Разработка и анализ математических моделей трехслойных панелей из композитов с минимальными локальными прогибами несущих слоев

• Автор: Курносов, Роман Рудольфович
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Введение
Г лава 1. Особенности проектирования и производства трехслойных панелей солнечных батарей
1.1 Обзор и анализ конструкторско-технологических решений трехслойных сотовых панелей солнечных батарей
1.2 Вопросы повышения качества поверхности трехслойных панелей при проектировании и производстве
1.3 Формулировка цели и задач исследования диссертационной работы
Краткие выводы
Глава 2. Разработка моделей расчета прогибов несущих слоев трехслойных панелей в зоне ячеек
2.1 Разработка модели расчета прогиба несущих слоев за счет совместного деформирования несущих слоев и сдвоенной стенки сот при отверждении панели
2.2 Разработка модели расчета прогибов термонеуравновешенных несущих слоев при отверждении панели
2.3 Разработка модели расчета допустимого давления склеивания трехслойной панели
2.4 Разработка модели расчета прогиба несущих слоев в одиночных ячейках панели
Краткие выводы
Глава 3. Анализ моделей образования локальных прогибов несущих слоев и разработка рекомендаций по минимизации прогибов
3.1 Анализ разработанных моделей образования локальных прогибов несущих слоев
3.2 Разработка рекомендаций по минимизации прогибов несущих слоев трехслойных панелей
Краткие выводы
Глава 4. Исследование влияния конструкторско-технологических параметров панели на прогибы несущих обшивок
4.1 Разработка алгоритма компьютерного проектирования трехслойных панелей с минимальными локальными прогибами
несущих слоев в зоне ячеек
4.2 Расчет конструкторских и технологических параметров панели солнечной батареи спутника «Модуль-М»
4.3 Оценка достоверности разработанных моделей
Краткие выводы
Заключение и общие выводы по диссертационной работе
Приложения
Литература
ВВЕДЕНИЕ
В условиях быстрого развития современной авиационно-космической техники возникает проблема создания агрегатов с новыми сочетаниями свойств, которые нельзя обеспечить, применяя только металлы и традиционные технологические методы.
В связи с этим космические конструкции, стойкие к повышенной радиации, глубокому вакууму, циклическому изменению температуры, обладающие высокой жесткостью, прочностью, близким к нулю коэффициентом температурного расширения, создаются, как правило, из композиционных материалов на полимерной и металлической основе. В современных космических аппаратах доля композиционных материалов составляет до 20%. Использование композиционных материалов (КМ) предоставляет разработчику возможность широкого выбора исходных компонентов материала, структурных схем материалов в конструкции, технологических способов формообразования, геометрии и формы конструкции, что открывает новые пути для разработки новых конструкций и технологических процессов и совершенствования уже существующих конструкций [1-5].
Однако опыт показывает, что высокие потенциальные возможности оптимизации конструктивно-технологических решений (КТР) композитов не всегда реализуются с тем эффектом, который рассчитывали получить. Это происходит в силу ряда причин [6, 7]: несовершенства существующих методов расчета, проектирования и технологии изготовления конструкций; недостаточного учета особенностей поведения композиционных материалов как при изготовлении, так и в условиях эксплуатации и др. Технологические проблемы создания эффективных крупногабаритных космических конструкций из КМ выдвигаются на первый план, но наилучшее разрешение они находят при совместном, комплексном рассмотрении вопросов синтеза

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ РАСЧЕТА ПРОГИБОВ НЕСУЩИХ СЛОЕВ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ В ЗОНЕ ЯЧЕЕК
2.1 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ РАСЧЕТА ПРОГИБА НЕСУЩИХ СЛОЕВ ЗА СЧЕТ СОВМЕСТНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ СЛОЕВ И СДВОЕННОЙ СТЕНКИ СОТ ПРИ ОТВЕРЖДЕНИИ ПАНЕЛИ
Как уже отмечалось в параграфе 1.2, в образовании распределенных квазиравномерно по поверхности панели симметричных прогибов несущих слоев - «ряби» - может проявляться явление термического расширения несущих слоев и сотового заполнителя при температуре склеивания панели с последующим их взаимным остыванием и фиксированием клеем в разогретом состоянии, а затем -остывании склеенной панели до нормальной температуры.
Рассмотрим приведенную сотовую ячейку равновеликой площади с исходной ячейкой:
Рис 2.1 Геометрические характеристики приведенной сотовой
ячейки
Величину ас найдем из допущения, что она соответствует середине боковых сторон: