Проекты

Расчеты динамики и прочности аппаратуры космического назначения

В работе специалистами АО «ЦИФРА» по заказу АО «ЛОМО» выполнено исследование динамической прочности системы формирования и наведения лазерного пучка космического назначения.

space apparatus 1В космической технике в последние годы определился ряд новых направлений, основанных на использовании лазерного излучения. Среди них весьма перспективным направлением следует считать передачу энергии космическим аппаратам с помощью лазерных систем передачи энергии, с последующим преобразованием в электроэнергию в приемниках-преобразователях. По сравнению с другими источниками излучения лазеры обладают высокой степенью когерентности. Это свойство лазеров используется в оптических системах для передачи и приема информации и в других случаях. Применение лазеров как источников излучения требует разработки специальных оптических систем, служащих для преобразования лазерного излучения. Для успешной реализации передачи лазерного излучения на объект-потребитель необходимо создать оптическую систему, эффективно собирающую единичные лазерные пучки и формирующую суммарный малорасходящийся пучок.

space apparatus 2Объектом исследования в настоящей работе является система формирования и наведения лазерного пучка. Анализируется соблюдение требований по динамической прочности изделия. Конструкция изделия должна соответствовать требованиям к аппаратуре космического назначения по ОСТ 92-5100-2002. В частности, изделия данной подгруппы должны удовлетворять требованию в части отсутствия резонансных частот в диапазоне до 40 Гц.

Для подтверждения отсутствия резонансных частот в диапазоне до 40 Гц выполняется анализ собственных частот и форм колебаний конструкции. Результатом расчетов является первая (младшая) частота, значение которой более 60 Гц. 

Изделие должно сохранять механическую целостность после воздействия линейного ускорения, действующего в любом из трех взаимно перпендикулярных направлений с амплитудой 10g, а также после воздействия случайной вибрации в диапазоне от 20 Гц до 2000 Гц. В результате выполненного расчета показано, что области со значениями эквивалентных напряжений, превышающими допускаемые, отсутствуют, а пиковое значение эквивалентных напряжений не превышает 130 МПа. Конструкция обладает достаточной прочностью к воздействию линейного ускорения в направлении трех осей и случайной вибрации. 

Изделие также должно сохранять свои показатели назначения и механическую целостность после воздействия механического удара одиночного действия. Форма ударного импульса полусинусоидальная, длительностью 4 мс. По итогам выполненных расчетов подтверждена прочность конструкции при воздействии механического удара.

space apparatus 3

По итогам выполненной работы сделаны выводы по стойкости и прочности изделия к механическим внешним факторам:

- Изделие обладает достаточной жесткостью.

- В изделии отсутствуют собственные частоты в диапазоне до 40 Гц.

- Изделие обладает достаточной ударо- и вибростойкостью к внешним факторам.

- Линейные и угловые перемещения оптических элементов не превышают предельные ограничения при эксплуатационных нагрузках.

- Изделие в части стойкости к воздействию внешних механических факторов соответствует подгруппе 5.3.2 ОСТ 92-5100-2002.

 

Связанные новости
АО «ЦИФРА» и БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова в ноябре заключили договор о практической подготовке обучающихся в вузе. Руководство Университета и АО «ЦИФРА» согласовали образовательную программу. Студенты старших курсов Военмеха смогут пройти практику в компании «ЦИФРА» и применить свои знания в решении задач под руководством опытных инженеров и кандидатов технических наук, которые участвовали в крупных проектах в аэрокосмической, приборостроительной, атомной и многих других отраслях.
Дмитрий Сергеевич Михалюк, генеральный директор АО «ЦИФРА», к.т.н. в своем интервью специально для профориентационного проекта What The Pro рассказал о том, как начинают карьеру в компании стажеры, какие расчеты выполняют инженеры АО «ЦИФРА» и какие перспективы ждут специалистов в области численного моделирования в обозримом будущем.
Связанные публикации в блоге
Архитекторы, инженеры и другие специалисты строительной отрасли сталкиваются с растущим на них давлением, по вопросам соответствия стандартамэнергоэффективности и понижения уровня выбросов углекислого газа при сохранении затрат. Значительное ускорение процесса проектирования зданий при наименьших затратах наилучшим образом достигается за счёт использования новых технологий. Появившийся класс инструментов на базе численного моделирования, моделирование зданий и моделирование физических процессов достигли новых высот скорости и точности, совершенствуя процесс проектирования зданий и другие рабочие процессы с помощью новых возможностей. Численное моделирование открывает мир моделирования для фирм любого размера, работающих над проектами любого масштаба.
Ограждающие конструкции зданий и сооружений проходят проверку на звукоизолирующую способность. Соответствие бетонных/железобетонных перекрытий нормам по звукоизоляции оценивается путем проведения натурных или лабораторных испытаний на воздействие воздушного и ударного шума
Связанные вебинары
В рамках Договора о научно-техническом сотрудничестве между АО «ЦНИИМФ» и АО «ЦИФРА» на данном вебинаре заведующий отделом конструктивной надежности и защиты судов от коррозии АО «ЦНИИМФ» Алексей Петров расскажет об имеющемся опыте и перспективах использования компьютерного моделирования для решения различных задач, связанных с ремонтом или модернизацией судов в эксплуатации.
АО "ЦИФРА" объявляет о проведении серии лекций-вебинаров от ведущих приглашенных экспертов в области численного моделирования. В ходе первого вебинара данной серии будут рассмотрены вопросы прочностного анализа «легких» (lightweight) композитных конструкций при динамическом нагружении с использованием явных решателей (сеточного и бессеточного) ПО LS-DYNA.

Закажите расчет

Команде профессионалов
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.