Многостепенные динамические стенды полунатурного моделирования из композиционных материалов

Р.М. Мулюков  (Казань), К.З. Хайрнасов, Р.С. Якушев (Москва)

Доклад посвящен проблеме проектирования, статического расчета и алгоритмам статического и динамического анализа многостепенных динамических стендов полунатурного моделирования из композиционных материалов. Приведены методология и алгоритмы, позволяющие проектировать и исследовать стенд на статические и динамические нагрузки; определять частотные характеристики стендов различных комплектаций из композиционных материалов. В качестве методов решения задач использовались: моделирование на САПР CATIA, метод конечных элементов и аналитические методы.  Многостепенные динамические стенды полунатурного моделирования представляют собой сложную пространственную конструкцию. Основное назначение этих стендов - имитировать полетные характеристики в наземных условиях. Одними из основных параметров, характеризующих эффективность работы многостепенного динамического стенда, являются его инерционные характеристики, вследствие чего стенды изготавливаются, в основном, из материалов, имеющих высокую удельную прочность. А наибольшую удельную прочность  имеют композиционные материалы, выполненные из высокопрочных волокон и связующих. Известно, что удельная прочность композиционных материалов в несколько раз превосходит удельную прочность однородных материалов. В тоже время композиционные материалы, широко применяемые в авиации и дающие значительные преимущества по сравнению с традиционными материалами, не использовались при проектировании и производстве многостепенных динамических стендов. Соответственно, не проводился статический расчет и анализ стендов из композиционных материалов при действии статических нагрузок и различном расположении слоев композита. Поэтому проектирование и расчет многостепенных динамических стендов из композиционных материалов является достаточно важной и актуальной проблемой.

Объектом наших исследований являются: отработка методов проектирования и анализа подобных стендов; разработка методологии моделирования, проектирования статического расчета и анализа самих стендов.

Документированные последовательности моделирования, проектирования и статического расчета на САПР высокого уровня позволяют решать следующие задачи: определение напряженно - деформированного состояния стендов из композиционных материалов; исследование влияния расположения слоев композиционного материала на прочностные и жесткостные  характеристики стенда; моделирование и проектирование стендов из композиционных материалов на САПР высокого уровня.