О.Б. Олейников1, И.Н. Дубовик2

1,2 ПАО «Радиофизика» (Москва, Россия)

1,2 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (Москва, Россия)

1 captain_oleg@mail.ru; 2 dubovig@mail.ru

Постановка проблемы. В техническом задании на конструирование антенных систем нередко предъявляются требования живучести и стойкости к случайным вибрационным нагрузкам, параметры которых представлены в виде определенных спектральных величин, записанных в табличной форме. Эти данные вводятся в программу вибрационного оборудования для проведения испытаний на воздействие случайной вибрационной нагрузки опытного образца изделия. При выявлении неработоспособности антенного устройства при заданных условиях эксплуатации необходимо внести существенные изменения в конструкцию для обеспечения ее технических и функциональных характеристик, увеличивающие срок поставки изделия заказчику, и, как следствие, себестоимость производства его элементов. Проблема заключается в том, как использовать данные случайной вибрационной нагрузки из технического задания для проведения машинного инженерного анализа, не прибегая к проведению дополнительных дорогостоящих испытаний.

Цель. Предложить способ задания параметров случайной вибрации в расчетной программе Simcenter Femap для проведения в ней статистической оценки прочности и жесткости антенного устройства при воздействии на него случайной вибрационной нагрузки.

Результаты. Рассмотрен способ задания параметров случайной вибрации в расчетной программе Simcenter Femap, позволяющий перейти от исходных значений к графическим данным, которые необходимы для построения входных функций стационарного белого шума, где спектральные составляющие входного воздействия равномерно распределяются по широкой полосе частот. Разработана расчетная модель антенного устройства, на которую прикладывается случайная вибрационная нагрузка P(t) с учетом заданных параметров входной функции спектральной плотности ускорений ASDIN. Определены передаточные функции H(v), с помощью которых вычисляется выходная функция спектральной плотности ускорений ASDOUT. Проведена статистическая оценка среднеквадратичных значений RMS выходных параметров напряженно-деформированного состояния антенного устройства.

Практическая значимость. Предложенный способ задания параметров случайной вибрации позволяет анализировать антенные системы под воздействием случайных вибрационных нагрузок, характеристики которых описываются входными функциями белого шума с равномерно распределенными спектральными составляющими в широком диапазоне действия частот. Эти функции вводятся в инженерные программы типа Simcenter Femap для проведения статистической оценки прочности и жесткости расчетной модели антенного устройства, что в конечном итоге значительно ускоряет процесс производства изделия.

Олейников О.Б., Дубовик И.Н. Способ задания параметров случайной вибрации в расчетных инженерных программах при оценке прочности и жесткости антенных устройств // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 4. С. 12-21. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202204-02

1. Adams V., Askenazi A. Building Better Products with Finite Element Analysis. OnWord Press. Santa Fe, N.M. 1999.
2. Anand T., Senthilvelan T. Investigation of damping properties of PA6 hybrid nano composites with MWCNT and copper nano particles // IJARET. May – June 2018. V. 9. Is. 3. Р. 194-199.
3. Cremer L., Heckl M. Structure-Borne Sound. New York: Springer-Verlag. 1988.
4. Bachmann H., et al. Vibration Problems in Structures. Berlin: Birkhauser Verlag. 1995.
5. Baker R. An Introduction to Vibration. ISO 9001. 1994.
6. Jensen A., Hamilton K. PSD Random Vibration Analysis in FEMAP // Predictive Engineering. 2017.