Water Pump Assembly for the International Space Station.

 

Questa è una struttura piuttosto pesante e con molti componenti, il cui compito è la distribuzione  dell’acqua di refrigerazione per il sistema di controllo termico attivo del laboratorio Columbus che costituisce il modulo europeo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Alcuni moduli dell’ISS sono già operativi.

Il modello strutturale principale è costituito dal modello solido secondario di ciascun componente che è analizzato separatamente. In una fase successiva i modelli secondari sono convertiti a sottostrutture che sono assemblati assieme per ottenere un’unica struttura principale. Columbus sarà lanciato dallo Space Shuttle ed i tipi di carichi e i requisiti strutturali sono quelli imposti dalle specifiche NASA per i carichi paganti ospitati entro la cargo-bay dell’NSTS.

Ogni componente del water pump assembly è stato verificato per la condizione di fail safe in cui i carichi sono applicati considerando il caso limite di avaria ad un supporto (ad esempio, una vite). Alcuni componenti, come l’accumulatore, possono essere classificati come serbatoi in pressione che possono rappresentare oggetti potenzialmente soggetti ad innesco di frattura critica (PFCI). Per essi è richiesta l’analisi safe life (fracture mechanics). In breve, si fa l’ipotesi che esista nel componente una cricca di dimensioni stabilite, non rilevata durante i controlli (raggi-X, liquidi penetranti, ecc.) non distruttivi prima del lancio. Scopo dell’analisi è quello di verificare che, se la cricca tende a propagarsi, questa è comunque stabile durante la missione, anche considerando ulteriori fattori ambientali come la corrosione per contatto con liquidi più o meno aggressivi. L’analisi a fatica deve tener conto dell’effettivo spettro di carico derivato dagli eventi inclusi nel profilo della missione (test di accettazione, integrazione, trasporto a KSC, lancio e volo con STS, aggancio a ISS, dieci anni di vita operativa in orbita, rientri). La lista è stata semplificata: in realtà ogni tipologia di carico può essere suddivisa in più eventi di tipo differente.

 

Caratteristiche principali: analisi statica e dinamica modale; spettri di carico di accelerazione random e pressioni con composizione nelle tre direzioni; analisi a fatica e fail safe; analisi safe life e fracture mechanics; fatigue crack propagation; stress corrosion cracking negli involucri in pressione.