задачи первичной структуры
Основные элементы корпуса спутника, имеющие соединение с телом ракеты-носителя (посредством адаптера)
Первичная структура перенимает все нагрузки, приходящиеся на спутник при выведении на орбиту
Пустотелый корпус корабля представляет взаимодействия адаптеров ракеты-носителя.
Как таковой, эта нагрузка - несущая конструкция. Он несет на растяжение и сжатие стресса, напряжение сдвига, изгибающие моменты, осевые нагрузки и крутящие моменты.
Путь нагрузки через первичный Cubesat структуры
Пример конфигурации Stack
Первичная структура beesat - 1 состоит из
- Нижняя опорная плита
- Жилье
- Батарейный отсек
- Верхняя крышка
Вторичная структура
- Резьбовые алюминиевые болты
- Безголовые винты из нержавеющей стали
Путь нагрузки
- Напряжение сжатия, введенной через направляющих развертывания свинца
- Через их точек монтирования, статическое ускорение сложенных компонентов индуцируется в направляющих
1.1.2 Требования к первичной структуре
- Обеспечивает крепление спутника и ракеты - носителя.
- Гарантирует неподвижность и снижение вибрации.
- Обеспечивает необходимые подключения к ракете.
- Дает возможность доступа ко всем субсистемам спутника в период предстартовой подготовки
1.1.3Конфигурация первичной структуры
Характеризуется :
1. Открытой или закрытой архитектурой
2. Типом структуры
3. Схемой компоновки элементов в открытом
или закрытом типе архитектуры
Архитектура первичной структуры.
Отличия:
- Форма поперечного сечения
(Круговая, прямоугольная, трапециевидная и т.д.)
- Основная форма (Цилиндр, куб и т.д.)
- Открытая или закрытая форма
1.1.4Типы первичной структуры
оболочка
Структура типа "Сэндвич"
Между двух панелей проложена облегченная сотовая конструкция.
Панели изготовлены из алюминия или графита
Характеризуется высокой стабильностью и устойчивостью
Структура типа Isogrid
- Составлена из панелей с треугольными вырезами для
облегчения структурной массы.
- Материал :алюминий или легированный алюминий.
- Характеризуется прочностью и высокой восприимчивостью к нагрузкам, сложен в изготовлении.
1.2 Вторичная и неосновная структуры
космический ракета спутник
-Элементы, не несущие основной нагрузки. Примеры: солнечные панели, мачты, антенны и проч.
Раскрывающиеся солнечные панели спутника „BIRD" Солнечная панель (вторичная) и крепления (неосновная) спутника „BIRD“
1.2.1Конфигурация
Основные типа конфигурации.
а) Спутники с ориентацией вращения
-Многогранник
Солнечные панели- жестко-прикрепленные
Основные типа конфигурации.
а) Спутники с ориентацией вращения
- Шар
Солнечные панели раздвижного типа
Основные типа конфигурации.
а) Спутники с ориентацией вращения
- Цилиндр
Солнечные панели- жестко-прикрепленные
Ось вращения перпендикулярна плоскости орбиты
в) Спутники с гравитационной ориентацией
- Кубичная конфигурация
1.3 Механизмы
Механизмы - подвижные части структуры, служат для раскрытия поверхностей и развертыванию подвижных компонентов.
Механизмы развертывания
-вращающиеся
-выдвигаемые
Механизмы выведения/освобождения от крепежа
- Пиротехнические
- Механические
1.3.1Механизмы. Вращающиеся механизмы развертывания
Шарниры.
Достоинства:
Высокая прочность, точность развертывания, простота
изготовления и обслуживания.
Недостатки:
Сбои, вследствие трения и температурных нагрузок.
Вращающиеся механизмы развертывания. Гибкие.
Достоинства:
Отсутствие трения, легкость развертывания
Недостатки:
Допустима небольшая масса развертывания, быстрый износ.
1.3.2Механизмы развертывания (выдвигаемые)
1. Кабельное выдвижение
2. Трубчатое
3. Телескопическое
4. Мачтовое
1.3.3Механизмы освобождения/отстыковки
Подразделяются на взрывного и невзрывного (механического)
действия.
Взрывные:
- Устройства разделения
- Фрезы
- Контактные съемники
Механические:
- Парафинные механизмы
- Восстанавливающиеся
- Механизмы плавки
Пиротехнические механизмы, несущие прикрепленную нагрузки и освобождающие по приказу.
2 типа:
Взрывные:
Патрон прикреплен к крепежному болту, при команде происходит взрыв патрона и разрушение болта. Как следствие, происходит отстыковка спутника от платформы.
Механические:
Пружина, находящаяся в состоянии напряжения, освобождается микропатроном.
2.ВЫБОР ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ПЛАТФОРМ МАЛЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
2.1 Методы и модели структурно-параметрического синтеза универсальной платформы
Целью создания УП является формирование платформы, которая после адаптации обеспечит необходимые условия для работы определённого класса ЦА.
Предлагается подход к проектированию УП МКА, основанный на решении задачи адаптации ЦА к минимальной базовой структуре (задача структурно параметрического синтеза).
2.2 Модель-описание структуры универсальной платформы
Параметры ЦА предъявляют энергетические требования к УП, которые находят отражение в сложности организации бортовой вычислительной системы (БВС) и мощности её процессора, структуре системы обеспечения теплового режима (СОТР), структуре системы электропитания (СЭП) и её мощности, построении и мощности радиоканала, структуре и мощности системы управления движением (СУД).
Анализ ЦА различного назначения показал невозможность создания универсальной конструктивно-компоновочной схемы УП и выработки состава обеспечивающей аппаратуры и схемы полёта, гарантирующих решение различных целевых задач с максимальной эффективностью. Для снижения проигрыша в показателе эффективности конкретного МКА необходимо оптимизировать структуру и характеристики минимальной базовой структуры одновременно с выработкой конструктивно-компоновочной схемы на этапе адаптации ЦА к УП.
2.3 Параметрический синтез
Этап параметрического синтеза УП сводится к одной из следующих задач:
а) к отысканию оптимального (по выбранному критерию F) решения
где F (рУП) - целевая функция, зависящая от вектора проектных параметров рУП.
б) к отысканию оптимального в смысле главного критерия Fj решения рУЛ при условии перевода других критериев в ограничения (многокритериальная задача):
в) к отысканию области допустимых проектных решений Р* ^ Р, где все критерии Fj, F2, ..., Fk имеют значения не хуже заданных.
Задача оптимизации проектных характеристик УП МКА заключается в выборе такого вектора основных проектных характеристик, при котором достигается минимальное значение массы МКА в условиях геометрических ограничений, минимально допустимой электрической мощности и времени работы целевой аппаратуры:
где NЦА - среднесуточная мощность потребления ЦА; VЦА - объём ЦА; ТРАБ - суммарное время работы ЦА; дОР, дСТАБ - требования по точности ориентации и стабилизации МКА; VЦИ - суточный объем целевой информации; nИнт - коэффициент интеграции БА;
допустимые диапазоны геометрических параметров;
- минимально допустимая мощность СЭП; - минимально допустимая длительность работы ЦА;
Метод выбора значений проектных параметров УП основывается на выборе данных значений из множества допустимых, удовлетворяющих критерию минимальной массы УП МУП и существующим ограничениям (геометрическим и энергетическим).
Метод включает:
1) алгоритм поиска геометрии корпуса;
2) итерационный способ расчёта масс-инерционных, габаритных и энергетических характеристик УП, описанных вектором проектных характеристик P, принадлежащим области допустимых решений Р, на основе решения частных задач проектирования;
3) математические модели орбитального движения, масс, СЭП, СОТР, СУД;
4) алгоритм адаптации целевой аппаратуры к УП;
5) способ выбора оптимальных проектных характеристик УП из множества решений по критерию минимума массы с учётом выполнения ограничений по геометрическим и энергетическим характеристикам.
2.4 Модель целевой аппаратуры
Каждой целевой аппаратуре соответствует набор проектных параметров
рНА = (p1,...,pn) и требований, которые необходимо обеспечить УП, имеющей определённую конструктивно-компоновочную схему и схему полёта. В качестве основных параметров ЦА примем:
2.5 Модель СУД
Облик СУД зависит от решаемых МКА задач. Рассмотрим два варианта: неориентируемое и ориентируемое положение МКА в пространстве.
В основе моделей управления положением МКА относительно центра масс лежит теорема об изменении кинетического момента тела. Движение МКА относительно центра масс описывается с помощью системы уравнений для твёрдого тела, включающей взаимосвязи между главными моментами инерции {A,B,C}, моментами сил вдоль осей связанной системы координат Oxyz, угловыми скоростями движения {p,q,r} и углами рысканья у, тангажа J и крена g. При решении системы уравнений определяются требуемые значения управляющих моментов для заданных массовоинерционных характеристик, рассчитывается среднесуточная мощность электропотребления и формируется массив проектных параметров СУД относительно центра масс. Для обеспечения необходимого управляющего момента для МКА подбираются маховики и электромагнитные устройства сброса кинетического момента [4].
2.6 Модель СЭП
Параметры элементов СЭП определяются согласно методике расчёта мощности СБ и условия энергобаланса. Условие энергобаланса: генерируемая на освещенной части витка энергия СБ с учётом всех потерь в элементах СЭП должна быть достаточна для обеспечения питания обеспечивающей и целевой аппаратуры и восполнения ёмкости аккумуляторных батарей (АБ), израсходованной на питание бортовых потребителей на теневой части витка [5].
Уравнение энергобаланса в СЭП имеет вид
Среднеинтегральный за виток косинус угла между направлением на Солнце и нормалью к поверхности СБ определяется из выражения
где а - текущий угол между направлением на Солнце и нормалью к поверхности СБ. Текущее значение cos а определяется согласно [5].
2.7 Параметры СОТР
Параметры элементов СОТР определяются согласно [5]. Уравнение теплового баланса в общем случае имеет вид:
где mi ci dTi - соответственно масса, удельная теплоёмкость и температура i-го элемента конструкции; Qнар - тепловой поток, подводимый к поверхности УП извне; Qвн - тепловой поток от внутренних тепловыделений УП; Qизл - тепловой поток, излучаемый УП в окружающее пространство.
Модели других систем (БВС, командно-измерительной системы - КИС, системы спутниковой навигации - ССН) уточняются на этапе адаптации конкретной ЦА к УП.
2.8 Проектирование универсальных платформ малых космических аппаратов с учётом типизации и интеграции бортовых систем
В процессе предварительного проектирования УП или формирования технических требований к ней возникает необходимость в разработке проекта, в котором бы достигалась существенная экономия финансовых и материальных ресурсов при одновременном сокращении сроков реализации проекта. Такая возможность появляется при применении методов проектирования УП с учётом типизации, т. е. применением в новой разработке стандартных элементов, узлов и систем типичной конструкции, а также принципов повышения надёжности за счёт функциональной и механической интеграции. При постановке задачи типизации и интеграции применяется основная математическая модель - модель масс.
В качестве параметра типизации и интеграции принят коэффициент интеграции кИнт. К данному параметру чувствительны такие критерии, как масса МУП, объём VУП и время существования ТСущ. Интеграция реализуется только по отношению к типизированной бортовой аппаратуре.
Типизация заключается в построении бортовых систем по единым конструктивным требованиям, с использованием типоразмеров при разработке. Таким образом, образуются модули и можно говорить о модульном построении бортовых систем. Модули группируются посадочными плоскостями друг к другу, образуя пакеты модулей. Высота модулей выбирается либо кратной высоте самого лёгкого модуля, либо произвольной, пропорционально массе модуля. Во втором случае при одинаковой плотности модулей получается минимальный объём пакетов VПi (i = 1, ..., n) и, следовательно, минимальный объём УП.
Процедура интеграции заключается в механическом объединёнии в одном пакете двух и более типизированных модулей бортовых систем. Коэффициент интеграции показывает степень объединёния модулей, которая выражается в отношении массы объединённых модулей типизированной аппаратуры к массе всей бортовой аппаратуры:
кИнт = тТипБА / тБА.
При интеграции достигается экономия массы корпуса пакета модулей, внешних кабелей и элементов крепления модулей. Кроме того, уменьшается объём, занимаемый бортовыми системами, и следовательно объём, занимаемый МКА под обтекателем.
Корпус УП может представлять собой форму одного из объёмных тел: куб, прямоугольный параллелепипед, прямоугольная призма. При этом масса УП может быть различна для одного и того же объёма за счёт разной плотности компоновки.
При полной интеграции (типизирована вся БА, пригодная для типизации) бортовая аппаратура полностью включается в силовую схему отсека МКА и масса каркаса в конструкции корпуса резко снижается.
Объём МКА равен:
При интеграции бортовой аппаратуры объём отсека МКА делится на четыре части:
Здесь УИнт - объём, занимаемый типизированной (интегрированной) БА, интегрированной в пакет; УНеинт - объём, занимаемый нетипизированной (неинтегрированной) БА; УБКС - объём, занимаемый БКС; УСвободн - свободный объём отсека МКА, зависящий от плотности компоновки;
n - количество модулей БА; l - количество интегрируемых модулей систем.
Масса БА в первом приближении является функцией массы МКА и коэффициента типизации kИнт :
Коэффициент интеграции ограничен в силу того, что существует БА, которую невозможно типизировать и интегрировать в единый модуль или пакет. В качестве такой аппаратуры выступают датчики СУД, антенны, электромагнитные стержни и фотопреобразователи СБ.
Чем выше коэффициент интеграции, тем ниже масса конструкции и БКС и выше плотность компоновки УП. Интеграция рассматривается только относительно типизированных модулей. При увеличении коэффициента интеграции уменьшается масса платформы, но и увеличивается время разработки.
Эффективность интеграции модульных составляющих УП зависит от того, насколько полно в процессе синтеза платформы учтены разнообразные параметры связей модулей между собой, специфика конструктивной реализации модулей, условия функционирования. Кроме того, важно учесть разнообразные условия наземной подготовки МКА.
На основе расчётов с использованием моделей обеспечивающей БА, а также с учётом типизации и интеграции бортовых систем определяются значения основных проектных параметров УП (массовые, тепловые, электрические, габаритные и состав БА).
Таким образом, основными параметрами УП являются: кмнт - коэффициент интеграции типизированной БА; Vyn
- объём УП, равный объёму МКА [м ]; ТСущ - время существования [сут]; Мср сут
- среднесуточная мощность СЭП [Вт].
2.9 Итерационная процедура синтеза проектных параметров универсальной платформы
2.9.1 Процедура синтеза проектных параметров
На каждой итерации происходит уточнение исходных данных, проектных ограничений и внешних неопределённых факторов.
Типовой состав представляет собой набор модулей БА, подобранных таким образом, чтобы обеспечить необходимые условия для работы ЦА: выделяемая мощность, длительность включений, требуемая ориентация и стабилизация, информационное взаимодействие с БВС. Типовой состав не имеет общей конструктивной базы и подлежит интеграции в МКА на этапе адаптации целевой аппаратуры к УП.
Процесс адаптации начинается с рассмотрения области допустимых геометрических характеристик УП.
2.9.2 Область допустимых геометрических характеристик универсальной платформы
На рис.1 в качестве примера представлена зависимость среднесуточной мощности СЭП УП от высоты корпуса и формы основания. В качестве исходных данных рассматривались:
- два варианта формы основания - квадрат и шестиугольник;
- Высота корпуса МКА
0,1 h 0,8 м;
- неориентируемый полёт;
- фотопреобразователи СБ равномерно размещены по всей поверхности корпуса;
- объём VмкА = 0,074 м ;
- масса -мка = 50 кг;
- высота околокруговой орбиты: Иорб=515 км.
Если в основании корпуса квадрат, то в целях большего энергосъёма при не- ориентируемом полёте предпочтительнее выбирать форму корпуса, отличную от кубической. В случае шестиугольного основания минимум мощности соответствует высоте корпуса 0,42 м (рис.1).
Рис.1. Зависимость среднесуточной мощности от высоты корпуса и формы основания при постоянном объёме V
Уход от кубической формы корпуса приведёт к увеличению площади поверхности, а следовательно к возрастанию баллистического коэффициента и уменьшению срока существования МКА. Также уменьшится и объём, предназначенный для целевой аппаратуры. При увеличении коэффициента интеграции снижается масса УП за счёт уменьшения массы БКС и рамы конструкции, а также уменьшается объём, занимаемый обеспечивающей аппаратурой. Данный резерв может быть направлен на увеличение массы и объёма целевой аппаратуры. В случае, если форма и размеры корпуса с установленными на нём СБ не позволяют вырабатывать требуемой среднесуточной мощности, необходимо обеспечить МКА требуемую ориентацию. При объёме VмкА = 0,074 м и четырёхгранной форме корпуса МКА значения характеристик УП представлены в табл. 1. Срок существования рассчитывался согласно методике [5] для стандартной атмосферы [6].
Таблица 1. Значения характеристик УП для околокруговой орбиты (Исрб = 575 км)
|
Высота корпуса, м |
Срок существования, сут |
Мощность СЭП, Вт |
|||
|
неориент. |
ориент. |
неориент. |
ориент. |
||
|
0,11 |
681 |
818 |
64,8 |
78 |
|
|
0,22 |
979 |
1174 |
45,0 |
51 |
|
|
0,32 |
1074 |
1288 |
41,1 |
50 |
|
|
0,42 |
1095 |
1314 |
40,3 |
52,5 |
|
|
0,52 |
1083 |
1300 |
40,7 |
57 |
|
|
0,62 |
1057 |
1268 |
41,7 |
63 |
Рис. 2. Зависимости относительной массы ЦА, массы УП и времени существования от степени интеграции
На рис.2 представлены зависимости относительной массы ЦА, массы УП и времени существования от степени интеграции БА.
При заданном максимальном объёме МКА и отсутствии требований по ориентации максимальная относительная масса ЦА достигается при максимальной интеграции БА. При этом масса БКС снижается на 22,6 % относительно неинтегрированной аппаратуры, масса конструкции снижается на 50 %, плотность компоновки возрастает на 17,4 %.
2.9.3 Адаптация с учётом дополнительных ограничений целевой аппаратуры
Адаптация ЦА проводится в целях определения окончательных проектных характеристик путём проведения моделирования процессов на борту МКА и орбитального движения. Задача адаптации целевой аппаратуры к УП сводится к задаче совместной проектной оптимизации МКА и представляет собой оптимизацию структуры и характеристик минимальной базовой структуры обеспечивающей аппаратуры и выработку конструктивно-компоновочной схемы. В случае, если УП удовлетворяет требованиям ЦА по мощности СЭП в ориентируемом и в неориентируемом полёте, в качестве дополнительных критериев при выборе варианта могут выступить масса, объём и срок существования. В табл.2 представлены варианты исполнения СБ МКА с мощностью СЭП 50 Вт.
Таблица 2. Варианты исполнения СБ МКА
|
Ориентация |
Объём МКА, м3 |
Габариты МКА a/b/h, м/м/м |
Площадь СБ/cosa, м3/ед. |
Масса МКА, кг |
Срок сущ., сут |
||
|
Неориентируемый полёт, СБ на всех гранях корпуса |
0,0745 |
0,58/0,58/0,22 |
1,23/0,19 |
45 |
478,5 |
||
|
Ориентируемый полёт |
СБ на гранях корпуса |
0,07 |
0,57/0,57/0,21 |
1,02/0,25 |
45 |
490 |
|
|
Отдельная СБ |
0,05 |
0,35/0,35/0,4 |
0,24/1 |
45 |
550 |
Если найти решение не удаётся (например, из-за ограничения на габариты МКА), то вводятся ограничения на программу работы целевой аппаратуры с целью уменьшения среднесуточной мощности электропотребления, т.е. фактически ограничивается время её суточной работы. При этом должен сохраниться объём целевых программ за счёт увеличения срока существования МКА. Программа работы целевой аппаратуры должна быть составлена таким образом, чтобы не нарушилось условие энергобаланса непревышение суммарного количества затраченной мощности при выполнении программы допустимой располагаемой мощности на борту.
2.9.4 Моделирование работы бортовых систем
С использованием системы твёрдотельного моделирования SolidWorks проводится синтез облика УП и МКА на его основе, а также выбор характеристик зоны целевой аппаратуры и параметров её установки при имеющихся массо-геометрических характеристиках. Электронное макетирование бортового состава проводится в процессе разработки УП с целью:
- проверки правильности конструктивных решений, заложенных в конструкторскую документацию;
- отработки монтажа и демонтажа модулей БА;
- отработки монтажа БКС;
- оценки достаточности зазоров между комплектующими УП, элементами конструкции, в том числе подвижными.
Моделирование работы целевой аппаратуры в составе УП проводится с целью подтверждения принятой проектной схемы и выработки дополнительных характеристик УП.
2.9.5 Пример реализации технологий системного проектирования
Рассмотрим решение задачи проектирования МКА на базе УП с целью определения проектных параметров УП, способной обеспечивать следующие требования целевой аппаратуры:
- электропитание: до 16 вт
- масса: 12 кг;
- объём научной информации в су-
тки: 1 Мбит;
- длительность научной программы:
1 год.
Существуют ограничения:
- линейные размеры МКА: a Ј 0,6 м;
b Ј 0,45 м; h Ј 0,45 м;
- объём МКА: VМКА Ј 0,12 м3;
- масса попутной ПН: mПН Ј 53 кг;
- запуск МКА: попутно на КА-
носителе типа «Бион-М».
Для поиска возможных решений рассмотрим три типовых состава обеспечивающей аппаратуры. Для трёх типовых составов рассмотрим варианты корпуса:4-, 5-, 6-угольная призма, средняя плотность УП: rУП = 500 кг/м3. С учётом варьирования параметров a, b, h, kИнт получено более 100 вариантов. Результаты для неориентируемого варианта четырёхугольной призмы на базе первого типового состава представлены в табл.3. Для данного варианта существуют 11 допустимых вариантов исполнения корпуса УП при различных вариантах интеграции (табл.4).
Таблица 3.
|
Размеры a/b/h, м |
MУП, кг |
MЦА, кг |
NСЭП,Вт |
NОА,= Вт |
||||||||
|
kИнт=0 |
kИнт=0,03 |
kИнт=0,14 |
kИнт=0,3 |
kИнт=0,64 |
kИнт=1 |
|||||||
|
0,61/0,61/0,2 |
26,42 |
3,3 |
3,58 |
4,65 |
6,36 |
10,39 |
14,62 |
28,57 |
6,5 |
|||
|
0,54/0,54/0,25 |
24,47 |
5,64 |
5,9 |
6,9 |
8,48 |
12,21 |
16,14 |
25,32 |
6,5 |
|||
|
0,50/0,50/0,3 |
23,47 |
6,84 |
7,1 |
8,06 |
9,57 |
13,15 |
16,9 |
23,64 |
6,5 |
|||
|
0,42/0,42/0,42 |
22,78 |
7,66 |
7,9 |
8,84 |
10,3 |
13,78 |
17,43 |
22,5 |
6,5 |
|||
|
0,38/0,38/0,5 |
22,95 |
7,46 |
7,71 |
8,65 |
10,12 |
13,63 |
17,3 |
22,78 |
6,5 |
|||
|
0,33/0,33/0,7 |
24,17 |
6,0 |
6,26 |
7,26 |
8,8 |
12,5 |
16,36 |
24,8 |
6,5 |
|||
|
варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
Размеры a/b/h, м |
0,61/0,61/0,2 |
0,54/0,54/0,25 |
0,50/0,50/0,3 |
0,42/0,42/0,42 |
0,38/0,38/0,5 |
0,33/0,33/0,7 |
||||||
|
MУП, кг |
26,42 |
24,47 |
23,47 |
22,78 |
22,05 |
24,17 |
||||||
|
kИнт |
1 |
0,64 |
1 |
0,64 |
1 |
0,64 |
1 |
0,64 |
1 |
0,64 |
1 |
|
|
MЦА, кг |
14,62 |
12,21 |
16,14 |
12,15 |
16,9 |
13,78 |
17,43 |
13,63 |
17,3 |
12,5 |
16,36 |
|
|
NСЭП, Вт |
28,57 |
25,32 |
23,64 |
22,5 |
22,78 |
24,8 |
||||||
|
NОА, Вт |
6,5 |
|||||||||||
|
варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
MУП, кг |
26,42 |
24,47 |
24,47 |
23,47 |
23,47 |
22,78 |
22,78 |
22,95 |
22,9 |
24,17 |
24,17 |
|
|
MЦА, кг |
14,62 |
12,21 |
16,14 |
13,15 |
16,9 |
13,78 |
17,43 |
13,63 |
17,3 |
12,5 |
16,36 |
|
|
mУП |
0,356 |
0,333 |
0,397 |
0,359 |
0,419 |
0,377 |
0,433 |
0,373 |
0,43 |
0,341 |
0,404 |
|
|
варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||||||
|
kИнт |
0,3 |
0,03 |
0,14 |
0,03 |
0,14 |
0,14 |
||||||
|
NСЭП, Вт |
12,7 |
10,2 |
12,2 |
11,1 |
11,5 1 |
13 |
||||||
|
ТСущ, сут. |
879 |
1095 |
918 |
1006 |
972 |
860 |
Данные варианты удовлетворяют требованиям свободной зоны под обтекателем РН «Союз-2» при запуске КА типа «Фотон-М», «Бион-М». Выбор наилучшего варианта осуществляется из условия максимальной относительной массы целевой аппаратуры (табл. 5).Оптимальным вариантом является вариант № 7 с характеристиками:
- размеры корпуса: 0,42/0,42/0,42 (м);
- MУП - 22,78 кг;
- kИнт - 1;
- максимальная масса устанавливае-
мой целевой аппаратуры MЦА - 17,43 кг;
- мощность СЭП NСЭП - 22,5 Вт;
- мощность обеспечивающей аппара-
туры NОА - 6,5 Вт.
Платформа с близкими к данной УП характеристиками (ДPi < 5%) положена в основу создания на её базе малых космических аппаратов научного назначения семейства «АИСТ» (рис. 3). Данная УП может быть подвергнута структурному параметрическому изменению в целях оптимизации дополнительных критериев заказчика при формировании облика МКА.
В качестве примера рассмотрим её совместимость с научной аппаратурой (НА) МАГКОМ и МЕТЕОР. В состав данной научной аппаратуры входят модули суммарной массой 10 кг, объёмом для внутреннего размещения 0,009 м3 и внешнего размещения 0,003 м3; длительность работы НА: TР ? 500 сут; ориентация МКА не требуется; мощность потребления НА: от 3 до 17 Вт. Данные характеристики реализуемы УП, однако требуется компоновка НА на внешней поверхности корпуса УП.В результате моделирования была снижена площадь СБ. В целях снижения стоимости МКА проведена адаптация НА с учётом варьирования kИнт (нетипизированная обеспечивающая аппаратура занимала резерв объёма, отводимый УП под целевую аппаратуру) и площади СБ. В табл. 6 приведены результаты, удовлетворяющие всем требованиям НА, включая длительность работы. К проектированию принят вариант №2, соответствующий минимальной стоимости адаптации засчёт малого времени проектирования.
Рис. 3. Малый космический аппарат «АИСТ» (три панели корпуса условно не показаны)
На рис.4 показаны ограничения на длительность постоянной работы НА в зависимости от потребляемой мощности.Описанная методика выбора проектных параметров универсальных платформ малых космических аппаратов позволяет автоматизировать процесс синтеза проектных решений, реализовать интерактивную процедуру анализа вариантов и в конечном счёте повысить качество и сократить сроки эскизного проектирования.
Рис. 4. Ограничения на длительность постоянной работы научной аппаратуры
3.РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ПЛАТФОРМЫ
КОНСТРУКЦИЯ I.
Элементы
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
|
Элементы |
||||
|
Номер элемента |
Тип элемента |
Тип жесткости |
Узлы |
|
|
1 |
4 |
1 |
1; 2 |
|
|
2 |
4 |
2 |
2; 4 |
|
|
3 |
4 |
1 |
3; 4 |
|
|
4 |
4 |
2 |
2; 10 |
|
|
5 |
4 |
3 |
10; 9 |
|
|
6 |
4 |
3 |
4; 9 |
|
|
7 |
4 |
1 |
11; 10 |
|
|
8 |
4 |
4 |
12; 9 |
|
|
9 |
4 |
2 |
1; 3 |
|
|
10 |
4 |
3 |
3; 12 |
|
|
11 |
4 |
3 |
1; 11 |
|
|
12 |
4 |
3 |
11; 12 |
Координаты и связи
Единицы измерения: м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
|
Координаты и связи |
|||||||
|
Номер узла |
Координаты |
Связи |
|||||
|
X |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
# |
# |
# |
|
|
2 |
0 |
0 |
0.42 |
||||
|
3 |
0.42 |
0 |
0 |
# |
# |
# |
|
|
4 |
0.42 |
0 |
0.42 |
||||
|
6 |
0.42 |
0 |
0.42 |
||||
|
7 |
0.42 |
0 |
0.42 |
||||
|
9 |
0.42 |
0.42 |
0.42 |
||||
|
10 |
0 |
0.42 |
0.42 |
||||
|
11 |
0 |
0.42 |
0 |
||||
|
12 |
0.42 |
0.42 |
0 |
|
Управление |
|||||
|
№ |
№ строки |
Значение |
|||
|
1 |
1 |
Шифр задачи: скад |
|||
|
2 |
2 |
Признак системы: 4 |
|||
|
3 |
4 |
||||
|
4 |
23 |
Параметры расчета: Метод решения: метод Гаусса Нагрузки на жесткие вставки: не учитывать Вычислять реакции в связях: да Контроль решения: да Точность контроля: 10% Точность разложения матрицы: 1e- 6 Метод оптимизации матрицы жесткости: Автоматический метод выбора оптимизации Динамика Метод решения: итерации подпространств Точность решения задачи на собственные значения: 1e- 4 Элементы Максимально допустимое соотношение сторон объемных и пластинчатых элементов (балки-стенки): 32 Максимально допустимое соотношение сторон плит и оболочек: 16 Минимально допустимый угол: 4 Максимально допустимое искажение элемента: 0.04 |
|||
|
5 |
33 |
Единицы измерения: линейные единицы измеpения: м единицы измеpения pазмеpов сечения: см единицы измеpения сил: Т единицы измеpения темпеpатуpы: |
|||
|
Имена загружений |
|||||
|
Номер |
Наименование |
||||
|
1 |
динамичесская нагр |
||||
|
2 |
нагрузка |
||||
|
3 |
динамичесская нагр |
||||
|
4 |
нагрузка |
||||
|
Нагрузки |
|||||
|
Номер загружения |
Вид |
Направление |
Список |
Значения |
|
|
1 |
16 |
Z |
Элементы: 2 5 |
9810 |
|
|
1 |
0 |
X |
2 |
9810 |
|
|
1 |
0 |
X |
10 |
9810 |
|
|
2 |
15 |
Z |
2 |
19620; 0.2 |
|
|
3 |
15 |
Z |
5 |
19620; 0.2 |
|
|
3 |
8 |
X |
1 3 7 8 |
200 |
|
|
3 |
0 |
X |
10 |
9810 |
|
|
3 |
0 |
Y |
10 |
9810 |
|
|
3 |
0 |
Z |
10 |
9810 |
|
|
4 |
0 |
X |
2 10 |
9810 |
|
|
4 |
0 |
Y |
2 10 |
9810 |
|
|
4 |
0 |
Z |
2 10 |
9810 |
Жесткости
Единицы измерения: м, мм, Т
Толщина пластин представлена в единицах измерения линейных размеров.
|
Жесткости |
|||
|
Тип |
Жесткость |
Значение |
|
|
1 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=147381513.4 EIY=25988.2733 EIZ=25988.2733 GKR=16528.3376 GFY=47429838. GFZ=47429838. размеpы ядpа сечения : y1=.007666 y2=.007666 z1=.007666 z2=.007666 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 пpямоугольник :b=46. h=46. |
||
|
2 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
||
|
3 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
||
|
4 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=147381513.4 EIY=25988.2733 EIZ=25988.2733 GKR=16528.3376 GFY=47429838. GFZ=47429838. размеpы ядpа сечения : y1=.007666 y2=.007666 z1=.007666 z2=.007666 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 пpямоугольник :b=46. h=46. |
||
|
5 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 пpоизводится учет сдвига размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
Протокол расчета
П Р О Т О К О Л В Ы П О Л Н Е Н И Я Р А С Ч Е Т А
Полный pасчет. Версия 21.01. Сборка: Jul 22 2014
файл - "C:кад.SPR",
шифр - "скад".
09:56:21 Автоматическое определение числа потоков. Используется : 4
09:56:21 Вычисляются расчетные значения перемещений и усилий
09:56:21 Ввод исходных данных схемы
09:56:22 Информация о расчетной схеме:
- шифp схемы скад
- поpядок системы уpавнений 18
- шиpина ленты 12
- количество элементов 24
- количество узлов 12
- количество загpужений 4
- плотность матpицы100%
09:56:22 Необходимая для выполнения pасчета дисковая память:
матpица жесткости -0.003 Mb
динамика-0.000 Mb
пеpемещения -0.001 Mb
усилия -0.014 Mb
рабочие файлы-0.007 Mb
----------------------------------------------
всего - 0.026 Mb
09:56:22 На диске свободно 788408.736 Mb
09:56:22 Формирование матрицы жесткости
09:56:23 Разложение матрицы жесткости
09:56:23 Геометрически изменяемая система по направлению 1 в узлах : 4 9 12
09:56:23 Геометрически изменяемая система по направлению 2 в узлах : 9 10
09:56:23 Геометрически изменяемая система по направлению 3 в узлах : 9 10
09:56:23 Накопление нагрузок.
Суммарные внешние нагрузки (Т, Тм)
09:56:23 X Y Z
1-2.1 0 0.882
2- 0 0 2
3- 1 1 3
4- 2 2 2
09:56:23 ВНИМАНИЕ: Дана сумма всех внешних нагрузок
09:56:23 Вычисление перемещений.
09:56:23 Работа внешних сил (Тм)
09:56:23 1 - 4.66497e-005
09:56:23 2 - 2.80194e-005
09:56:23 3 - 0.267056
09:56:23 4 - 7.55977e-005
09:56:24 Контроль решения
09:56:24 Сортировка перемещений
09:56:24 Вычисление усилий
09:56:24 Сортировка усилий и напряжений
09:56:25 Вычисление реакций в связях
09:56:25 З А Д А Н И Е В Ы П О Л Н Е Н О
Затраченное время : 0:00:04 ( 1 min )
Выборка величины перемещений
Единицы измерения: мм
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Выборка величины перемещений |
|||||||
|
Наименование |
Максимальные значения |
Минимальные значения |
|||||
|
Значение |
Узел |
Загружение |
Значение |
Узел |
Загружение |
||
|
X |
0 |
1 |
1 |
-0.043 |
2 |
1 |
|
|
Y |
0 |
1 |
1 |
-0.041 |
2 |
4 |
|
|
Z |
1.932 |
2 |
3 |
-1.932 |
11 |
3 |
Величины перемещений
Единицы измерения: мм
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Величины перемещений |
|||||
|
Узел |
Загружение |
Значение |
|||
|
X |
Y |
Z |
|||
|
2 |
1 |
-0.043 |
0 |
-0.006 |
|
|
2 |
2 |
0 |
0 |
-0.029 |
|
|
2 |
3 |
0 |
-9.81e-030 |
1.932 |
|
|
2 |
4 |
-0.041 |
-0.041 |
-0.028 |
|
|
4 |
1 |
-1.03e-029 |
0 |
-0.006 |
|
|
4 |
2 |
0 |
0 |
-0.027 |
|
|
4 |
3 |
0 |
0 |
1.932 |
|
|
4 |
4 |
-9.81e-030 |
0 |
0 |
|
|
9 |
1 |
-1.03e-029 |
0 |
-2.163e-030 |
|
|
9 |
3 |
-9.81e-030 |
0 |
-9.343e-030 |
|
|
9 |
4 |
-9.81e-030 |
0 |
0 |
|
|
10 |
1 |
-0.043 |
0 |
-2.163e-030 |
|
|
10 |
3 |
-0.041 |
-9.81e-030 |
-2.009e-029 |
|
|
10 |
4 |
-0.041 |
-1.962e-029 |
-9.81e-030 |
|
|
11 |
1 |
0 |
0 |
-2.163e-030 |
|
|
11 |
3 |
0 |
0 |
-1.932 |
|
|
11 |
4 |
0 |
0 |
-9.81e-030 |
|
|
12 |
1 |
0 |
0 |
-2.163e-030 |
|
|
12 |
3 |
0 |
0 |
-1.932 |
Выборка величины усилий
Единицы измерения: Т, м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Выборка величины усилий |
|||||||||
|
Наименование |
Максимальные значения |
Минимальные значения |
|||||||
|
Значение |
Элемент |
Сечение |
Загружение |
Значение |
Элемент |
Сечение |
Загружение |
||
|
N |
1.05 |
2 |
1 |
1 |
-1.048 |
1 |
1 |
2 |
|
|
My |
0.2 |
2 |
2 |
2 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
Qz |
1.048 |
2 |
1 |
2 |
-0.952 |
2 |
2 |
2 |
Величины усилий
Единицы измерения: Т, м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Величины усилий |
|||||||||
|
Элемент |
Сечение |
Загружение |
Значение |
||||||
|
N |
Mk |
My |
Qz |
Mz |
Qy |
||||
|
1 |
1 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
2 |
-1.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
2 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
2 |
2 |
-1.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
2 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
3 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
3 |
2 |
-1.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
3 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2 |
1 |
1 |
1.05 |
0 |
0 |
0.21 |
0 |
0 |
|
|
2 |
1 |
2 |
0 |
0 |
0 |
1.048 |
0 |
0 |
|
|
2 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2 |
2 |
1 |
1.05 |
0 |
0.022 |
1.159e-017 |
0 |
0 |
|
|
2 |
2 |
2 |
0 |
0 |
0.2 |
-0.952 |
0 |
0 |
|
|
2 |
2 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2 |
3 |
1 |
1.05 |
0 |
0 |
-0.21 |
0 |
0 |
|
|
2 |
3 |
2 |
0 |
0 |
0 |
-0.952 |
0 |
0 |
|
|
2 |
3 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
1 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
1 |
2 |
-0.952 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
2 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
2 |
2 |
-0.952 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
3 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
3 |
2 |
-0.952 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
2 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
3 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
1 |
1.05 |
0 |
0 |
0.21 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
3 |
1 |
0 |
0 |
1.048 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
5 |
2 |
1 |
1.05 |
0 |
0.022 |
1.159e-017 |
0 |
0 |
|
|
5 |
2 |
3 |
1 |
0 |
0.2 |
-0.952 |
0 |
0 |
|
|
5 |
2 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
5 |
3 |
1 |
1.05 |
0 |
0 |
-0.21 |
0 |
0 |
|
|
5 |
3 |
3 |
1 |
0 |
0 |
-0.952 |
0 |
0 |
|
|
5 |
3 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Выборка реакции в связях
Единицы измерения: Т, м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Выборка реакции в связях |
|||||||
|
Наименование |
Максимальные значения |
Минимальные значения |
|||||
|
Значение |
Узел |
Загружение |
Значение |
Узел |
Загружение |
||
|
RZ |
1.048 |
1 |
2 |
0 |
1 |
3 |
Реакции в связях
Единицы измерения: Т, м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Реакции в связях |
|||||
|
Узел |
Загружение |
Значение |
|||
|
RX |
RY |
RZ |
|||
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0.22 |
|
|
1 |
2 |
0 |
0 |
1.048 |
|
|
1 |
4 |
0 |
0 |
1 |
|
|
3 |
1 |
0 |
0 |
0.22 |
|
|
3 |
2 |
0 |
0 |
0.952 |
Отчет сформирован программой SCAD++ (64-бит), версия: 21.1.1.1 от 22.07.2014
Рис 5. Эпюра перемещений
Рис 6. Эпюра перемещений
Рис 7. Эпюра усилий
КОНСТРУКЦИЯ II.
Элементы
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
|
Элементы |
||||
|
Номер элемента |
Тип элемента |
Тип жесткости |
Узлы |
|
|
1 |
4 |
1 |
1; 2 |
|
|
2 |
4 |
2 |
2; 4 |
|
|
3 |
4 |
1 |
3; 4 |
|
|
4 |
4 |
2 |
2; 10 |
|
|
5 |
4 |
3 |
10; 9 |
|
|
6 |
4 |
3 |
4; 9 |
|
|
7 |
4 |
1 |
11; 10 |
|
|
8 |
4 |
4 |
12; 9 |
|
|
9 |
4 |
2 |
1; 3 |
|
|
10 |
4 |
3 |
3; 12 |
|
|
11 |
4 |
3 |
1; 11 |
|
|
12 |
4 |
3 |
11; 12 |
|
|
25 |
4 |
2 |
4; 1 |
|
|
26 |
4 |
2 |
9; 11 |
Координаты и связи
Единицы измерения: м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
|
Координаты и связи |
|||||||
|
Номер узла |
Координаты |
Связи |
|||||
|
X |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
# |
# |
# |
|
|
2 |
0 |
0 |
0.42 |
||||
|
3 |
0.42 |
0 |
0 |
# |
# |
# |
|
|
4 |
0.42 |
0 |
0.42 |
||||
|
9 |
0.42 |
0.42 |
0.42 |
||||
|
10 |
0 |
0.42 |
0.42 |
||||
|
11 |
0 |
0.42 |
0 |
||||
|
12 |
0.42 |
0.42 |
0 |
|
Управление |
|||||
|
№ |
№ строки |
Значение |
|||
|
1 |
1 |
Шифр задачи: скад |
|||
|
2 |
2 |
Признак системы: 4 |
|||
|
3 |
4 |
||||
|
4 |
23 |
Параметры расчета: Метод решения: метод Гаусса Нагрузки на жесткие вставки: не учитывать Вычислять реакции в связях: да Контроль решения: да Точность контроля: 10% Точность разложения матрицы: 1e- 6 Метод оптимизации матрицы жесткости: Автоматический метод выбора оптимизации Динамика Метод решения: итерации подпространств Точность решения задачи на собственные значения: 1e- 4 Элементы Максимально допустимое соотношение сторон объемных и пластинчатых элементов (балки-стенки): 32 Максимально допустимое соотношение сторон плит и оболочек: 16 Минимально допустимый угол: 4 Максимально допустимое искажение элемента: 0.04 |
|||
|
5 |
33 |
Единицы измерения: линейные единицы измеpения: м единицы измеpения pазмеpов сечения: см единицы измеpения сил: Т единицы измеpения темпеpатуpы: |
|||
|
Имена загружений |
|||||
|
Номер |
Наименование |
||||
|
1 |
динамичесская нагр |
||||
|
2 |
нагрузка |
||||
|
3 |
динамичесская нагр |
||||
|
4 |
нагрузка |
||||
|
Нагрузки |
|||||
|
Номер загружения |
Вид |
Направление |
Список |
Значения |
|
|
1 |
16 |
Z |
Элементы: 2 5 |
9810 |
|
|
1 |
0 |
X |
2 |
9810 |
|
|
1 |
0 |
X |
10 |
9810 |
|
|
2 |
15 |
Z |
2 |
19620; 0.2 |
|
|
3 |
15 |
Z |
5 |
19620; 0.2 |
|
|
3 |
8 |
X |
1 3 7 8 |
200 |
|
|
3 |
0 |
X |
10 |
9810 |
|
|
3 |
0 |
Y |
10 |
9810 |
|
|
3 |
0 |
Z |
10 |
9810 |
|
|
4 |
0 |
X |
2 10 |
9810 |
|
|
4 |
0 |
Y |
2 10 |
9810 |
|
|
4 |
0 |
Z |
2 10 |
9810 |
Жесткости
Единицы измерения: м, мм, Т
Толщина пластин представлена в единицах измерения линейных размеров.
|
Жесткости |
|||
|
Тип |
Жесткость |
Значение |
|
|
1 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=147381513.4 EIY=25988.2733 EIZ=25988.2733 GKR=16528.3376 GFY=47429838. GFZ=47429838. размеpы ядpа сечения : y1=.007666 y2=.007666 z1=.007666 z2=.007666 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 пpямоугольник :b=46. h=46. |
||
|
2 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
||
|
3 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
||
|
4 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=147381513.4 EIY=25988.2733 EIZ=25988.2733 GKR=16528.3376 GFY=47429838. GFZ=47429838. размеpы ядpа сечения : y1=.007666 y2=.007666 z1=.007666 z2=.007666 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 пpямоугольник :b=46. h=46. |
||
|
5 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 пpоизводится учет сдвига размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
Протокол расчета
П Р О Т О К О Л В Ы П О Л Н Е Н И Я Р А С Ч Е Т А
Полный pасчет. Версия 21.01. Сборка: Jul 22 2014
файл - "C:кад.SPR",
шифр - "скад".
10:05:21 Автоматическое определение числа потоков. Используется : 4
10:05:21 Вычисляются расчетные значения перемещений и усилий
10:05:21 Ввод исходных данных схемы
10:05:21 Информация о расчетной схеме:
- шифp схемы скад
- поpядок системы уpавнений 18
- шиpина ленты 12
- количество элементов 26
- количество узлов 12
- количество загpужений 4
- плотность матpицы100%
10:05:21 Необходимая для выполнения pасчета дисковая память:
матpица жесткости -0.003 Mb
динамика-0.000 Mb
пеpемещения -0.001 Mb
усилия -0.015 Mb
рабочие файлы-0.007 Mb
----------------------------------------------
всего - 0.027 Mb
10:05:21 На диске свободно 788374.900 Mb
10:05:21 Формирование матрицы жесткости
10:05:22 Разложение матрицы жесткости
10:05:22 Геометрически изменяемая система по направлению 1 в узлах : 9 12
10:05:22 Геометрически изменяемая система по направлению 2 в узлах : 2 4
10:05:22 Геометрически изменяемая система по направлению 3 в узлах : 12
10:05:22 Накопление нагрузок.
Суммарные внешние нагрузки (Т, Тм)
10:05:22 X Y Z
1-2.1 0 0.882
2- 0 0 2
3- 1 1 3
4- 2 2 2
10:05:22 ВНИМАНИЕ: Дана сумма всех внешних нагрузок
10:05:22 Вычисление перемещений.
10:05:23 Работа внешних сил (Тм)
10:05:23 1 - 0.00012686
10:05:23 2 - 2.80194e-005
10:05:23 3 - 0.257839
10:05:23 4 - 0.000254263
10:05:24 Контроль решения
10:05:24 Сортировка перемещений
10:05:24 Вычисление усилий
10:05:24 Сортировка усилий и напряжений
10:05:25 Вычисление реакций в связях
10:05:26 З А Д А Н И Е В Ы П О Л Н Е Н О
Затраченное время : 0:00:07 ( 1 min )
Выборка величины перемещений
Единицы измерения: мм
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Выборка величины перемещений |
|||||||
|
Наименование |
Максимальные значения |
Минимальные значения |
|||||
|
Значение |
Узел |
Загружение |
Значение |
Узел |
Загружение |
||
|
X |
0.084 |
11 |
3 |
-1.932 |
2 |
3 |
|
|
Y |
0 |
1 |
1 |
-0.041 |
10 |
3 |
|
|
Z |
3.401 |
10 |
3 |
-0.213 |
10 |
4 |
Величины перемещений
Единицы измерения: мм
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Величины перемещений |
|||||
|
Узел |
Загружение |
Значение |
|||
|
X |
Y |
Z |
|||
|
2 |
1 |
-0.188 |
0 |
-0.006 |
|
|
2 |
2 |
0.027 |
0 |
-0.029 |
|
|
2 |
3 |
-1.932 |
-9.81e-030 |
1.932 |
|
|
2 |
4 |
-0.185 |
-1.962e-029 |
-0.028 |
|
|
4 |
1 |
-0.145 |
0 |
0.023 |
|
|
4 |
2 |
0.027 |
0 |
-0.027 |
|
|
4 |
3 |
-1.932 |
0 |
1.932 |
|
|
4 |
4 |
-0.144 |
0 |
0.028 |
|
|
9 |
1 |
-1.246e-029 |
0 |
-0.012 |
|
|
9 |
3 |
-2.99e-029 |
0 |
1.848 |
|
|
9 |
4 |
-1.962e-029 |
0 |
-0.028 |
|
|
10 |
1 |
-0.043 |
0 |
-0.053 |
|
|
10 |
3 |
-0.041 |
-0.041 |
3.401 |
|
|
10 |
4 |
-0.041 |
-0.041 |
-0.213 |
|
|
11 |
1 |
0.009 |
0 |
-0.047 |
|
|
11 |
3 |
0.084 |
0 |
1.526 |
|
|
11 |
4 |
0.041 |
0 |
-0.185 |
|
|
12 |
1 |
2.163e-030 |
0 |
-4.326e-030 |
|
|
12 |
3 |
2.009e-029 |
0 |
-2.943e-029 |
|
|
12 |
4 |
9.81e-030 |
0 |
-9.81e-030 |
Выборка величины усилий
Единицы измерения: Т, м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Выборка величины усилий |
|||||||||
|
Наименове |
Максимальные значения |
Минимальные значения |
|||||||
|
Значение |
Элемент |
Сечение |
Загружение |
Значение |
Элемент |
Сечение |
Загружение |
||
|
N |
2.896 |
26 |
1 |
3 |
-3 |
8 |
1 |
3 |
|
|
My |
0.2 |
2 |
2 |
2 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
Qz |
1.048 |
2 |
1 |
2 |
-0.952 |
2 |
2 |
2 |
Величины усилий
Единицы измерения: Т, м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Величины усилий |
|||||||||
|
Элемент |
Сечение |
Загружение |
Значение |
||||||
|
N |
Mk |
My |
Qz |
Mz |
Qy |
||||
|
1 |
1 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
2 |
-1.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
2 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
2 |
2 |
-1.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
2 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
3 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
3 |
2 |
-1.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
3 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2 |
1 |
1 |
1.05 |
0 |
0 |
0.21 |
0 |
0 |
|
|
2 |
1 |
2 |
0 |
0 |
0 |
1.048 |
0 |
0 |
|
|
2 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2 |
2 |
1 |
1.05 |
0 |
0.022 |
1.159e-017 |
0 |
0 |
|
|
2 |
2 |
2 |
0 |
0 |
0.2 |
-0.952 |
0 |
0 |
|
|
2 |
2 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
2 |
3 |
1 |
1.05 |
0 |
0 |
-0.21 |
0 |
0 |
|
|
2 |
3 |
2 |
0 |
0 |
0 |
-0.952 |
0 |
0 |
|
|
2 |
3 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
1 |
1 |
0.829 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
1 |
2 |
-0.952 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
2 |
1 |
0.829 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
2 |
2 |
-0.952 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
2 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
3 |
1 |
0.829 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
3 |
2 |
-0.952 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
3 |
3 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
1 |
3 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
1 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
2 |
3 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
2 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
3 |
3 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
3 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
1 |
1.05 |
0 |
0 |
0.21 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
3 |
1 |
0 |
0 |
1.048 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
5 |
2 |
1 |
1.05 |
0 |
0.022 |
1.159e-017 |
0 |
0 |
|
|
5 |
2 |
3 |
1 |
0 |
0.2 |
-0.952 |
0 |
0 |
|
|
5 |
2 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
5 |
3 |
1 |
1.05 |
0 |
0 |
-0.21 |
0 |
0 |
|
|
5 |
3 |
3 |
1 |
0 |
0 |
-0.952 |
0 |
0 |
|
|
5 |
3 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
1 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
1 |
3 |
-2.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
1 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
2 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
2 |
3 |
-2.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
2 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
3 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
3 |
3 |
-2.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
7 |
3 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
1 |
1 |
-0.441 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
1 |
3 |
-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
1 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
2 |
1 |
-0.441 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
2 |
3 |
-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
2 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
3 |
1 |
-0.441 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
3 |
3 |
-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
8 |
3 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
1 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
1 |
3 |
-2.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
1 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
2 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
2 |
3 |
-2.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
2 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
3 |
1 |
-0.22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
3 |
3 |
-2.048 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
12 |
3 |
4 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
1 |
1 |
-1.485 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
1 |
2 |
-5.832e-017 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
1 |
3 |
3.732e-015 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
1 |
4 |
-1.414 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
2 |
1 |
-1.485 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
2 |
2 |
-5.832e-017 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
2 |
3 |
3.732e-015 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
2 |
4 |
-1.414 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
3 |
1 |
-1.485 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
3 |
2 |
-5.832e-017 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
3 |
3 |
3.732e-015 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25 |
3 |
4 |
-1.414 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
1 |
1 |
0.312 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
1 |
3 |
2.896 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
1 |
4 |
1.414 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
2 |
1 |
0.312 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
2 |
3 |
2.896 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
2 |
4 |
1.414 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
3 |
1 |
0.312 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
3 |
3 |
2.896 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
26 |
3 |
4 |
1.414 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Выборка реакции в связях
Единицы измерения: Т, м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Выборка реакции в связях |
|||||||
|
Наименование |
Максимальные значения |
Минимальные значения |
|||||
|
Значение |
Узел |
Загружение |
Значение |
Узел |
Загружение |
||
|
RX |
1.05 |
1 |
1 |
0 |
1 |
2 |
|
|
RZ |
2 |
1 |
4 |
-1 |
3 |
4 |
Реакции в связях
Единицы измерения: Т, м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
Список загружений/комбинаций: Все
Список факторов: Все
|
Реакции в связях |
|||||
|
Узел |
Загружение |
Значение |
|||
|
RX |
RY |
RZ |
|||
|
1 |
1 |
1.05 |
0 |
1.27 |
|
|
1 |
2 |
0 |
0 |
1.048 |
|
|
1 |
4 |
1 |
0 |
2 |
|
|
3 |
1 |
0 |
0 |
-0.829 |
|
|
3 |
2 |
0 |
0 |
0.952 |
|
|
3 |
4 |
0 |
0 |
-1 |
Отчет сформирован программой SCAD++ (64-бит), версия: 21.1.1.1 от 22.07.2014
Рис 8. Эпюра перемещений
Рис 9. Эпюра усилий
КОНСТРУКЦИЯ III.
Элементы
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
|
Элементы |
||||
|
Номер элемента |
Тип элемента |
Тип жесткости |
Узлы |
|
|
1 |
4 |
1 |
1; 2 |
|
|
2 |
4 |
2 |
2; 4 |
|
|
3 |
4 |
1 |
3; 4 |
|
|
4 |
4 |
2 |
2; 10 |
|
|
5 |
4 |
3 |
10; 9 |
|
|
6 |
4 |
3 |
4; 9 |
|
|
7 |
4 |
1 |
11; 10 |
|
|
8 |
4 |
4 |
12; 9 |
|
|
9 |
4 |
2 |
1; 3 |
|
|
10 |
4 |
3 |
3; 12 |
|
|
11 |
4 |
3 |
1; 11 |
|
|
12 |
4 |
3 |
11; 12 |
|
|
31 |
4 |
2 |
1; 4 |
|
|
32 |
4 |
2 |
4; 12 |
|
|
33 |
4 |
2 |
12; 10 |
|
|
34 |
4 |
2 |
10; 1 |
|
|
35 |
4 |
2 |
3; 2 |
|
|
36 |
4 |
2 |
2; 11 |
|
|
37 |
4 |
2 |
11; 9 |
|
|
38 |
4 |
2 |
9; 3 |
Координаты и связи
Единицы измерения: м
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: Все
|
Координаты и связи |
|||||||
|
Номер узла |
Координаты |
Связи |
|||||
|
X |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
# |
# |
# |
|
|
2 |
0 |
0 |
0.42 |
||||
|
3 |
0.42 |
0 |
0 |
# |
# |
# |
|
|
4 |
0.42 |
0 |
0.42 |
||||
|
9 |
0.42 |
0.42 |
0.42 |
||||
|
10 |
0 |
0.42 |
0.42 |
||||
|
11 |
0 |
0.42 |
0 |
||||
|
12 |
0.42 |
0.42 |
0 |
||||
|
Управление |
|||||||
|
№ |
№ строки |
Значение |
|||||
|
1 |
1 |
Шифр задачи: скад |
|||||
|
2 |
2 |
Признак системы: 4 |
|||||
|
3 |
4 |
||||||
|
4 |
23 |
Параметры расчета: Метод решения: метод Гаусса Нагрузки на жесткие вставки: не учитывать Вычислять реакции в связях: да Контроль решения: да Точность контроля: 10% Точность разложения матрицы: 1e- 6 Метод оптимизации матрицы жесткости: Автоматический метод выбора оптимизации Динамика Метод решения: итерации подпространств Точность решения задачи на собственные значения: 1e- 4 Элементы Максимально допустимое соотношение сторон объемных и пластинчатых элементов (балки-стенки): 32 Максимально допустимое соотношение сторон плит и оболочек: 16 Минимально допустимый угол: 4 Максимально допустимое искажение элемента: 0.04 |
|||||
|
5 |
33 |
Единицы измерения: линейные единицы измеpения: м единицы измеpения pазмеpов сечения: см единицы измеpения сил: Т единицы измеpения темпеpатуpы: |
|||||
|
Имена загружений |
|||||||
|
Номер |
Наименование |
||||||
|
1 |
динамичесская нагр |
||||||
|
2 |
нагрузка |
||||||
|
3 |
динамичесская нагр |
||||||
|
4 |
нагрузка |
||||||
|
Нагрузки |
|||||||
|
Номер загружения |
Вид |
Направление |
Список |
Значения |
|||
|
1 |
16 |
Z |
Элементы: 2 5 |
9810 |
|||
|
1 |
0 |
X |
2 |
9810 |
|||
|
1 |
0 |
X |
10 |
9810 |
|||
|
2 |
15 |
Z |
2 |
19620; 0.2 |
|||
|
3 |
15 |
Z |
5 |
19620; 0.2 |
|||
|
3 |
8 |
X |
1 3 7 8 |
200 |
|||
|
3 |
0 |
X |
10 |
9810 |
|||
|
3 |
0 |
Y |
10 |
9810 |
|||
|
3 |
0 |
Z |
10 |
9810 |
|||
|
4 |
0 |
X |
2 10 |
9810 |
|||
|
4 |
0 |
Y |
2 10 |
9810 |
|||
|
4 |
0 |
Z |
2 10 |
9810 |
Жесткости
Единицы измерения: м, мм, Т
Толщина пластин представлена в единицах измерения линейных размеров.
|
Жесткости |
|||
|
Тип |
Жесткость |
Значение |
|
|
1 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=147381513.4 EIY=25988.2733 EIZ=25988.2733 GKR=16528.3376 GFY=47429838. GFZ=47429838. размеpы ядpа сечения : y1=.007666 y2=.007666 z1=.007666 z2=.007666 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 пpямоугольник :b=46. h=46. |
||
|
2 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
||
|
3 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
||
|
4 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=147381513.4 EIY=25988.2733 EIZ=25988.2733 GKR=16528.3376 GFY=47429838. GFZ=47429838. размеpы ядpа сечения : y1=.007666 y2=.007666 z1=.007666 z2=.007666 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 пpямоугольник :b=46. h=46. |
||
|
5 |
Жесткость стержневых элементов (параметрическое описание) вычисл. жесткостн. хаpакт. : EF=100297437.5 EIY=23335.87 EIZ=23335.87 GKR=14499.0769 GFY=20458355.7 GFZ=20458355.7 пpоизводится учет сдвига размеpы ядpа сечения : y1=.010115 y2=.010115 z1=.010115 z2=.010115 модуль упругости : E=6.965e10 коэффициент Пуассона : nu=0.3 плотность : ro=26487. коэффициент температурного расширения : .000023 коpобчатое сечение : b=46. h=46. b1=10. h1=10. |
Протокол расчета
П Р О Т О К О Л В Ы П О Л Н Е Н И Я Р А С Ч Е Т А
Полный pасчет. Версия 21.01. Сборка: Jul 22 2014
файл - "C:кад.SPR",
шифр - "скад".
10:41:56 Автоматическое определение числа потоков. Используется : 4
10:41:56 Вычисляются расчетные значения перемещений и усилий
10:41:56 Ввод исходных данных схемы
10:41:57 Информация о расчетной схеме:
- шифp схемы скад
- поpядок системы уpавнений 18
- шиpина ленты 15
- количество элементов 38
- количество узлов 12
- количество загpужений 4
- плотность матpицы100%
10:41:57 Необходимая для выполнения pасчета дисковая память:
матpица жесткости -0.004 Mb
динамика-0.000 Mb
пеpемещения -0.001 Mb
усилия -0.022 Mb
рабочие файлы-0.007 Mb
----------------------------------------------
всего - 0.034 Mb
10:41:57 На диске свободно 788336.536 Mb
10:41:57 Формирование матрицы жесткости
10:41:57 Разложение матрицы жесткости
10:41:57 Геометрически изменяемая система по направлению 1 в узлах : 9
10:41:57 Геометрически изменяемая система по направлению 3 в узлах : 9 10
10:41:57 Накопление нагрузок.
Суммарные внешние нагрузки (Т, Тм)
10:41:57 X Y Z
1-2.1 0 0.882
2- 0 0 2
3- 1 1 3
4- 2 2 2
10:41:57 ВНИМАНИЕ: Дана сумма всех внешних нагрузок
10:41:58 Вычисление перемещений.
10:41:58 Работа внешних сил (Тм)
10:41:58 1 - 6.58862e-005
10:41:58 2 - 2.17787e-005
10:41:58 3 - 0.193743
10:41:58 4 - 0.000268267
10:41:58 Контроль решения
10:41:58 Сортировка перемещений
10:41:58 Вычисление усилий
10:41:58 Сортировка усилий и напряжений
10:41:59 Вычисление реакций в связях
10:41:59 З А Д А Н И Е В Ы П О Л Н Е Н О
Затраченное время : 0:00:03 ( 1 min )
Подобные документы
История проблемы выхода на орбиту. Расчет возможности вывода тела на орбиту одним толчком. Признаки тела переменной массы. Моделирование обстоятельств наблюдения искусственных спутников земли. Математическое моделирование движения ракеты-носителя.
реферат [120,6 K], добавлен 14.10.2015Особенности проведения наблюдений и исследования избранных космических объектов в фотометрической системе Джонсона. Определение фотометрических величин оптических источников в условиях городской засветки. Алгоритм выявления таксонометрического класса.
дипломная работа [407,8 K], добавлен 16.02.2016Классификация спутников Земли, виды космических кораблей и станций. Порядок вычисления круговой орбитальной скорости. Особенности движения спутников вблизи Земли. Характеристика электромагнитных волн. Принципы работы аппаратуры оптических спутников.
презентация [10,9 M], добавлен 02.10.2013Особенности и основные способы проектирования электрореактивной двигательной установки космического аппарата. Этапы разработки циклограммы энергопотребления, анализ чертежа движителя. Характеристика космических электроракетных двигательных установок.
дипломная работа [496,1 K], добавлен 18.12.2012Рассмотрение краткой истории создания и компоновочной схемы ракеты-носителя "Космос-3М". Тактико-технические характеристики двигателей ракеты. Редукторы давления в системах топливоподачи жидкостных ракетных двигателей: их устройство и принцип действия.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 19.11.2012Понятие реактивного движения тела. Проект пилотируемой ракеты Н. Кибальчича. Конструкция ракеты для космических полетов и формула скорости её движения К. Циолковского. Первый полёт человека в космос и характеристики "Восток-1". Значение освоения космоса.
презентация [336,5 K], добавлен 17.10.2013Общая характеристика и направления деятельности организации. Общие сведения об энергоснабжении космических аппаратов, особенности использования солнечных батарей. Химические источники тока. Выбор параметров солнечных батарей и буферных накопителей.
отчет по практике [195,1 K], добавлен 16.04.2016Космос как огромное пространство. Анализ первых советских искусственных спутников Земли. Рассмотрение особенностей ракетно-космической системы "Энергия-Буран". Основные этапы развития космонавтики. Характеристика космических систем-мусоросборщиков.
реферат [26,1 K], добавлен 26.01.2013Запуск первого искусственного спутника, положивший начало освоению космоса. Понятие космонавтики, основные направления интеграции космических систем в инфраструктуру народного хозяйства. Развитие космического туризма. Легендарный полет Юрия Гагарина.
презентация [10,9 M], добавлен 13.02.2012Описание, конструкция и траектория полетов основных видов космических аппаратов, а также анализ проблем их энергопитания бортовой аппаратуры. Особенности разработки и создания автоматизированных систем управления эксплуатацией летательных комплексов.
контрольная работа [24,2 K], добавлен 15.10.2010
