Рис. 5. Расчетные напряжения в элементах ферменной конструкции:
1
— максимальные;
2
— минимальные
перемещениями всех ее узловых элементов. Расчетная модель осно-
вана на методе конечных элементов. Начальные скорости для всех
узлов конечно-элементной модели вычисляются с помощью односте-
пенной модели. Начальные перемещения принимаются равными ну-
лю. Шаг интегрирования системы обыкновенных дифференциальных
уравнений второго порядка выбирается на основе результатов реше-
ния задачи об определении частот собственных колебаний ферменной
конструкции. Он должен составлять долю наименьшего периода (наи-
большей интересующей частоты собственных колебаний конструк-
ции). На рис. 5 приведены зависимости максимальных и минималь-
ных напряжений от времени для ферменной конструкции размером
5
×
2,6 м, трубчатые элементы которой выполнены из однонаправлен-
ного углепластика с продольным расположением волокон. Кроме того,
наружная и внутренняя поверхности элементов образованы кольцевой
укладкой стеклонити.
Под максимальными и минимальными напряжениями понимают-
ся суммарные значения напряжения при изгибе и растяжении–сжатии
трубчатых стержневых элементов конструкции. При этом максималь-
ные напряжения определяются в точке сечения трубчатого элемента,
принадлежащей наиболее растянутому при действии изгибающего мо-
мента волокну, а минимальные напряжения — в точке, соответствую-
щей сжатому волокну. На рис. 5 минимальные напряжения — абсолют-
ные по величине. Из рис. 5 видно, что характер изменения максималь-
ных и минимальных напряжений во времени практически один и тот
же. Рассматриваемые напряжения соответствуют в основном трубча-
тым элементам, расположенным на периферии рефлектора антенны.
Это объясняется тем, что ударный характер нагрузки определяется
начальными скоростями, наибольшие значения которых достигаются
именно на периферии конструкции.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 2 9
