Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2021
Идентификатор DOI: 10.34759/vst-2021-4-92-105
Ключевые слова: spacecraft waveguides, natural vibrations and stability of the waveguide at heating, support coefficients normalizing, analytical selection of waveguide support, verification by finite element method, волноводные тракты КА, собственные колебания и устойчивость волновода при нагреве, нормирование коэффициентов опор, аналитический выбор способа закрепления волноводов, верификация методом конечных элементов
Аннотация: Волноводные тракты являются неотъемлемыми узлами СВЧ-устройств в космической технике и, помимо заданных радиотехнических параметров, требуют обеспечения их динамического состояния с учетом нагрева. Одними из важнейших параметров, определяющих динамическое поведение протяженной конструкции волновода при совместном воздействии вынуждПоказать полностьюенных колебаний и нагреве, являются значения первой собственной частоты колебаний и критическая температура потери устойчивости. В данной статье рассмотрены вопросы управления первой собственной частотой колебаний и критической температурой применительно к прямолинейным волноводным трактам космических аппаратов с помощью разработанной методики обоснованного выбора расстановки опор. Предложены методики решения прямой и обратной задачи, позволяющие как определять первую собственную частоту колебаний и критическую температуру при заданных закреплениях, так и выбирать схему расстановки опор, которые обеспечат эти параметры динамического состояния волновода. По разработанным методикам выполнен расчет прямолинейного волноводного тракта и сделаны сравнительные численные расчеты в пакете прикладных программ (ППП) Ansys для стержневой и оболочечной моделей, которые показали хорошую сходимость результатов. Разработанные методики имеют общий характер и могут быть использованы как при проверочном расчете, так и при проектировании любых прямолинейных стержневых конструкций для управления их динамическим состоянием посредством расстановки опор. Waveguide ducts are the integral units of microwave devices in space technology, and, besides the specified radio-technical parameters, they require ensuring their dynamic state with account for heating. One of the most important parameters determining the dynamic behavior of the extended waveguide structure under the combined impact of forced vibrations and heating is the values of the first natural vibration frequency and the critical temperature of stability loss. The presented work considers the issues of controlling the first natural vibration frequency and critical temperature as applied to the spacecraft straight waveguide ducts by the developed technique of the supports arrangement substantiated choice. The author suggests the techniques for solving direct and inverse problems, allowing both determining the first natural vibration frequency and critical temperature at the specified fixations, and selecting the structure of the supports arrangement, which will ensure these parameters of the waveguide dynamic state. The example of the straight waveguide duct computation and comparative numerical calculations, which demonstrated good convergence of the results, were performed with Ansys software. The developed techniques are of a general character, and they may be employed at both checking calculation and developing any kind of straight beam structures for controlling their dynamic state by the supports arrangement.
Журнал: Вестник Московского авиационного института
Выпуск журнала: Т. 28, № 4
Номера страниц: 92-105
ISSN журнала: 08696101
Место издания: Москва
Издатель: Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)