Оценка нагружения конструкции КА при консольной транспортировке железнодорожным транспортом

Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»

ков - (0-120) А/дм2; погрешность стабилизации тока до 5 %.

В качестве подложки использовались образцы фольги АД размерами 160*130 мм и толщиной 100 мкм. Микродуговое оксидирование образцов проводили в слабощелочных водных электролитах различных составов.

Покрытия формировали при соотношении 1к / 1а от 0,6 до 1,4, плотностях тока в диапазоне от 10 до 40 А/дм2 , продолжительность обработки составляла 10-60 мин.

Для проведения испытаний защитных покрытий на воздействие факторов хранения и эксплуатации были изготовлены образцы защитного покрытия на алюминиевой фольге АД по ГОСТ 4784-74 микродуговым оксидированием поверхности. Размер образцов 100*100 мм.

На образцах были проведены следующие виды испытаний:

- цикличное сгибание на диаметре 20 мм;

- ускоренные климатические испытания (УКИ);

- радиационное воздействие;

- термоциклирование.

Проведенные исследования полученных образцов показали, что после воздействия плазмы у образцов

алюминиевой фольги с микродуговым оксидированием поверхности внешний вид остался без изменений. Максимально изменились масса и толщина у образцов полиамидной пленки. Образцы МДО потеряли массу большую, чем образцы алюминиевой фольги, это можно объяснить некоторой гигроскопичностью МДО покрытий. Толщина покрытий практически не изменилась. Исследования показали, что покрытия полученные методом МДО, могут быть использованы в качестве защитных покрытий на КА.

Библиографические ссылки

1. Смирнов В. А., Надирадзе А. Б. и др. Исследование загрязняющего воздействия собственной внешней атмосферы и плазмы стационарных плазменных двигателей на космическом аппарате «Экспресс-АМ» // Вестник СибГАУ. 2006. Вып. 2(9). С. 46-50.

2. Надирадзе А. Б., Рахматуллин Р. Р. и др. Особенности экспериментального определения стойкости композиционных материалов к эрозионному воздействию струй стационарных плазменных двигателей» //Вестник СибГАУ. 2012. Вып. 1. С. 91-96.

© Алякрецкий Р. В., Орлова Д. В., Брокс А. А., 2013

УДК 629.783

Д. Ф. Баляков, А. А. Герус, Е. Д. Мироненко, Я. Л. Похильченко, А. В. Снытко Научный руководитель - Т. И. Соловьёва1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск :ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева, Железногорск

ОЦЕНКА НАГРУЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ КА ПРИ КОНСОЛЬНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКЕ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ

Проводится анализ нагружений частей (элементов) конструкции космического аппарата для режима его транспортирования по железной дороге.

Оценка функций нагружения частей КА для режима его транспортирования по железной дороге основывается на исследовании реакции нелинейной системы «вагон - космический аппарат», на внешнее кинематическое воздействие со стороны пути (при установившемся режиме движения) и со стороны смежных вагонов (при переходных режимах движения поезда) [1]. Наибольший интерес для исследования представляет оценка реакции системы «вагон - космический аппарат» в местах крепления корпуса аппарата к платформе. В общем случае режим вибрации платформы может представляться в виде стационарного широкополосного процесса, на который накладываются нестационарные колебания с несущей частотой порядка 40 Гц [2]. В тоже время, функции нестационарного нагружения, характеризуются сравнительно большими значениями перегрузок в продольном направлении, максимальные значения которых необходимы для оценки требуемых диапазонов несущей способности и жесткости аппарата. При перевозке по железной дороге одним из возмущающих фак-

торов являются стыковые неровности случайной величины и случайные геометрические неровности пути, создающие кинематические возмущения на каждую необрессоренную колесную пару транспортного средства. По результатам исследования нагружения системы «вагон - космический аппарат», математическая модель неровностей железнодорожного полотна представлена в виде комбинации периодических стыковых и случайных геометрических неровностей [3].

Периодические стыковые неровности принимают вид

)=и

( ЪпУ ^ 1 - сое-'

L

и

где и0 - случайная величина глубины неровностей, описываемая нормальным законом распределения; V - скорость движения состава; L - длина стыковой неровности.

Случайные геометрические неровности описываются спектральной плотностью вида:

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Q (ю) =

QF

к2 +р2 ю2

где Kj - коэффициент упругости пути, р1 - коэффициент вязкости; QFc - спектральная плотность сил взаимодействия между колесом и рельсом, представляемая «белым шумом».

Анализ нагружения проводится на базе конечно-элементной модели космического аппарата «Express 2000» массой 3.5 тонны и состоящей из 312 422 узлов (рис. 1).

Рис. 1

Рис. 2

Нагрузки принимаем согласно требованиям, предъявляемым к изделию при железнодорожной транспортировке:

Коэффициент перегрузки пх = ±1,5; пу = -1± 0,5; коэффициент безопасности = 1,5.

Квазистатический анализ выявил следующие силовые факторы в интерфейсах аппарата по трем сечениям (рис. 2):

1) сечение 1-1 (крепление адаптера аппарата к платформе);

2) сечение 2-2 (стыковка адаптера с аппаратом);

3) сечение 3-3 (внутреннее крепление элементов конструкции аппарата);

при значениях перегрузки:

1) пх = 1.5; пу= -2.5

1. В сечении 1-1, максимальное значение силового воздействия составляет 10814 Н; минимальное -13822 Н;

2. В сечении 2-2, максимальное значение силового воздействия составляет 494 Н; минимальное - 239 Н;

3. В сечении 3-3, максимальное значение силового воздействия составляет 239 Н; минимальное -276 Н.

2) Пх = 1,5; Пу = 2,5

1. В сечении 1-1, максимальное значение силового воздействия составляет 10822 Н; минимальное -13835 Н;

2. В сечении 2-2, максимальное значение силового воздействия составляет Н; минимальное -Н;

3. В сечении 3-3 максимальное значение силового воздействия составляет 346 Н; минимальное -217Н.

3) пх= -1.5; пу= -2.5

1. В сечении 1-1, максимальное значение силового воздействия составляет 13835Н; минимальное -10822Н;

2. В сечении 2-2, максимальное значение силового воздействия составляет 229 Н; минимальное -136 Н;

3. В сечении 3-3 максимальное значение силового воздействия составляет 217 Н; минимальное - 346Н.

4) пх= -1.5; пу= 2.5

1. В сечении 1-1, максимальное значение силового воздействия составляет: 13828Н минимальное -10814 Н;

2. В сечении 2-2, максимальное значение силового воздействия составляет 239 Н; минимальное - 494 Н;

3. В сечении 3-3 максимальное значение силового воздействия составляет 276 Н; минимальное - 239 Н.

Максимально допустимое значение перегрузки /пх = 1.5 пу = 2.5, таким образом, максимально допустимые нагрузки составляют Х = 5,25-104 Н; У = 8,75104 Н. Реакция составляет К = 10,204-10 4 Н

Полученные значения нагрузок удовлетворяют заданным требованиям.

Библиографические ссылки

1. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М. : Мир, 1971. 408 с.

2. Гладкий В. Ф. Прочность, вибрация и надежность конструкции летательного аппарата. М. : Наука, 1975. 454 с.

3. Конструирование автоматических космических аппаратов / Д. И. Козлов, Г. П. Аншаков, В. Ф. Агар-ков и др. / под ред. Д. И. Козлова. М. : Машиностроение, 1996. 448 с. : ил.

© Баляков Д. Ф., Герус А. А., Мироненко Е. Д., Похильченко Я. Л., Снытко А. В., 2013