Кафедра механики и математического моделирования Использование системы MSC.Patran/Nastran для моделирования одного из дефектов поверхности Европы И.Ю. Захарьев Руководитель: к.т.н. И.В. Логашина Консультанты: д.т.н. Е.Н. Чумаченко О.С. Ерохина
Основная задача Моделирование в системе MSC.Patran/MSC.Nastran напряженно-деформированного состояния участка поверхности спутника Юпитера Европа, которое приводит к образованию выпуклого дефекта поверхности 2
Европа – спутник Юпитера Один из самых крупных спутников в Солнечной системе Земля Луна Европа Снимки космического аппарата «Галилео» Снимки дефектов поверхности Модель внутреннего строения 3
- Физическая постановка задачи - Математическая постановка задачи - Метод конечных элементов (МКЭ) Общая схема проведения исследования 4
5 Физическая постановка задачи 250 м 50 м линзы
6 АВ Физическая постановка задачи: температурная модель АВ Т2Т2 Т2Т2 Т1Т1 Т3Т3 Т 1
7 Математическая модель: уравнение теплопроводности Уравнение теплопроводности Начальные условия Граница L 1 T внешняя Граница L 2 Граница L 3 T внутренняя T сферы Температура на границах: T внутренняя Граница L 3
Решение задачи в CAD/CAE системах Окончательные результаты Промежуточный результат Геометрическая модель 8
Работа в системе SolidWorks 9 Создание участка поверхности спутника
Работа в системе SolidWorks 10 Создание «линзы» в толще ледяной поверхности
Работа в системе SolidWorks 11 Создание участка поверхности спутника
12 Работа в системе MSC.Patran/Nastran Создание базы данных
Работа в системе MSC.Patran/Nastran 13 Создание геометрической модели и сетки конечных элементов
Работа в системе MSC.Patran/Nastran 14 Создание температурных свойств материала
Работа в системе MSC.Patran/Nastran 15 Задание температурных граничных условий
Работа в системе MSC.Patran/Nastran 16 Подготовка к расчету в MSC.Patran Расчет в MSC.Nastran
Работа в системе MSC.Patran/Nastran 17 Просмотр промежуточного результата
Работа в системе MSC.Patran/Nastran 18 Подготовка к расчету конструкционной задачи
19 Работа в системе MSC.Patran/Nastran Создание конструкционных свойств материала
20 Работа в системе MSC.Patran/Nastran Задание конструкционных граничных условий
21 Работа в системе MSC.Patran/Nastran Повторная подготовка к расчету
22 Работа в системе MSC.Patran/Nastran Полученные результаты
23 Решение задачи в системе Рatran/Nastran R R – радиус кривизны поверхности линзы H – расстояние между поверхностью пластины и линзой Моделирование производилось для радиусов R1=50 м, R2=40 м, R3=30 м Сетка конечных элементов H
24 Зависимости перемещения от радиуса и расстояния от линзы до внешней поверхности пластины Результаты Случай жесткой заделкиСлучай «свободной» заделки
Результаты 25
26 Выводы 1.Подтверждена гипотетическая возможность образования выпуклых дефектов за счет наличия «линзы», разработан вариант модели образования выпуклых дефектов на поверхности Европы 2.Установлена качественная зависимость между размерами линзы, глубиной ее залегания от поверхности и высотой выпуклого «купола» 3.Установлено, что рассмотренные кинематические граничные условия (заделка) не оказывают существенного влияния на высоту поднятия «купола»
Спасибо за внимание