Герметичный модуль орбитальной станции с подкреплённой обшивкой и фермой

Статика и динамика (балки и оболочки)PASS · 0.11%

Внутренний наддув атмосферным давлением (dp = 101.3 кПа) и консольная частота герметичного отсека орбитальной станции (D = 4.2 м, L = 8.4 м, t = 4 мм), подкреплённого 24 стрингерами, шпангоутами, палубой и отсеком фермы: окружное напряжение, осевое напряжение,… показать полностью

Допуск:: 5%

Запустить расчёт в WebCAEВойдите или зарегистрируйтесь, чтобы сразу открыть эту модель в WebCAE

Запустить расчёт в WebCAE

Постановка задачи

Геометрия: Герметичный модуль: цилиндрическая обечайка R = 2.1 м, L = 8.4 м, обшивка t = 4.0 мм, конические переходы (t = 5 мм), стыковочные кольца CBM (короб 100×80×10 мм), 24 стрингера, кольцевые шпангоуты через 1 м, сотовая палуба (t = 30 мм), 14 рэков полезной нагрузки (4.8 т) и 16-метровая ферма. Полная модель: 5 935 узлов,… показать полностью
Герметичный модуль: цилиндрическая обечайка R = 2.1 м, L = 8.4 м, обшивка t = 4.0 мм, конические переходы (t = 5 мм), стыковочные кольца CBM (короб 100×80×10 мм), 24 стрингера, кольцевые шпангоуты через 1 м, сотовая палуба (t = 30 мм), 14 рэков полезной нагрузки (4.8 т) и 16-метровая ферма. Полная модель: 5 935 узлов, 5 856 квадов, 1 800 балок набора, 35 610 степеней свободы.
Материал: Авиационно-космический алюминиевый сплав: E = 72 ГПа, ν = 0.33, ρ = 2800 кг/м³.
Граничные условия: 1) Наддув: внутреннее давление dp = 101.3 кПа (1 атм) по всем патчам, изостатические опоры 3-2-1 по кольцу середины бочки. 2) Консольная динамика: заделка по торцевому кольцу j0 (все 6 DOF).
Контрольная величина: Наддув в середине обечайки: окружное напряжение 53.153 МПа vs эталон Ламе 53.182 МПа (ошибка 0.05%); осевое напряжение 26.577 МПа vs эталон 26.591 МПа (ошибка 0.05%); радиальное смещение 1.2966 мм vs эталон 1.2952 мм (ошибка 0.11%). Первая консольная изгибная частота трубы: эталон Тимошенко со сдвигом 43.566 Гц, получе… показать полностью
Наддув в середине обечайки: окружное напряжение 53.153 МПа vs эталон Ламе 53.182 МПа (ошибка 0.05%); осевое напряжение 26.577 МПа vs эталон 26.591 МПа (ошибка 0.05%); радиальное смещение 1.2966 мм vs эталон 1.2952 мм (ошибка 0.11%). Первая консольная изгибная частота трубы: эталон Тимошенко со сдвигом 43.566 Гц, получено КЭ 43.160 Гц (ошибка 0.93%).

Терминал WebCAE

Вставьте команды в панель Terminal в WebCAE. Скрипт использует штатный текстовый DSL приложения; команды выполняются построчно:

units m
material E=72e9 nu=0.33 density=2800
frame up=z
frame patch geom=cyl o=0,0,0 axis=1,0,0 ref=0,0,1 r=2.1 a0=0 a1=360 len=2.1 nu=48 nv=14 t=0.004
frame patch geom=cyl o=2.1,0,0 axis=1,0,0 ref=0,0,1 r=2.1 a0=0 a1=360 len=2.1 nu=48 nv=14 t=0.004
frame patch geom=cyl o=4.2,0,0 axis=1,0,0 ref=0,0,1 r=2.1 a0=0 a1=360 len=2.1 nu=48 nv=14 t=0.004
frame patch geom=cyl o=6.3,0,0 axis=1,0,0 ref=0,0,1 r=2.1 a0=0 a1=360 len=2.1 nu=48 nv=14 t=0.004
frame stiffen patch=1 i="0:47:2" section=tee d1=0.03 d2=0.04 d3=0.002 d4=0.0025 flush=inner
frame stiffen patch=2 i="0:47:2" section=tee d1=0.03 d2=0.04 d3=0.002 d4=0.0025 flush=inner
frame stiffen patch=3 i="0:47:2" section=tee d1=0.03 d2=0.04 d3=0.002 d4=0.0025 flush=inner
frame stiffen patch=4 i="0:47:2" section=tee d1=0.03 d2=0.04 d3=0.002 d4=0.0025 flush=inner
frame support patch=1 side=j0 dofs=all
frame solve modal nmodes=10
frame probe frequency mode=1 id="f1"

Сравнение результатов

Эталонное значение	53.182 MPa (hoop), 26.591 MPa (axial), 1.2952 mm (ur), 43.566 Hz (f1 Timoshenko)
Результат WebCAE	53.153 MPa (hoop, 0.05%), 26.577 MPa (axial, 0.05%), 1.2966 mm (ur, 0.11%), 43.160 Hz (f1, 0.93%)
Погрешность	0.11%
Допуск	5%
Статус	PASS · 0.11%
Семейство элементов	Балка + оболочка
Параметры сетки	5856 shell quad + 1800 beam stiffeners (frame patch + frame stiffen), 5935 nodes, 35610 DOFs; webcae_solve

Обновлено: 2026-10-19 · WebCAE solver