Прочностной расчет панелей солнечных батарей космических аппаратов

Авторы

Хмельницкий Я. А.^*, Салина М. С.^**, Катаев Ю. П.

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

*e-mail: ya_khmelnitsky@mail.ru
**e-mail: 2707fm@mail.ru

Аннотация

Рассматривается напряженно-деформированное состояние панелей солнечных батарей при воздействии транспортных и эксплуатационных нагрузок, определяются формы и частоты собственных колебаний. Для анализа используется метод конечных элементов в среде MSC/Nastran. Для моделирования обшивок и сотового заполнителя выбран оболочечный элемент CQAD4 (Plate element).

Ключевые слова

трехслойная панель солнечной батареи, углепластиковая обшивка, конечно-элементный расчет, прочность панели, жесткость панели, частота колебаний панели, оболочечный элемент CQAD4

Библиографический список

1. Алферов Ж.И., Андреев В.М., Румянцев В.Д. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики // Физика и техника полупроводников. 2004. Т. 38. № 8. С. 937-948.

2. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы: Теория и эксперимент / Пер. с англ. под ред. М.М. Колтуна. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 280 с.

3. Окорокова Н.С., Пушкин К.В., Севрук С.Д., Фармаковская А.А. Система электроснабжения космического аппарата c длительным сроком активного существования // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 4. С. 115-122.

4. Хмельницкий Я.А., Ширина О.В. Ультралегкие каркасы солнечных батарей из углепластика для космических аппаратов // Новые материалы: Сборник трудов 2-го Междисциплинарного молодежного научного форума с международным участием (01–04 июня 2016, Сочи). – М.: Интерконтакт Наука, 2016. С. 28-30.

5. Бакулин В.Н., Борзых С.В., Ильясова И.Р. Математическое моделирование процесса раскрытия многозвенных солнечных батарей // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 3. С. 295-302.

6. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 360 с.

7. Братухин А.Г., Иванов Ю.Л., Марьин Б.Н. и др. Современные технологии авиастроения. – М.: Машиностроение, 1999. – 832 с.

8. Мэттьюз Ф., Ролингс Р. Композитные материалы. Механика и технология. – М.: Техносфера, 2004. – 408 с.

9. Болотин B.B., Новичков Ю.Н. Механика многослойных конструкций. – М.: Машиностроение, 1980. – 375 с.

10. Kling D, Elsayed E.A. and Basily B.B. Manufacturing process for folded sheet material // Proceedings of the NSF Design and Manufacturing Research Conference, San Juan, 6-10 January 2002, pp. 1552-1562.

11. Roeseler W.G., Sarh B., Kismarton M.U. Composite structures: the first 100 years // 16th International Conference on Composite Materials, 2007, 10 p.

12. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегии развития композиционных и функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 5. C. 231-242.

13. Туранов Р.А. Композиционные материалы с использование бора в авиастроении // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 8-2. С. 230-231.

14. Фитцер Э., Дифендорф Р., Калнин И. и др, Углеродные волокна и углекомпозиты: Пер. с англ. – М.: Мир, 1988. – 336 с.

15. Братухин А.Г. , Боголюбов В.С., Сироткин О.С. Технология производства изделий и интегральных конструкций из композиционных материалов в машиностроении. – М.: Готика, 2003. – 516 с.

16. Белов О.А., Бердникова Н.А., Бабкин А.В., Козлов М.В., Белов Д.А. Композитная формообразующая оснастка // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 115-122.

17. Катаев Ю.П. Соотношение между деформациями, скоростями деформаций и напряжениями при деформировании твердых и жидких сред // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2015. № 3. С. 49-55.

18. Саченков A.B. Теоретико-экспериментальный метод исследования устойчивости пластин и оболочек // Исследования по теории пластин и оболочек: сборник статей. Казань: Изд-во Казанского университета, 1970. Вып. 6-7. С. 391-433.

19. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. – М.: Мир, 1975. – 543 с.

20. Вахитов М.Б. Интегрирующие матрицы аппарат численного решения дифференциальных уравнений строительной механики // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 1966. № 3. С. 50-61.

Скачать статью