Опыт применения российского программного комплекса «APM WinMachine» для расчета местной прочности несущей конструкции кабель-заправочной мачты для РКН «Союз-2.1В»

Статья в Elpub

Аэрокосмический научный журнал. 2015; 1: 13-26

Опыт применения российского программного комплекса «APM WinMachine» для расчета местной прочности несущей конструкции кабель-заправочной мачты для РКН «Союз-2.1В»

Аннотация

Работа посвящена расчету местной прочности несущей конструкции поворотной части кабельзаправочной мачты для ракеты космического назначения «Союз-2» этапа 1В. Моделирование и расчет местной прочности наиболее нагруженных элементов мачты проводится на основе метода конечных элементов. В качестве программного средства используется российский программный комплекс «APM WINMACHINE». В работе представлены результаты расчета в виде полей распределения напряжений в конечных элементах моделей наиболее нагруженных конструктивных узлов кабель-заправочной мачты. Результаты работы были использованы разработчиками кабель-заправочной мачты для ракеты космического назначения «Союз-2» этапа 1В. Опыт использования «APM WINMACHINE» показал его эффективность при решении задач определения напряженно-деформированного состояния сложных пространственных конструкций. DOI: 10.7463/aersp.0615.0826641

Список литературы

1. Батэ К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. М.: Изд-во «Озон», 2012. 445 с.

2. MSC Nastran : официальный сайт:http://www.mscsoftware.ru/products/msc-nastran (Дата обращения 29.10.2015).

3. Ansys: официальный сайт. http://www.ansys.com (Дата обращения 29.10.2015)

4. SCAD Office: официальный сайт. Режим доступа: http://scadsoft.com. (Дата обращения 29.10.2015).

5. LiraLand: официальный сайт. Режим доступа: http://www.liraland.ru/lira (Дата обращения 29.10.2015).

6. АПМ: официальный сайт. Режим доступа: http://apm.ru. (Дата обращения 29.10.2015).

7. Зенит-95 // ДИП: Официальный сайт. Режим доступа: http://www.mmf.spbstu.ru/zenit (Дата обращения 29.10.2015).

8. Изотов И. Заблокированные Google крымчане перейдут на российские сервисы // Российская газета: интернет-портал, Режим доступа: http://www.rg.ru/2015/01/24/reg-kfo/servisy.html (Дата обращения 29.10.2015).

9. Рыжов А. Открытое письмо генерального директора Autodesk CIS российским клиентам и партнерам // Autodesk: сайт. Режим доступа:http://www.autodesk.ru/adsk/servlet/item?siteID=871736&id=23732773&linkID=407756 (Дата обращения 29.10.2015).

10. Зверев В.А.,Ульяненков А. В., Языков А. В.Расчетный анализ несущих элементов агрегатов стартового комплекса дляракеты космического назначения «Союз -2.1в» // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 09. С. 119-131.DOI: 10.7463/0914.0725828

Aerospace Scientific Journal. 2015; 1: 13-26

Experience in Using Russian Program Complex «APM Winmachine» for Computing Local Strength of the Umbilical Mast Bearing Construction in the SR “Soyuz-2.1B"

Zverev V. A., Yazykov A. V.

Abstract

The research concerns the computational analyses of local strength of the umbilical mast (UM), which is designed for the prelaunch preparation and launch security of the space rocket (SR) "SOYUZ-2" of 1B stage.
Based on the finite elements method, modeling and calculation of local strength for the most loaded UM elements are conducted using Russian program complex «APM WINMACHINE». The paper gives a justification for choosing the program complex «APM WINMACHINE, as a program calculation device.
In calculating the principles of a local analysis are used. Physical models of the UM particular constructive units are formed to observe them under certain boundary conditions: forces and movements. Parameters of boundary conditions are determined in terms of stress-strain condition of UM simplified model as a whole.
As the research results, the paper presents the finite element models of two UM constructive units, namely a joint of the mast farm branches with strengthening of the mast rotating part and an element in the UM bottom rotating part (“the spine”). Besides, there are also the calculated results of the local strength of abovementioned UM rotating part units: a general pattern of the stress distribution with stress values exceeding the allowable ones.
The research results allow us to draw conclusions that the units under consideration have performance capability and require their constructive strengthening.
The UM developers have taken in consideration recommendations, based on the UM rotating part local strength calculation, making appropriate correction in the project documentation. The experience gained in using the «APM WINMACHINE» allowed us to support the conclusion that it is efficient to solve the tasks of defining stress-strain condition of complicated spatial constructions.

References

1. Bate K., Vilson E. Chislennye metody analiza i metod konechnykh elementov. M.: Izd-vo «Ozon», 2012. 445 s.

2. MSC Nastran : ofitsial'nyi sait:http://www.mscsoftware.ru/products/msc-nastran (Data obrashcheniya 29.10.2015).

3. Ansys: ofitsial'nyi sait. http://www.ansys.com (Data obrashcheniya 29.10.2015)

4. SCAD Office: ofitsial'nyi sait. Rezhim dostupa: http://scadsoft.com. (Data obrashcheniya 29.10.2015).

5. LiraLand: ofitsial'nyi sait. Rezhim dostupa: http://www.liraland.ru/lira (Data obrashcheniya 29.10.2015).

6. APM: ofitsial'nyi sait. Rezhim dostupa: http://apm.ru. (Data obrashcheniya 29.10.2015).

7. Zenit-95 // DIP: Ofitsial'nyi sait. Rezhim dostupa: http://www.mmf.spbstu.ru/zenit (Data obrashcheniya 29.10.2015).

8. Izotov I. Zablokirovannye Google krymchane pereidut na rossiiskie servisy // Rossiiskaya gazeta: internet-portal, Rezhim dostupa: http://www.rg.ru/2015/01/24/reg-kfo/servisy.html (Data obrashcheniya 29.10.2015).

9. Ryzhov A. Otkrytoe pis'mo general'nogo direktora Autodesk CIS rossiiskim klientam i partneram // Autodesk: sait. Rezhim dostupa:http://www.autodesk.ru/adsk/servlet/item?siteID=871736&id=23732773&linkID=407756 (Data obrashcheniya 29.10.2015).

10. Zverev V.A.,Ul'yanenkov A. V., Yazykov A. V.Raschetnyi analiz nesushchikh elementov agregatov startovogo kompleksa dlyarakety kosmicheskogo naznacheniya «Soyuz -2.1v» // Nauka i Obrazovanie. MGTU im. N.E. Baumana. Elektron. zhurn. 2014. № 09. S. 119-131.DOI: 10.7463/0914.0725828