Особенности моделирования лонжеронов крыла сложной формы
Исходные данные
Исходными данными для расчета послужил конструкторский чертеж консоли крыла. В качестве нагрузки принята подъемная сила действующая на консоль.
Геометрическая модель и параметры консоли крыла
Рисунок 5.1.1.1 – Геометрическая модель консоли крыла
Толщина обшивки – 1,1мм.
Толщина стенок лонжеронов – 1мм.
Первый от носка крыла лонжерон имеет прямоугольное сечение:
- высота «первого» лонжерона – 13мм;
- ширина «первого» лонжерона – 9,3мм.
Толщина бортовой нервюры – 2мм.
Толщина пояса бортовой нервюры – 2мм.
Толщина промежуточной нервюры – 1мм.
Толщина стоек – 1мм.
Геометрические параметры поясов лонжеронов:
Площадь одного пояса лонжерона – 40мм2.
Моменты инерции пояса лонжеронов относительно центральной оси: 13,3мм4;
1333,3мм4.
Ширина пояса лонжерона – 20мм.
Высота пояса лонжерона – 2мм.
Геометрические параметры поясов бортовой нервюры:
Площадь одного пояса нервюры – 30мм2.
Моменты инерции пояса нервюры относительно центральной оси: 10мм4;
562,5мм4.
Ширина пояса нервюры – 15мм.
Высота пояса нервюры – 2мм.
Физико-механические характеристики материалов консоли крыла
Материал обшивки алюминиевый сплав Д-16АТ:
Е=72 ГПа – модуль упругости;
µ=0,3 – коэффициент Пуансона;
Материал поясов лонжеронов, бортовой и промежуточной нервюры, стоек – алюминиевый сплав В95:
Е=210 ГПа – модуль упругости;
µ=0,3 – коэффициент Пуансона;
Нагрузка действующая на консоль крыла
В качестве нагрузки принята подъемная сила, создаваемая консолью крыла. В пакете нагружение реализовано заданием избыточного давления по величине равного подъемной силе отнесенной к площади крыла в плане . Таким образом суммарное давление на консоли составляет . Давление задано так, чтобы 1/3 его была приложена снизу, а 2/3 – сверху, что имитирует неравномерность распределения суммарного давления на крыле.
Реализация расчета консоли крыла в COSMOS/М
Реализация расчета сводится к построению твердотельной модели, которая в приложении графического редактора используется для анализа конечноэлементной модели. В основу построения математической модели, используемой в этом пакете, положен метод конечных элементов, идея которого состоит в моделировании реального объекта совокупностью конечных элементов, выполнении условий их сочленений, нагружения и закрепления, и анализа НДС такой конечноэлементной модели.
Построение геометрической модели
Для построения геометрической модели используются следующие команды:
Для построения геометрической модели используются следующие команды:
Geometry → Points → Define – построение точек;
Geometry → Curves → Line with 2 Pts – построение линий по двум точкам;
Geometry → Points → Generation → Symmetry – генерация точек симметрично относительно оси;
Geometry → Surfaces → Define by 3 Cr – построение поверхностей по трем линиям;
Geometry → Surfaces → Define by 4 Cr – построение поверхностей по четырем линиям;
Geometry → Curves → Manipulation → Break (Equally) – разбиение линий на равные части;
Geometry → Contours → Define – построение контура по нескольким линиям;
Geometry → Regions → Define – построение региона по заданному контуру.
Первый лонжерон
Второй лонжерон
Бортовая нервюра
Стенки
Третий лонжерон
Промежуточная нервюра
Стенки
Рисунок 5.2.1.1 – Геометрическая модель
Задание свойств элементов
PropSets – задание свойств элементов;
PropSets/ Element Group – задание типа элементов;
SHELL4 – 4-узловой тонкий оболочечный элемент,
BEAM3D – пространственный балочный элемент.
PropSets/ Material Properties – задание свойств материала.
PropSets/ Real Constant – задание геометрических характеристик элементов (для элементов типа SHELL4 задается толщина (обшивки, нервюр, стенок лонжеронов, стоек), а для BEAM3D – геометрических характеристик сечений поясов лонжеронов и нервюры (площадь, моменты инерции, ширина и высота)).
Особенности моделирования лонжеронов крыла сложной формы
Первый лонжерон задается с помощью элемента SHELL4, т.к. имеет простую прямоугольную форму, и задание его с помощью элементов BEAM3D сложно и нерационально.
Второй и третий от носка лонжероны имеет сложную в основании крыла форму, поэтому пояса этих лонжеронов заданы элементом с помощью элемента BEAM3D, но продолжаются лишь до площадок – расширений поясов, сами же площадки заданы элементом SHELL4 (рис.2.2):
Площадка (SHELL4)
Пояс лонжерона (BEAM3D)
Стенка лонжерона (SHELL4)
Рисунок 5.2.3.1 – Конечноэлементная модель лонжерона крыла
Также с помощью элементов SHELL4 заданы стойки и промежуточная нервюра, т.к. они не несут никакой нагрузки, и служат лишь для уменьшения клетки обшивки.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|