ANALYSE MODALE DE L'ADAPTATEUR CHARGE UTILE DE ARIANE 5

ANALYSE MODALE DE L'ADAPTATEUR
CHARGE UTILE DE ARIANE 5



TP vert - zéro papier!



Présentation


Le lanceur Ariane 5 est capable de mettre sur orbite deux satellites par vol. Les satellites sont situés sous la coiffe et sont positionnés l'un sur l'autre.
vue éclatée de Ariane 5

Chaque satellite est fixé sur un support, l'adaptateur charge utile (ACU, Upper adapter et Lower adapter). Le satellite supérieur est fixé par dessus le satellite inférieur à l'aide d'une structure appelée Silda.

La coiffe est larguée dès que le lanceur quitte l'atmosphère. Lors de la dernière phase du vol, la séparation de l'ensemble ACU-satellite se fait par découpe grâce à un cordon pyrotechnique.

Les différentes phases du vol provoquent un certain nombre de vibrations transmises aux satellites. La première cause de vibration est le bruit des moteurs et propulseurs, propagés vers les satellites par la structure et par l'air tant que le lanceur est dans l'atmosphère.

La deuxième cause est les ondes de chocs induites par les séparations des différents étages du lanceur.



Le but est de protéger au maximum les satellites des agressions vibratoires. Des matériaux amortissants sont utilisés. Les simulations numériques permettent de tester différentes configurations.

On s'intéresse ici à l'étude du comportement vibratoire de l'ACU en effectuant une analyse modale. L'étude finale, non réalisée ici, est un calcul transitoire de dynamique rapide de propagation d'ondes avec dimensionnement et positionnement des matériaux amortissants. De plus, la base modale ainsi calculée peut permettre de faire le calcul temporel sur une base réduite de modes: cela nécessite alors moins de temps de calcul tout en gardant l'essentiel de la réponse mécanique de la structure.

Le document technique d'Ariane 5 donne des informations sur le déroulement d'un vol et sur les caractéristiques des différents ACU disponibles permettant au fabricant de satellite de concevoir la liaison satellite-ACU.

L'ACU étudié ici est le PAS 1666MVS (page 247 du manuel).

vue du PAS1666MVLS


La cote 1666 est le diamètre (en mm) de raccordement avec le satellite qui dépend de l'ACU, le diamètre inférieur est quand à lui le même pour tous les ACU de 2594 mm.

L'ACU est lié au lanceur via le Silda (page 87 du manuel) pour le satellite supérieur et via un cône (page 205 du manuel) pour le satellite inférieur.

vue du cône


On étudie dans cette séance l'ensemble ACU-cône. On utilise des éléments finis surfacique de coques. La géométrie, le maillage et la préparation du jeu données sont effectués avec Patran. L'analyse modale est faite avec Nastran. Enfin, l'exploitation des résultats est réalisée avec Patran.

Création de la géométrie



Création du maillage



Création des matériaux



Création des propriétés des éléments



Lancement du calcul



Exploitation des résultats



Pour faire un nouveau maillage



Pour définir l'encastrement à la base du cône



Compte rendu



Une fois la séance terminée, transformer le compte rendu au format pdf (imprimer/PDFcreator) et envoyer le pdf par email.