Остання редакція: 2019-05-21
Анотація
Вузол стику консолі крила з центропланом та можливі умови його реалізації
Однією з найважливіших завдань, що вирішуються в процесі проектування літаків транспортної категорії, є завдання аналізу розподілу напружень в елементах поздовжнього набору кесона відємної частини крила(ВЧК) крила. Існують різні інтегральні методи розрахунку характеристик жорсткості параметрів елементів поздовжнього набору. Проте всім їм властивий один принциповий недолік, пов'язаний з неможливістю точного визначення навантажень, що діють на кожен елемент конструкції, оскільки інтегральні методи розрахунку не дозволяють враховувати взаємний вплив деформацій великої кількості елементів. Інтегральні методи також не враховують вплив деформацій прилеглих елементів поперечного набору, а також різного роду кронштейнів, які мають істотний вплив на розподіл навантажень, що діють на елементи поздовжнього набору. Для вирішення цієї проблеми в результати інтегральних розрахунків вводяться різного роду поправки, величина яких, в основному, визначається на підставі емпіричних залежностей, розроблених на підставі експериментальних даних, отриманих для існуючих класів конструкцій. Таким чином, інтегральні методи розрахунку параметрів жорсткості елементів конструкції ОЧК не забезпечують необхідну точність визначення навантажень, що ускладнює аналіз розподілу нормальних і дотичних напружень. Крім того, необхідність використання емпіричних поправок звужує діапазон конструкцій, для яких може виконуватися аналіз напружено-деформованого стану (НДС).
Найбільш ефективним методом вирішення завдання визначення впливу деформацій на ПДВ конструкції є метод кінцевого елемента (МСЕ), який є універсальним методом розрахунку ПДВ довільних конструкцій.
Дуже важливим вузлом в конструкції крила є стик ВЧК з центропланом, оскільки на цей вузол діють найбільші навантаження. Тому серйозною проблемою є розробка конструктивно силової схеми ВЧК, в даному випадку важкого вантажного літака та визначення характеристик жорсткості параметрів її елементів. Зокрема дослідження нової конструкції зони стику ВЧК з центропланом, в якій все навантаження передається через кронштейни, з лонжеронів ВЧК до лонжеронів центроплана. При цьому панелі обшивки ВЧК безпосередньо не контактували з панелями обшивки центроплана, що справляло значний вплив на розподіл напружень в корневій зоні ВЧК. Для зменшення зосередження напружень в корневій зоні переднього та заднього лонжеронів в конструкцію корневої зони ВЧК були включені додаткові лонжерони, які надають нормальні та дотичні напруження з середніх панелей обшивки.
В дослідженні проводився аналіз конструкції центральної частини кесона крила різних типів вантажних літаків з діапазоном злітної ваги від 170000 до 450000 кг.
На підставі результатів аналізу обрана конструктивно-силова схема зони стику ВЧК з центропланом. За допомогою інтегральних методів визначено жорсткісні параметри елементів поздовжнього набору, а потім, за допомогою методу скінченних елементів (МСЕ), виконаний аналіз ПДВ кесона крила для польотного випадку, відповідного максимального вертикального перевантаження. На підставі аналізу результатів розрахунку ПДВ було зроблено висновок про відповідність розробленої конструктивно-силової схеми умовами міцності конструкції транспортного літака в зоні стику.
Розроблено конструкцію кронштейна, що передає навантаження з лонженрона ВЧК на лонжерон центроплана.
Формування кінцево-елементної моделі конструкції ОЧК, розрахунок її ПДВ та аналіз результатів розрахунку виконані за допомогою CAE-комплексу FEMAP фірми Simens.
Список використаних джерел:
- [Електронний ресурс]. [Режим доступу]