Библиографическое описание:Расчетно-теоретическое обоснование технологии изготовления волноводно-распределительных систем космических аппаратов связи : научное издание / М. М. Михнёв, И. В. Кудрявцев, П. Н. Сильченко. - Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2020. - № 6. - С. 51-66. - ISSN 0536-1044, DOI 10.18698/0536-1044-2020-6-51-66.
Аннотация:Изготовление протяженной тонкостенной волноводно-распределительной системы (ВРС) пайкой из отдельных элементов связано с силовыми, деформационными и температурными воздействиями на нее, приводящими к нежелательным деформациям, как в локальных областях, так и во всей конструкции. Каждый элемент и ВРС в целом подвергаются локальному тепловому воздействию, в результате которого появляются температурные напряжения и деформации. Напряжения, возникающие вследствие нагрева, могут стать причиной необратимых локальных прогибов и искажения геометрии поперечного сечения конструкции. При сборке ВРС даже незначительные угловые и линейные смещения в местах соединения ее элементов приводят к нарушению общей геометрии конструкции, и, соответственно, к изменению расположения точек крепления относительно требуемого. Принудительное совмещение этих точек будет создавать внутренние монтажные напряжения, которые в совокупности с внешними воздействиями могут нарушить условия прочности, жесткости и расположение контрольных монтажных точек. Для достижения требуемых прочностных, жесткостных и точностных параметров ВРС необходимо выполнить расчетно-теоретическое обоснование технологических параметров, шагов, действий и режимов ее изготовления. Разработана методика расчета ВРС, позволяющая оперативно определять ее напряженно-деформированное состояние с требуемой точностью для обеспечения прочности, жесткости и достаточной геометрической точности конструкции. Предлагаемая методика рассматривает ВРС как стержневую модель в глобальной постановке и как оболочечную конструкцию при уточненном расчете локальной выделенной области. Это позволяет оценивать напряженно-деформированное состояние ВРС в целом и уточнять напряжения и деформации в выделяемых локальных областях практически с любой требуемой точностью. Приведен пример расчета динамики изменения зазора между тонкостенными элементами в процессе их пайки. Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния монтажного паяного шва между элементами. Полученные с помощью предложенной двухэтапной методики результаты обеспечивают требуемое качество на всей технологической цепочке изготовления протяженной ВРС для космического аппарата.
Manufacturing of extended thin-walled waveguide-and-distribution system (WDS) by soldering separate elements is associated with force, strain and temperature impacts leading to undesirable deformations both in local areas as well as in the whole structure. Each element and the system in general are subjected to local thermal exposure that results in temperature stresses and strains. The stresses that occur due to heating can cause irreversible deformations of the structure manifested as local deflections and distortions of the cross section geometry. When assembling waveguide-and-distribution systems, even minor angular and linear displacements in the places where the elements are joined result in disruption of the overall geometry of the structure and therefore, a displacement of the mounting points relative to the desired location. Forced alignment of these points would create internal stresses, which combined with external impacts, could violate the conditions of strength, rigidity and location of the control mounting points. To achieve the required strength, rigidity and accuracy parameters of the system, it is necessary to perform a theoretical and calculation analysis of the manufacturing process parameters, steps, actions and methods. The paper presents a method of calculating waveguide-and-distribution systems that can be used to promptly determine the stress-strain state with a required accuracy in order to ensure strength, rigidity and sufficient geometrical accuracy of the WDS structure. The WDS is treated as a rod model in the global formulation and as a shell structure when a separate local area is analyzed in detail. This approach enables the assessment of the stress-strain state in general and more precise calculations of the stresses and strains in defined local areas with nearly any required accuracy. An example showing calculations of the dynamics of variation of the gap between thin-walled elements in the process of soldering is given. An analysis of the stress-strain state of the mounting soldered seam between the elements is performed. The results obtained using the proposed two-step calculation method provide the required quality throughout the whole process of manufacturing an extended waveguide-and-distribution system for a spacecraft.
