Моделирование высокоскоростного соударение турбины самолета с транспортным упаковочный комплектом
Автор: Алексей Максимович Татарский
Соавторы: Виленский О.Ю., Лапшин Д.А.
Организация: АО "ОКБМ Африкантов"
Для транспортировки и хранения радиоактивных материалов применяют специально разработанные для этого контейнеры, которые входят в состав транспортных упаковочных комплектов (ТУК).
В АО «ОКБМ Африкантов» разрабатывается ТУК, предназначенный для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива. В основу разработки ТУК легло выполнение требований нормативной документации (НП-061-05, НП-018-05, НП-001-15) и анализ напряженно-деформированного состояния конструкции при динамических воздействиях высокой интенсивности [1].
Оценка безопасности при падении самолета является важным проблемным вопросом при проектировании ТУК. Наиболее тяжелые последствия для конструкции могут быть вызваны прямым ударным воздействием двигателя (турбины) самолета. В данной работе рассматриваются вопросы моделирования высокоскоростного соударения турбины самолета с ТУК.
Корпус и несущие элементы ТУК смоделированы в полном соответствии с разработанной геометрией. При проектировании упрощенной конструкции, моделирующей турбину самолета, использовался график динамической нагрузки, полученный при ударном воздействии двигателя самолета Boeing 747 на жесткую стенку, из литературы [2].
В случае высокоскоростного динамического нагружения, сопровождающегося значительным пластическим деформированием, необходимо иметь истинные диаграммы деформирования, получаемые на основе расчетно-экспериментальных исследований путем определения параметров математической модели деформирования материалов. В данной работе использовались свойства конструкционных материалов, полученные из результатов экспериментальных исследований в условиях сжатия и растяжения при различных скоростях деформации и температурах.
Анализ соударения турбины самолета с ТУК был выполнен с использованием аттестованного программного комплекса ANSYS/LS-DYNA, основанного на методе конечных элементов и предназначенного для расчетного анализа высоконелинейных динамических процессов. Результаты проведенного анализа легли в основу формирования конечного облика разрабатываемой конструкции.
1. Виленский О.Ю., Душев С.А., Лапшин Д.А., Татарский А.М. Применение математического анализа при проектировании демпфирующих устройств для ТУК // Материалы XXI Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным средствам (ВМСППС’2019). 2019 г. С. 245-247.
2. K Shirai et al. Safety analysis of dual purpose metal cask subject to impulsive load due to aircraft engine crash // Journal of Power and Energy Systems, 3. 2009 г. P. 72-82.
