АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ ОСНОВАНИЯ АНТЕННЫ МОРСКОГО БАЗИРОВАНИЯ

УДК 621.396.4
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ
МОДЕЛИ ОСНОВАНИЯ АНТЕННЫ МОРСКОГО БАЗИРОВАНИЯ
Коркин О. Е.
научный руководитель канд. тех. наук Колбасина Н. А.
Сибирский федеральный университет
Системы слежения применяются на различных военных объектах для решения
задач управления, ориентации и навигации.
Морская гиростабилизированная антенна, покрытая обтекателем, обеспечивает
автоматическое наведение на заданный спутник связи, удержание направления на него,
прием и передачу широкополосного сигнала, даже при движении, маневрировании
судна в условиях продольной и поперечной качки. этими условиями обусловлена
сложность конструкции основания конструкции антенны морского базирования,
поскольку она должна обеспечивать наличие не менее трех угловых степеней свободы.
При проектировании и дальнейшем исследовании качественных характеристик,
в том числе и конечно-элементными методами, такой антенной системы необходимо
обеспечить возможность интерактивного изменения конструктивных особенностей
(изменение длин и положения секций), поскольку ручная перестройка модели
основания антенны, для решения различных задач очень трудоемка и требует наличие
достаточной квалификации исполнителя.
Следовательно, становится актуальным разработка автоматизированного
процесса построения расчетной конечно-элементной модели основания антенны
корабельного базирования с учетом различного конструктивного исполнения
На рисунке 1 представлена конструкция антенно-фидерного устройства (АФУ),
рассмотренная в рамках данной работы, предназначенная для обзора верхней
полусферы, имеющая три степени свободы.
Рисунок 1 - Антенно-фидерное устройство
Для разработки автоматизированного процесса построения расчетной модели
основания антенны предлагается использовать конечно-элементные методы
моделирования в CAE среде ANSYS, которые позволят улучшить качество результатов
расчета и существенно сократить время решения задачи. Язык параметрического
проектирования программы ANSYS (APDL) дает возможность автоматизировать
процесс за счет такой организации программы, когда решение принимается на основе
установленных соотношений, значений переменных и критериев.
Параметризация, а именно замена числовых констант в расчётной схеме на
математические выражения, по которым вычисляются необходимые величины,
позволяет не только сократить время внесения изменений, но и уменьшить вероятности
появления ошибок в расчётной схеме, за счёт того, что контролируется меньшее число
величин.
Первый этап решения задачи – разработана математическая модель, цель
которой является: определение рекомендуемых размеров разных узлов конструкции
основания антенного устройства по входным параметрам. На рисунке 2 представленная
схема модели с веденными переменными.
Рисунок 2 - Схема с введенными переменными.
Второй этап - разработка программного продукта, осуществляющего
генерацию LogFile на языке параметрического проектирования программы ANSYS
(APDL) с учетом заданных параметров.
Третий этап - построение геометрии основания антенного устройства с
помощью LogFile. На рисунке 3 представлена конечно-элементная модель основания
антенны корабельного базирования.
Рисунок 3 - Конечно-элементная модель основания антенны
корабельного базирования.
После построения геометрии моделируем влияния инерционных нагрузок, силы
действующие на корабле во время качки. Проводим анализ результатов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Басов, К. А. ANSYS в примерах и задачах /К. А. Басов; под общей ред.
Д.Г. Красковского. – М.: КомпьютерПресс, 2002. – С. 224.
2 Алексеев, Г.М. Особые случаи морской практики / Г.М. Алексеев. 
Москва: Морской транспорт, 1959.
3 Косилова А. Г., Справочник технолога-машиностроителя [Текст]: в 2-х т.
С74 Т.2 / Мещерякова Р.К. Издательство: Машиностроение, 1986. - 496 с.