Исследование технологических способов повышения геометрической точности изготовления трехслойных сотовых параболических конструкций из композитов

• Автор: Сумин, Юрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Состояние проблемы и постановка задач исследовния
1.1.Технические требования к параболическим конструкциям из композиционных материалов
1.2.Технологические особенности изготовления ТСК двойной кривизны с несущими слоями из углепластика
1.3.Анализ способов получения трехслойных сотовых конструкций двойной кривизны из КМ
1.4. Анализ моделей и методов расчета конструкторско-технологических параметров изготовления трехслойных сотовых конструкций двойной кривизны из КМ
1.5.Особенности расчета ТСК при тепловом воздействии
1.6.Краткие выводы и постановка задач исследования
Г лава 2. Разработка моделей расчета конструкторско-технологических параметров трехслойных сотовых конструкций двойной кривизны из КМ
2.1.Оценка предельных технологических радиусов изгиба круглых пластин
2.2.Разработка модели расчета определения начальных напряжений в трехслойном композитном рефлекторе
2.3.Модель расчета размерных отклонений многослойных обло-чек вращения из КМ в процессе технологического формообразования
2.4.Краткие выводы
Глава 3. Исследование влияния конструкторско-технологических параметров на геометрическую точность ТСК

3.1 .Экспериментальное определение геометрических параметров параболической конструкции после изготовления
3.2.Экспериментальное определение коэффициента линейного
термического расширения однонаправленного углепластика
3.3.Результаты расчетов по определению изменения кривизны
рефлектора после снятия со сборочной оправки
Г лава 4. Разработка технологических рекомендаций и внедрение результатов работы
Заключение и общие выводы
Список литературы
Приложения
1. Определение деформированного состояния трехслойных сферических сегментов с учетом начальных напряжений и температурных деформаций, возникающих в процессе изготовления
2. Программа вычисления матрицы жесткости и вектора приведенных узловых сил конечного элемента многослойной конической оболочки с учетом начальных и температурных составляющих деформаций

Введение
На современном этапе развития ракетно-космической отрасли пилотируемые космические комплексы, космические межпланетные аппараты и системы спутниковой связи занимают важное место в космических программах ряда высокоразвитых стран. В связи с потребностью использования телекоммуникационных спутниковых систем, спутников ретрансляторов, создания различных энергоустановок, преобразующих солнечное излучение в электроэнергию, возрос интерес к параболическим конструкциям, работающих в условиях открытого космоса. К таким конструкциям предъявляются ряд жестких требований по геометрической точности, «гладкости» поверхности, размеро-стабильности при нагреве, высокой проводимости отражающей поверхности (для антенн), устойчивости к ультрафиолетовому излучению и атомарному кислороду и прочим факторам космического пространства.
Эти требования, за исключением размеростабильности при нагреве, первоначально удовлетворялись изготовлением металлических зеркал - штампованных стальных или литых алюминиевых. Однако, в последнее время для этих целей все чаще стали применять композиционные материалы, позволяющие достаточно просто, с меньшими затратами, изготовливать различные параболические конструкции, удовлетворяющие указанным выше требованиям и обладающих помимо этого рядом дополнительных преимуществ. К таким преимуществам относятся: меньшая масса зеркала (в 2-5 раз); высокая размеро-стабильность при нагреве так как коэффициент линейного температурного расширения (КЛТР) у углеродных композиционных материалов а = 1..3 10 _6 1/К; возможность варирования свойствами материала с целью получения требуемых характеристик, а также возможность изготовления таких конструкций в условиях единичного и мелкосерийного производств.
В диссертации решается ряд технологических проблем, связанных с размерными отклонениями от заданной теоретической формы в процессе изго-

ГЛАВА 2. Разработка моделей расчета конструкторско-технологических параметров трехслойных сотовых конструкций двойной кривизны из КМ
2.1. Оценка предельных технологических радиусов изгиба
круглых пластин
Введение
Анализ различных технологических способов изготовления крупногабаритных сотовых конструкций двойной кривизны с несущими слоями из углепластика показал, что для получения качественного поверхностного слоя на поверхности изделия наиболее рационально использование в качестве НС плоских предварительно отформованных листов с нанесенным покрытием.
В этой связи возникает проблема изгиба таких заготовок по поверхности двойной кривизны, выбора схем армирования, толщины, габаритов заготовок и получение требуемой геометрической точности и формы изделия после склеивания трехслойной конструкции.
Получение заготовок несущих слоев с качественной поверхностью также возможно и при формовании на высокоточной шлифованной оправке методом автоклавного или вакуумного формования. Такая технология позволяет создавать изделия практически любой кривизны и формы. Такой процесс существенно дороже в реализации из-за необходимости применять уникальную высокоточную оснастку, но в ряде случаев, при одинаковых конструктивных решениях, может быть успешно применен. В этом случае, возникающие в несущих слоях после формования остаточные напряжения, также приводят к несоответствию формы конструкции теоретическому контуру.
В процессе создания из плоских отформованных композитных листов пологих многослойных панелей двойной кривизны приходится деформировать