1、 Numro de rfrence ISO 14954:2005(F) ISO 2005NORME INTERNATIONALE ISO 14954 Premire dition 2005-02-01Systmes spatiaux Analyse dynamique et statique change de modles mathmatiques Space systems Dynamic and static analysis Exchange of mathematical models ISO 14954:2005(F) PDF Exonration de responsabilit
2、 Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices et que celles
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5、mbres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2005 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque
6、 forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 0
7、9 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2005 Tous droits rservsISO 14954:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos. iv 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives. 1 3 Termes, dfinitions, symboles et termes abrgs 1 4 Description gnrale des modle
8、s 3 5 Exigences gnrales. 3 6 Mthodes de condensation 5 7 Vrification des modles avant fourniture . 8 8 Sorties exiges 10 9 Limites de la taille des modles 10 10 Formats fournir 10 ISO 14954:2005(F) iv ISO 2005 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une
9、 fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations interna
10、tionales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgl
11、es donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l
12、approbation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de
13、 proprit et averti de leur existence. LISO 14954 a t labore par le comit technique ISO/TC 20, Aronautique et espace, sous-comit SC 14, Systmes spatiaux, dveloppement et mise en uvre. NORME INTERNATIONALE ISO 14954:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 1Systmes spatiaux Analyse dynamique et statique ch
14、ange de modles mathmatiques 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale spcifie les changes de modles mathmatiques entre matres duvre de charges utiles (PLC) et fournisseurs de services de lancement (LSP). Elle identifie des mthodes normalises utiliser pour la modlisation du comportement
15、dynamique des charges utiles (PL) et des lanceurs spatiaux (LV), particulirement quand ils sont coupls avant le lancement et pendant les premires phases de vol. De faon gnrale, les modles fournis sont reprsentatifs du comportement dynamique et statique de la charge utile linterface lanceur spatial.
16、Les exigences de la prsente Norme internationale sont celles indispensables pour lanalyse couple dynamique. Elles peuvent ne pas tre suffisantes pour lanalyse des contraintes. Les modles de charge utile sont des modles complets constitus partir des diffrentes parties de la charge utile sous lautorit
17、 du matre duvre de la charge utile, comprenant donc leur propre adaptateur dinterface avec le lanceur spatial dans le cas o ladaptateur est une partie de la charge utile. La prsente Norme internationale ninclut pas la validation des modles de charges utiles. 2 Rfrences normatives Les documents de rf
18、rence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO/CEI 646, Technologies de linformation Jeu ISO de c
19、aractres cods 7 lments pour lchange dinformation 3 Termes, dfinitions, symboles et termes abrgs 3.1 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1.1 charge utile systme pouvant tre lanc par un lanceur spatial EXEMPLES Un satellite, un vhi
20、cule spatial, une sonde spatiale. 3.1.2 matre duvre de la charge utile organisation responsable de la charge utile 3.1.3 fournisseur de services de lancement organisation qui effectue des lancements avec un lanceur spatial ISO 14954:2005(F) 2 ISO 2005 Tous droits rservs3.2 Termes abrgs ATM matrice d
21、e restitution en acclration (acceleration transformation matrix) CdG centre de gravit DCI document de contrle dinterface DdL degr de libert DTM matrice de restitution en dplacement (displacement transformation matrix) EOF fin de fichier (end of file) LSP fournisseur de services de lancement (launch
22、service provider) LTM matrice de restitution en effort (load transformation matrix) LV lanceur spatial (launch vehicle) OTM matrice de restitution des donnes de sortie (output transformation matrix) PL charge utile (payload) PLC matre duvre de la charge utile (payload contractor) SI systme internati
23、onal dunits 3.3 Symboles A matrice de restitution en acclration C matrice damortissement D matrice de restitution en dplacement K matrice de rigidit K R matrice de rigidit des modes rigides, T RRR = KK L matrice de restitution en effort M matrice de masse M R matrice de masse des modes rigides, T RR
24、R = MM S energie de dformation q is degrs de libert internes q jdegrs de libert dinterface R matrice des modes rigides kcoordonnes modales ISO 14954:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 34 Description gnrale des modles 4.1 Matrices Le modle mathmatique dune PL doit tre constitu de trois matrices matr
25、ice de masse (M), matrice de rigidit (K) et matrice damortissement (C). Il doit tre suffisant pour caractriser le comportement dynamique et statique de la structure, tout en supposant quaucune force extrieure nest applique la PL lexception des efforts appliqus linterface LV-PL. Une mthode de synthse
26、 modale est une procdure habituelle pour gnrer un modle mathmatique rduit. Des matrices supplmentaires peuvent tre fournies afin de recalculer les acclrations, les dplacements et les efforts dans la PL. Ces matrices sont identifies comme OTM dans les articles suivants. 4.2 Types de modles 4.2.1 Modl
27、es physiques Les modles physiques doivent tre prsents par des matrices dont le comportement dynamique et statique est dcrit uniquement par des DdL lis des dplacements physiques au niveau des nuds, comprenant tous les points dinterface. 4.2.2 Modles modaux Les modles modaux doivent tre prsents par de
28、s matrices dont le comportement dynamique et statique est dcrit uniquement par une combinaison de DdL physiques et modaux (reprsentant les modes de la structure fixs aux prcdents DdL physiques). Seuls les DdL dinterface sont des DdL physiques. 4.2.3 Modles hybrides Les modles hybrides sont une exten
29、sion des modles modaux dans lesquels des DdL physiques internes sont inclus (autres que les DdL dinterface). 4.3 Units Toutes les donnes dentre et de sortie doivent tre exprimes conformment au SI. Lacclration peut tre exprime en g, avec g = 9,81 m/s 2 . La non-utilisation du SI est exceptionnelle et
30、 doit tre soumise lapprobation du LSP. 5 Exigences gnrales 5.1 Codes de modlisation Le logiciel (nom et version) et le type dlments finis utiliss pour la modlisation de la PL doivent tre prciss. La procdure de condensation applique au modle dynamique originel doit tre dcrite. 5.2 Systme de coordonne
31、s Un systme de coordonnes de rfrence pour le modle de la PL doit tre dfini. Un dessin densemble de la PL avec son systme de coordonnes doit tre fourni dans la documentation. ISO 14954:2005(F) 4 ISO 2005 Tous droits rservsLorientation des axes de la PL par rapport au LV doit tre dfinie par le LSP, ce
32、tte orientation tant base sur le respect des exigences dinterface avec le LV, laccs sur pas de tir et les interfaces mcaniques et lectriques stipules dans le DCI. Le mme rfrentiel doit tre utilis pour la description gomtrique de la PL et pour la description des DdL dans les matrices de masse et de r
33、igidit. Le systme de rfrence doit tre cartsien. Un systme de coordonnes local peut tre utilis mais doit tre clairement dfini. Pour les interfaces, la rfrence doit tre le systme de coordonnes de rfrence. 5.3 Aspects thoriques de la modlisation 5.3.1 Gnralits sur la modlisation Le modle doit dcrire le
34、 comportement dynamique complet de la PL, en trois dimensions, en condition libre- libre et en condition encastre linterface avec le LV. Le modle doit tre reprsentatif jusqu une frquence spcifie par le LSP. 5.3.2 Modlisation des liquides Si la PL contient une masse significative dergol, le modle doi
35、t tre capable de dcrire le ballottement de ces liquides, en ngligeant les contraintes de tension superficielle et en supposant que la surface libre est perpendiculaire au vecteur dacclration statique appliqu lergol, quand cela est exig par le LSP. Les effets de linteraction fluide-structure doivent
36、tre pris en compte dans la plage de frquences considre. Des valeurs typiques dacclration quasi statique doivent tre fournies par le LSP pour les cas de charges considrs. 5.3.3 Modlisation de lamortissement Lamortissement est usuellement fond sur des approximations bases sur le savoir-faire de lingni
37、eur et des essais. Il peut tre dfini au niveau de la PL, auquel cas une matrice damortissement de la PL doit tre incluse dans le modle mathmatique. Lamortissement peut aussi tre dfini au niveau systme par un accord entre le PLC et le LSP. Dans ce cas, aucune matrice damortissement nest requise. Cepe
38、ndant, si cela est ncessaire, la dpendance de lamortissement vis-vis de la frquence peut tre fournie. 5.3.4 Modlisation de linterface Lorsque linterface entre la PL et le LV peut tre considre comme tant rigide par le PLC et par le LSP, linterface peut tre rduite un nud avec six DdL. La modlisation d
39、e linterface PL-LV exige une fidlit accrue lorsque la flexibilit de linterface peut induire de plus fortes charges sur la PL. Ce point doit tre discut entre les deux parties avant le cycle danalyse couple prliminaire. ISO 14954:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 56 Mthodes de condensation 6.1 Conde
40、nsation dun modle physique 6.1.1 Gnralits Le choix de la mthode de condensation est laiss linitiative du titulaire du modle. Le modle condens doit tre conforme aux exigences donnes dans lArticle 7. Les nuds et les DdL doivent tre dfinis conformment aux exigences donnes en 6.1.2. 6.1.2 Exigences 6.1.
41、2.1 Sauf spcification contraire, chaque nud physique dinterface doit possder six DdL dans le systme de coordonnes de rfrence: T X= DdL 1; T Y= DdL 2; T Z= DdL 3; R X= DdL 4; R Y= DdL 5; R Z= DdL 6 o T reprsente une translation, R une rotation et X, Y, Z les axes de rfrence. 6.1.2.2 Les DdL doivent t
42、re ordonns dans les matrices, dabord selon la numrotation des nuds, puis selon la numrotation des DdL donne en 6.1.2.1. 6.1.2.3 Un systme de coordonnes local peut tre utilis mais doit tre dfini. De manire gnrale, les repres locaux sont exclus pour les DdL dinterface. 6.1.2.4 Les coordonnes des nuds
43、doivent tre exprimes dans le systme de rfrence de la PL. 6.1.2.5 Il rsulte de ces rgles que les matrices de masse, de rigidit et damortissement peuvent avoir une taille infrieure 6N 6N, o N est le nombre de nuds. 6.1.2.6 Les OTM peuvent tre fournies avec des instructions dutilisation. Les paramtres
44、de sortie doivent tre linairement dpendants de lacclration et/ou du dplacement des nuds. Ainsi, les OTM auront probablement le mme nombre de colonnes que les matrices de rigidit ou de masse et P lignes, P tant le nombre de paramtres de sortie. 6.2 Modle modal 6.2.1 Gnralits Le comportement dynamique
45、 de la PL doit tre dcrit par les matrices de rigidit, de masse et damortissement rduites, relatives aux modes lastiques (coordonnes modales, k ) et aux nuds dinterface (DdL dinterface, q j ). La taille des matrices de rigidit et de masse (et de la matrice damortissement, si fournie) est de Q lignes
46、Q colonnes, tel que: Q = Q l+ Q mo Q lest le nombre de DdL dinterface; Q mest le nombre de modes lastiques. ISO 14954:2005(F) 6 ISO 2005 Tous droits rservs6.2.2 Exigences 6.2.2.1 Sauf spcification contraire, chaque nud physique dinterface doit possder six DdL dans le systme de coordonnes de rfrence:
47、 T X= DdL 1; T Y= DdL 2; T Z= DdL 3; R X= DdL 4; R Y= DdL 5; R Z= DdL 6 o T reprsente une translation, R une rotation et X, Y, Z les axes de rfrence. 6.2.2.2 Les DdL doivent tre ordonns dans les matrices, dabord selon la numrotation des nuds, puis selon la numrotation des DdL donne en 6.2.2.1. Les DdL modaux doivent tre numrots diffremment des nuds dinterface car on considre quils ont seulement un DdL.
