Стр. 3 - А.В. Крылов, С.А. Чурилин - Моделирование развертывания многозвенных замкнутых космических конструкций

Рис. 1. Многозвенные замкнутые кос-

мические конструкции:

а

— фрагмент космического отражате-

ля;

б

— вид А (рис. 1,

а

);

в

— складной

антенный контур

конструкции происходит за счет

первоначально накопленной потен-

циальной энергии в упругих эле-

ментах (пружинах) конструкции

при приведении ее в транспортное

состояние. Пружины расположены

в шарнирах, соединяющих стерж-

ни (жесткость этих пружин одина-

кова), и в телескопической штанге.

Складной антенный контур со-

стоит из двух пакетов профили-

рованных прямоугольных панелей

615

×

230

×

0

,

8

мм (по 13 панелей в

пакете), шарнирно связанных с од-

ной стороны через жесткое осно-

вание, а с другой стороны корот-

кой замыкающей панелью. Развер-

тывание также происходит за счет

первоначально накопленной потен-

циальной энергии в пружинах, рас-

положенных в шарнирных соеди-

нениях, связывающих соседние па-

нели (рис. 1).

Процесс развертывания транс-

формируемых конструкций инди-

видуален для каждого изделия, тем

не менее, можно определить общий подход к построению моделей их

развертывания. Для расчетов принимается простая достаточно хорошо

учитывающая особенности конструкций расчетная схема в виде си-

стемы абсолютно твердых тел, связанных между собой шарнирными

узлами (рис. 2). Массы и моменты инерции твердых тел принимаются

равными массам и моментам инерции реальных звеньев каркаса. При

определенном относительном положении смежных звеньев во время

раскрытия на них накладываются связи, ограничивающие их взаимное

угловое смещение. Технически связи выполняются в виде различно-

го рода упоров, которые моделируются упругими и демпфирующими

элементами (рис. 3) с соответствующими характеристиками [4].

Пружины кручения, расположенные в шарнирах, также моделиру-

ются упругими и демпфирующими элементами. Силовая характери-

стика каждого упругодемпфирующего элемента определяется следую-

щим соотношением:

M

i

(

ϕ

i

, ω

i

) =

c

i

ϕ

закр

i

−

ϕ

i

−

μ

i

ω

i

,

82

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012