3 / 17
О рациональном проектировании окантовок люков отсека…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 9·2017 3
Решение данной задачи в виде вектора структурных параметров
модели
не единственное. На практике получают одно или несколько
решений, из которых конструктор выбирает окончательный вариант.
Метод и инструмент решения поставленной задачи.
Для ре-
шения задачи рационального проектирования сетчатых оболочек
с нарушением регулярности реберной структуры использовался ме-
тод, основанный на проведении вычислительных экспериментов на
разработанных дискретных моделях сетчатых анизогридных кон-
струкций [5, 6]. При рассмотрении сложных конструкций с большим
количеством ограничений можно использовать подход, основанный
на предварительной редукции конечно-элементной модели к виду
аппроксимации функций отклика численно-аналитическим методом.
В качестве инструмента построения конечно-элементной модели,
расчета НДС и проведения вычислительного эксперимента использо-
вался исследовательский пакет прикладных программ «Композит НК
Анизогрид» [7]. К преимуществам данного программного комплекса
следует отнести, в том числе, встроенный язык программирования
«Ядро» [8], предназначенный для формирования регулярных масси-
вов данных, и программный модуль реализации вычислительного
эксперимента. Исходный код, написанный на языке «Ядро», может
повторно использоваться для задания похожих по структуре объек-
тов моделирования. Это позволяет проводить параметрические ис-
следования конструкций с быстрой перестройкой модели при варьи-
ровании входных параметров.
Решение задачи.
Решалась задача рационального подбора тол-
щины окантовки вырезов отсека космического летательного аппарата
на этапе проектирования. Конструкция представляет собой оребрен-
ную оболочку в форме усеченного конуса, имеет двухслойную об-
шивку и оребрение: 160 пар спиральных ребер и 21 кольцевое ребро;
длина отсека — 44,884
l
h
, длина окружности по передней кромке —
237,02
l
h
, по задней кромке — 234,72
l
h
(
l
h
— половина высоты ромби-
ческой ячейки, образованной спиральными ребрами). Оболочка под-
креплена двумя торцевыми шпангоутами прямоугольного сечения,
имеет три люка, закрытых крышками, и три выреза под гаргроты
(рис. 2). Все вырезы усилены окантовками переменной толщины, ко-
торые делятся на три зоны (см. рис. 2).
Крышки люков по форме совпадают с формами люков и имеют
толщину 0,094
l
h
. Задней кромкой оболочка соединена с переходным
кольцом, закрепленным на 20 опорах. Переходное кольцо состоит из
стенки, передней и задней полок. Стенка выполнена в виде цилин-
дрической оболочки высотой 3,76
l
h
. Полки представляют собой
кольцевые ребра. К передней кромке оболочки приложена сжимаю-
щая сила
Р
= 10 174,45 кН и изгибающий момент
M
= 0,128Р кН
м.