МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИНДУКЦИОННОЙ ПАЙКИ ВОЛНОВОДНЫХ ТРАКТОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Библиографическое описание:МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИНДУКЦИОННОЙ ПАЙКИ ВОЛНОВОДНЫХ ТРАКТОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ : научное издание / В. С. Тынченко, С. О. Курашкин, Е. В. Шуткина. - Текст : непосредственный // Вестник МГТУ "Станкин". - 2024. - № 1. - С. 138-149. - ISSN 2072-3172.
Аннотация:В статье предлагается математический аппарат для моделирования тепловых процессов в среде SimInTech при индукционном нагреве элементов волноводных трактов космических аппаратов при их пайке с целью повышения качества управления таким технологическим процессом. В работе предложены новые математические модели нагрева трубы, фланца и муфты волноводного тракта, а также модель распределения энергии между спаиваемыми элементами при создании сборки, отличающиеся от известных учетом геометрии изделий и позволяющие проводить отработку параметров технологического процесса индукционной пайки (ИП). В качестве метода исследования был выбран аппарат теории сварочных процессов, а именно модель полубесконечного стержня с ограничениями. Проведено исследование эффективности предложенного математического аппарата посредством натурных экспериментов, показавшее высокую степень соответствия модельных и экспериментальных данных. Применение предложенного в статье подхода позволяет существенно снизить трудовые и материальные затраты на отработку технологического процесса ИП волноводных трактов как при коррекции существующих процессов, так и при вводе в производство новых типоразмеров и материалов изделий.
The paper proposes a robust mathematical model for simulating thermal processes during the induction heating of waveguide path elements of spacecraft for soldering purposes in the SimInTech environment. The research focuses on the induction soldering (IS) process, with a specific emphasis on the precise distribution of energy over time and volume of waveguide path assembly elements. The article presents new mathematical models for heating a tube, a flange, and coupling of a waveguide tract, as well as a model for energy distribution between soldered elements during assembly. These models accurately consider the geometry of the products and enable precise calculation of parameters for the IS process. The research method chosen was the model of a semi-infinite rod with constraints, which is a well-established part of the theory of welding processes. Full-scale experiments were conducted to investigate the effectiveness of this mathematical apparatus. The results unequivocally demonstrated a high degree of correspondence between the model and experimental data, thus confirming the validity and reliability of the chosen approach. The proposed approach in the article will significantly reduce labor and material costs for developing the technological process of IS of waveguide paths. This applies to both correcting existing processes and introducing new standard sizes and materials of products.
