The 11 reference contexts in paper D. Kulikov S., Д. Куликов С. (2016) “Конечно-элементные модели сборок как основа сокращения сроков создания детализированных тепловых математических моделей КА // Assembly Finite Element Models as a Basis to Save Time for Creating Spacecraft Detailed Thermal Mathematical Models” / spz:neicon:technomag:y:2016:i:2:p:49-61

  1. Start
    1885
    Prefix
    Ключевые слова: детализированная тепловая математическая модель, космический аппарат, тепловой режим, конечно-элементная модель сборки Введение Процесс проектирования и разработки космических аппаратов, их систем, агрегатов, узлов включает в себя ряд последовательно реализуемых этапов. Применительно к тепловому проектированию КА типовыми и основными являются следующие
    Exact
    [1]
    Suffix
    :  Разработка аванпроекта;  Разработка эскизного проекта и рабочей документации;  Наземная отработка. На этапе аванпроекта определяются условия внешнего и внутреннего теплообмена КА, назначаются средства обеспечения теплового режима (ОТР).
    (check this in PDF content)

  2. Start
    2695
    Prefix
    Обязательной частью при выполнении теплового проектирования на каждом из вышеперечисленных этапов является проведение математического моделирование (ММ) теплового режима. В ходе создания СОТР КА рассматриваются и последовательно разрабатывается несколько тепловых математических моделей
    Exact
    [2]
    Suffix
    . При формировании аванпроекта используются упрощенные тепловые математические модели (ТММ) КА с минимальным количеством расчётных точек и тепловых связей между ними. Такого рода модели необходимы для проведения балансных оценочных расчётов, определения площадей радиаторов и среднемассовых температур конструктивных элементов.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    5597
    Prefix
    КЭ модели сборок, их возможности На сегодняшний день все крупные предприятия ракетно-космической отрасли России оснащены системами автоматизированного проектирования (САПР) различных производителей. Это позволяет создавать так называемые «виртуальные изделия», решая проблемы 3D проектирования и конструирования.
    Exact
    [3]
    Suffix
    . При этом изменился и формат работы специалистов по ММ тепловых режимов. В качестве исходной геометрической модели для проведения теплового расчёта выступают CAD-сборки, включающие в себя множество конструктивных элементов [4].
    (check this in PDF content)

  4. Start
    5822
    Prefix
    При этом изменился и формат работы специалистов по ММ тепловых режимов. В качестве исходной геометрической модели для проведения теплового расчёта выступают CAD-сборки, включающие в себя множество конструктивных элементов
    Exact
    [4]
    Suffix
    . Зачастую в CAD-сборке присутствуют одинаковые детали (узлы), соответствующие одному геометрическому файлу. Стандартный подход при построении ТММ (или конечноэлементной модели) на базе исходной сборки подразумевает рассмотрение не набора отдельных конструктивных элементов, а множества тел.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    7627
    Prefix
    исходных данных (изменении конструкции, изменение места крепления блоков бортовой аппаратуры) – КЭ модели отдельных компонентов (блоков бортовой аппаратуры, антенных устройств) могут быть адаптированы для построения ДТММ изделий следующих поколений или модернизации. 2. Создание КЭ моделей сборок В зависимости от требований и исходных данных существуют два метода создания КЭ моделей сборок
    Exact
    [4]
    Suffix
    : – ассоциативный, при использовании которого на основе CAD-модели сборки создаётся КЭ модель сборки с последующим добавлением новых или существующих КЭ моделей сборки и деталей с их CAD-аналогами; – неассоциативный, в этом случае создаётся пустая КЭ модель сборки, а затем наполняется КЭ моделями, для которых задаются расположение и ориентация в пространстве. – комбинированный, включающий подх
    (check this in PDF content)

  6. Start
    8678
    Prefix
    Космический аппарат предполагается комплектовать с использованием ранее разработанной бортовой аппаратуры. В реальной жизни проектирование теплового режима КА сочетает в себе подходы восходящего и нисходящего проектирования
    Exact
    [5]
    Suffix
    . Поэтому при построении КЭ моделей сборок целесообразно использовать комбинированный метод. Такой метод был применён при создании ДТММ МКА «АИСТ-2Д»: неассоциативный метод был выбран при построении несущей конструкции и основной массы бортовой аппаратуры; ассоциативный метод при создании ДТММ оптикоэлектронной аппаратуры «Аврора».
    (check this in PDF content)

  7. Start
    9840
    Prefix
    Проводится замена неоднородных областей, состоящих из элементов с различными свойствами, квазиоднородными телами с эффективными теплофизическими свойствами. Это обусловлено тем, что при расчёте теплового режима необходимо определить температуру посадочного места прибора, а также позволяет существенно упростить математическую модель
    Exact
    [6]
    Suffix
    . Для блоков бортовой аппаратуры назначаются масса, теплоёмкость, а также вводятся циклограммы тепловыделений, для сотопанели – эффективная теплопроводность, удельная теплоёмкость, плотность. Завершающий этап – последовательное добавление КЭ моделей компонент в КЭ модель сборки, задание расположения и ориентации в пространстве.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    10796
    Prefix
    Особенности работы с КЭ моделями сборок Стоит отметить, что описанному методу характерна одна особенность в сравнении с классическим. В полученной КЭ модели сборки сетки различных компонентов не сопряжены друг с другом «узел в узел»
    Exact
    [7,8]
    Suffix
    . Объединение в единую КЭ модель в тепловой задаче производится при помощи широкого спектра линейных и нелинейных тепловых связей – кондуктивных, конвективных и лучистых. В объединении вышеописанной сборки между посадочными поверхностями приборов и сотопанелью использовалась связь «идеальный тепловой контакт», что при классическом подходе создания КЭ моделей соответствует сопряжению «узел в узел»
    (check this in PDF content)

  9. Start
    13038
    Prefix
    Коэффициенты теплопроводности слоёв, из которых состоит стенка и равны соответственно и (рис.4) . Рис. 4. Разнородная цилиндрическая тенка, состоящая из двух слоёв Термическое сопротивление цилиндрической стенки определяется следующим выражением
    Exact
    [9]
    Suffix
    : где и – внутренний и внешний радиусы, – высота, – теплопроводность материала. Тогда термическое сопротивление каждого из материалов в радиальном направлении (при условии, что ) составит: Определим количество тепла, передаваемое через рассматриваемую цилиндрическую стенку при известном температу
    (check this in PDF content)

  10. Start
    13545
    Prefix
    направлении (при условии, что ) составит: Определим количество тепла, передаваемое через рассматриваемую цилиндрическую стенку при известном температурном перепаде: Зная эту величину, имеем возможность рассчитать температуру для интересующих сечений в радиальном направлении
    Exact
    [10]
    Suffix
    : Для получения контрольного температурного поля (КТП) по цилиндрической стенке на заштрихованной части рис.3 были выполнены два варианта сеточной модели КЭ элементами типа «Thin Shell» [11] (рис. 5).
    (check this in PDF content)

  11. Start
    13754
    Prefix
    эту величину, имеем возможность рассчитать температуру для интересующих сечений в радиальном направлении [10]: Для получения контрольного температурного поля (КТП) по цилиндрической стенке на заштрихованной части рис.3 были выполнены два варианта сеточной модели КЭ элементами типа «Thin Shell»
    Exact
    [11]
    Suffix
    (рис. 5). Рис. 5. Сеточные модели к определению КТП Верхняя часть рис. 5 представляет собой модель, где конечные элементы в сечениях сопряжены «узел в узел», размер конечного элемента (КЭ) для варианта .
    (check this in PDF content)