Презентация (1)

1.

Выпускная квалификационная работа бакалавра
Оценка несущей способности
испытательной камеры в различных
эксплуатационных режимах
Студент: У Хаое
Руководитель: Доцент Туркина Наталья Рудольфовна
Брытков Евгений Владимирович

2.

Про испытательные камеры
Вакуумная испытательная камера является ключевым
элементом системы имитации космического пространства.
Ее
основная
функция
заключается
в
создании
контролируемого физического пространства, близкого к
абсолютному
вакууму
что
позволяет
испытывать
характеристики тепловыделения электронных компонентов,
эффекты газовыделения материалов и герметичность
конструкций.
2

3.

Схема вакуумной камеры
3

4.

Геометрия испытательной камеры
− в камере создается разрежение -0.1 Мпа
− внутреннему избыточному давлению 0.5
МПа
4

5.

Характеристики материалов
Предположим, что конструкционная сталь — это сталь марки 3
5

6.

Постановка задачи
Задачи
расчёта:
Определение
несущей
способности испытательной камеры при двух
режимах эксплуатации.
Расчёт устойчивости испытательной камеры.
Определение первых собственных частот и
форм колебаний.
6

7.

Конечно-элементная схема
Количество
элементов в
конструкции –
216690.
Количество узлов –
425906.
7

8.

Статический расчет МКЭ
Разрешающее уравнение МКЭ имеет вид:
[K]{u} = {F}
где [K] – матрица жесткости конструкции;
{F} – вектор внешних нагрузок;
{u} – вектор перемещений узловых точек.
8

9.

Граничные условия и нагружение камеры давлением
9

10.

Распределение эквивалентных напряжений
при действии избыточного давления
Алюминий
111МПа
Сталь
3 МПа
149
10

11.

Перемещения, возникающие
при действии избыточного давления
Сталь3
1,31мм
Алюминий
4935мм
11

12.

Определение материалов
Очевидно, что деформация конструкционной стали
значительно меньше, чем у АМг6
Поэтому выбираем конструкционную сталь
12

13.

Определение устойчивости
конструкции
Разрешающее уравнение устойчивости:
K K u 0
Г
[K] - матрица жесткости;
[Kг] – геометрическая матрица жесткости;
{u} – вектор узловых перемещений;
- собственные значения.
13

14.

Результаты расчета на устойчивость
Абсолютные
значения
кратности
критической
нагрузки
превышают 5,
следовательно,
конструкция
абсолютно
безопасна
14

15.

Определение собственных частот
колебаний
Разрешающее уравнение имеет вид:
K M u 0
2
где [M] – Матрица масс;
- собственная частота колебаний;
[K] – матрица жесткости;
{u} – вектор узловых перемещений.
Таблица собственных частот
Номер
формы
1
2
3
4
5
6
Частота,
Гц
27,446
30,474
33,539
37,906
38,935
39,790
15

16.

Результаты расчета на собственные частоты
Первая
форма
(Частота –
27,446 Гц)
Вторая
форма
(Частота –
30,474 Гц)
16

17.

Выводы:
Все полученные значения удовлетворяют необходимым показателям прочности и
устойчивости.
Материал сталь марки 3 использовать целесообразнее, так как конструкция,
выполненная из этого материала, обладает более высокими характеристиками
прочности.
Анализ результатов полученных собственных частот, позволяет отметить, что
собственные частоты испытательной камеры достаточно велики и начинаются от
значения в 27,446 Гц.
17

18.

Спасибо за внимание!