Dr. Sci. in Physics and Mathematics, chief designer, Chief of Design Bureau No 1
доктор физико-математических наук, главный конструктор, начальник конструкторского бюро № 1
The article presents the design of the architectural and artistic composition “Memorial stele on a local spherical support” (KB-1 Stele), as well as the analysis of design solutions and the calculated justification of the strength and stability of the KB-1 Stele to external influences in conditions of the most intense climatic influences with parameters set according to building codes and regulations. The design of the KB-1 Stele is a vertically installed overall mass model of a peaceful nuclear explosive device weighing 2.8 tons and 2.8 meters high with hemispherical covers. In accordance with the terms of reference, it was required to preserve the appearance of the device as accurately as possible by placing it on a small local support. The peculiarity of the design lies in its angular mobility relative to the support. To ensure a stable equilibrium state of the stele, a hinge is organized at the place of support, the stele is installed freely by the lower sphere on an intermediate stand with a specially selected spherical surface. Additionally, the center of mass of the stele is significantly reduced by lightening (thinning the walls) of the upper part of the body and installing additional cargo in its lower part. As a result, under the action of external lateral loads, the stele acquires a stable position with possible fluctuations in the tumbler type and with a return to its original state. Analytical and numerical computational studies were performed to substantiate the strength and stability of the KB-1 Stele under external loads. It is shown that the developed design meets the regulatory requirements and is safe in operation.
Представлена конструкция архитектурно-художественной композиции «Памятная стела на локальной сферической опоре» (Стела КБ-1), проанализированы проектно-конструкторские решения и расчетное обоснование прочности и устойчивости конструкции к внешним воздействиям в условиях наиболее интенсивных климатических воздействий с параметрами, задаваемыми согласно строительным нормам и правилам. Стела КБ-1 представляет собой установленный вертикально габаритно массовый макет мирного ядерного взрывного устройства массой 2,8 т и высотой 2,8 м с полусферическими крышками. В соответствии с техническим заданием требовалось максимально точно сохранить внешний облик устройства, поместив его на небольшой локальной опоре. Особенность конструкции заключается в ее угловой подвижности относительно опоры. Для обеспечения устойчивого равновесного состояния стелы в месте опоры организован шарнир, стела установлена свободно нижней сферой на промежуточную подставку со специально подобранной сферической поверхностью. Дополнительно существенно снижен центр масс стелы путем облегчения (утонения стенок) верхней части корпуса и установки дополнительного груза в нижней его части. В результате при действии внешних боковых нагрузок стела приобретает устойчивое положение с возможными колебаниями по типу «неваляшки» и с возвратом в исходное состояние. Для обоснования прочности и устойчивости Стелы КБ-1 при внешних нагрузках выполнены аналитические и численные расчетные исследования. Показано, что разработанная конструкция удовлетворяет предъявляемым нормативным требованиям и безопасна в эксплуатации.