Сравнительная оценка решении системы дифференциальных уравнении в задаче изгиба прямых участков волноводов космических аппаратов связи

Сравнительная оценка решений системы дифференциальных уравнений…

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1

ных нормальных напряжений, полученных по предлагаемой методике и МКЭ с

использованием конечных элементов Shell181, не превысило 0,4 %.

Заключение.

Согласно предложенному способу моделирования тонко-

стенных стержней неосесимметричного поперечного сечения, образованного

отдельными элементами (пластинками), получено аналитическое решение си-

стемы дифференциальных уравнений для частного случая анализа НДС при из-

гибе прямого участка волновода.

Полученное с использованием полуобратного метода Сен-Венана аналити-

ческое решение позволило при определении максимальных нормальных

напряжений уточнить формулу Навье для случая расчета стержней тонкостен-

ного замкнутого поперечного сечения и выявить локальные области появления

касательных напряжений при изгибе в местах соединения пластинок, составля-

ющих данное поперечное сечение тонкостенных стержней (прямых участков

волноводов).

Проведены сравнительные расчеты изгибных нормальных напряжений

прямых участков волноводов по формуле Навье и МКЭ в ANSYS для различных

типов конечных элементов. Результаты показали хорошую сходимость, откло-

нение составило 0,1…3,1 %. Сравнительный анализ результатов расчетов, полу-

ченных численным МКЭ в ANSYS и по предлагаемой методике, также позволил

выявить особенности напряженного состояния волноводов при изгибе и уточ-

нить области применения в МКЭ различных типов конечных элементов.

Использование полученных результатов в практических целях при проек-

тировании космических аппаратов с волноводно-распределительными систе-

мами разных типоразмеров поперечных сечений позволит уменьшить массу,

оптимизировать трассировку прокладки волноводов и расстановку промежу-

точных опор, а также радиусы и технологию изготовления криволинейных

участков.

Результаты исследований использованы в проектно-конструкторских и

технологических работах при создании волноводно-распределительных и ан-

тенно-фидерных систем космических аппаратов типов «Экспресс», «Луч» и др.

ЛИТЕРАТУРА

Сильченко П.Н., Кудрявцев И.В., Михнёв М.М., Наговицин В.Н.

Методика расчета

напряженно-деформационного состояния волноводно-распределительных систем кос-

мических аппаратов // Журнал СФУ. Техника и технологии. 2012. № 2. С. 150–161.

Анализ

динамического состояния волноводно-распределительных систем от воздей-

ствия вибрационных нагрузок на этапе вывода космического аппарата на орбиту /

П.Н. Сильченко, И.В. Кудрявцев, М.М. Михнёв, В.И. Халиманович, В.Н. Наговицин //

Журнал СФУ. Техника и технологии. 2012. № 2. С. 205–219.

Феодосьев В.И.

Сопротивление материалов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999.

592 с.