Оглавление
Введение ......................................................................................................................... 5
Глава 1 Обзор подходов к проектированию конструктивно-силовой схемы
блока космического аппарата с учётом требований динамической
совместимости космического аппарата и ракеты-носителя ............. 11
1.1 Традиционный подход и подход «точного попадания» ............................. 11
1.2 Развитие методов топологической оптимизации ........................................ 13
1.2.1 История появления топологической оптимизации ........................... 13
1.2.2 Краткий обзор современных методов топологической
оптимизации ......................................................................................... 16
1.3 Постановка задачи .......................................................................................... 30
1.4 Заключение по главе 1 ................................................................................... 34
Глава 2 Методика определения расположения межпанельных кронштейнов
корпуса космического аппарата с использованием топологической
оптимизации (методика 1) ........................................................................ 35
2.1 Назначение методики ..................................................................................... 35
2.2 Исходные данные ........................................................................................... 35
2.3 Методика определения расположения межпанельных кронштейнов
корпуса космического аппарата .................................................................... 36
2.4 Вариант методики в MSC.Nastran ................................................................. 42
2.5 Вариант методики в специальном программном обеспечении ................. 45
2.6 Специальное программное обеспечение DILIB .......................................... 55
2.6.1 Общие сведения о программе ............................................................. 55
2.6.2 Алгоритм работы программы ............................................................. 57
2.6.3 Алгоритм отсева ограничений ............................................................ 60
2.6.4 Алгоритм вычисления сходимости .................................................... 62
2.6.5 Ограничения на симметрию ................................................................ 66
2.6.6 Входные данные программы ............................................................... 66
2.6.7 Выходные данные программы ............................................................ 67
3
2.7 Тестовая задача № 1 ....................................................................................... 69
2.7.1 Исходные данные ................................................................................. 69
2.7.2 Конечно-элементная модель и результаты расчёта .......................... 70
2.7.3 Проверка сеточной сходимости .......................................................... 73
2.8 Сравнение двух вариантов методики ........................................................... 75
2.9 Заключение по главе 2 ................................................................................... 77
Глава 3 Методика определения конструктивно-силовой схемы адаптера с
использованием топологической и параметрической оптимизаций
(методика 2) ................................................................................................. 78
3.1 Обзор конструкций адаптеров ...................................................................... 78
3.2 Назначение методики ..................................................................................... 79
3.3 Существующие методы определения конструктивно-силовой схемы
конструкций .................................................................................................... 80
3.3.1 Традиционный подход ......................................................................... 80
3.3.2 Подход на основе технологии «точного попадания» ....................... 81
3.4 Методика определения конструктивно-силовой схемы адаптера ............. 84
3.5 Тестовая задача № 2 ....................................................................................... 91
3.5.1 Исходные данные ................................................................................. 91
3.5.2 Конечно-элементные модели и результаты расчётов ....................... 93
3.5.3 Проверка сеточной сходимости .......................................................... 98
3.6 Заключение по главе 3 ................................................................................. 100
Глава 4 Определение конструктивно-силовой схемы блока перспективного
космического аппарата ........................................................................... 101
4.1 Исходные данные ......................................................................................... 101
4.2 Определение мест установки межпанельных кронштейнов космического
аппарата с использованием методики 1 ..................................................... 103
4.2.1 Общая схема корпуса космического аппарата ................................ 103
4.2.2 Конечно-элементная модель ............................................................. 106
4.2.3 Результаты расчёта ............................................................................. 108
4
4.3 Определение конструктивно-силовой схемы адаптера с использованием
методики 2 ..................................................................................................... 112
4.3.1 Исходные данные ............................................................................... 112
4.3.2 Применяемые ограничения ............................................................... 114
4.3.3 Конечно-элементные модели и результаты расчётов ..................... 117
4.4 Уточнение конструктивно-силовой схемы блока космического
аппарата ......................................................................................................... 125
4.5 Поверочный расчёт ...................................................................................... 127
4.6 Заключение по главе 4 ................................................................................. 129
Заключение ................................................................................................................ 130
Список сокращений и условных обозначений .................................................... 132
Словарь терминов .................................................................................................... 136
Список литературы .................................................................................................. 137
Приложение А Правила заполнения карт специального программного
обеспечения DILIB ................................................................................... 150
Приложение Б Результаты расчёта второго этапа определения
конструктивно-силовой схемы адаптера ............................................. 159
Приложение В Результаты расчёта четвёртого этапа определения
конструктивно-силовой схемы адаптера ............................................. 163
Приложение Г Формы основных тонов колебаний блока космического
аппарата ..................................................................................................... 175
Приложение Д Копии актов о внедрении результатов диссертационной
работы ......................................................................................................... 180
