Речь шла об упругих деформациях. Я хочу сказать, что они слишком малы, чтобы их учитывать. А до пластических доводить узел нельзя.
Как летает дельталет (обсуждения из тем об АП)
На дельтаплане Славутич УТ носовой уэел из 1,5 мм нержавейки -- заводской
- Откуда
- Ленинградская область
Не совсем понимаю. Пластины носового узла работают не только на растяжение и сжатие, но и на изгиб тоже. А значит упругие деформации имеют место. Чтобы алюминиевый узел не развалился в полёте, необходимая толщина алюминиевых пластин должна быть в разы больше, чем у пластин из нержавейки.
По началу, пластины из нержавеющих сплавов применяли в конструкции дельтапланерных и дельталётных крыльев. Но, они имели слишком малую конструкционную жёсткость. Тонкая пластина проходила по прочности, но легко изгибалась. Особенно, при грубой сборке разборке или при нештатных нагрузках как при капотировании на малой скорости при обучении. Для учебных дельтапланерных крыльев, такие нештатные нагрузки - это обычное дело. Пластины из нержавейки на них, со временем, выглядели как прошлогодний картофель из-за многократной рихтовки. К тому же, из-за меньшего чем у сплава Д16т напряжения при котором нержавейка пластически деформировалась, приводило к тому, что отверстия в пластинах разбивались довольно быстро ( предел текучести у 12Х18Н9Т = 196 Мпа, а у Д16Т=320 Мпа ).
Правильно спроектированный узел дельтапланерного крыла не создаёт в пластинах изгибающих нагрузок. Отверстия под болты работают только на смятие. Но при сборке могут создаваться значительные изгибающие моменты, так же, как при ударах крыла о землю.
При одинаковом весе, пластины из "мягкой" ( пластичной ) нержавейки и твёрдого алюминия ( д16Т ) будут отличаться практически в два раза по толщине. При этом, их прочность будет почти одинаковой а конструкционная жёсткость у алюминиевых - выше и в три раза больше прочность смятия в отверстии. К тому же, обрабатываемость у алюминия гораздо лучше. Потому их и делают из твёрдых алюминиевых сплавов.
Возвращаясь к теме ветки:
В 1987-м году на аэродроме Тушино, при выполнении нисходящей крутой спирали на одноместном мотодельтаплане собственной конструкции, погиб пилот Московского клуба СЛА завода "Салют" Анатолий Баринов. Причиной стало "сворачивание" пластин подвески тележки к крылу. Пластины были выполнены из листа толщиной 2 мм из нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т и по прочности проходили с большим запасом. При нагружении узла подвески кручением тележки относительно крыла, по причине недостаточной жёсткости, пластины изогнулись винтом и пропеллер перерубил троса заднего нижнего контура крыла...
В последствии, в конструкции узла подвески крыла стали применять пластины из жёстких стальных сплавов толщиной не менее 4 мм. Например, 30ХГСА - предел текучести "сигма 0,2 = 490 - 880 Мпа ).
Так же, можно встретить конструкции узлов подвески к крылу, где применяются пластины из твёрдых и жёстких алюминиевых сплавов. Толщина таких пластин не менее 6 мм.
Правильно спроектированный узел дельтапланерного крыла не создаёт в пластинах изгибающих нагрузок. Отверстия под болты работают только на смятие. Но при сборке могут создаваться значительные изгибающие моменты, так же, как при ударах крыла о землю.
При одинаковом весе, пластины из "мягкой" ( пластичной ) нержавейки и твёрдого алюминия ( д16Т ) будут отличаться практически в два раза по толщине. При этом, их прочность будет почти одинаковой а конструкционная жёсткость у алюминиевых - выше и в три раза больше прочность смятия в отверстии. К тому же, обрабатываемость у алюминия гораздо лучше. Потому их и делают из твёрдых алюминиевых сплавов.
Возвращаясь к теме ветки:
В 1987-м году на аэродроме Тушино, при выполнении нисходящей крутой спирали на одноместном мотодельтаплане собственной конструкции, погиб пилот Московского клуба СЛА завода "Салют" Анатолий Баринов. Причиной стало "сворачивание" пластин подвески тележки к крылу. Пластины были выполнены из листа толщиной 2 мм из нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т и по прочности проходили с большим запасом. При нагружении узла подвески кручением тележки относительно крыла, по причине недостаточной жёсткости, пластины изогнулись винтом и пропеллер перерубил троса заднего нижнего контура крыла...
В последствии, в конструкции узла подвески крыла стали применять пластины из жёстких стальных сплавов толщиной не менее 4 мм. Например, 30ХГСА - предел текучести "сигма 0,2 = 490 - 880 Мпа ).
Так же, можно встретить конструкции узлов подвески к крылу, где применяются пластины из твёрдых и жёстких алюминиевых сплавов. Толщина таких пластин не менее 6 мм.
Последнее редактирование:
- Откуда
- Ленинградская область
Трудновато с этим согласиться. Узел работает по аналогии с фермой, состоящей из двух горизонталей и трёх вертикалей. Опирается ферма на края, а к центру подвешен груз. На мой взгляд, горизонтали такой фермы обязаны испытывать изгибающие нагрузки.
- Откуда
- Ленинградская область
Вот ферма
Строго говоря, это рама.
Вопросы нагружения узлов касаются уже сопромата... Если большинству участников ветки будут интересны, можем их обсудить...
Однако, Я бы вернулся в русло особенностей полета дельталета при нештатных условиях. Или все уже обсудили(?)
Вопросы нагружения узлов касаются уже сопромата... Если большинству участников ветки будут интересны, можем их обсудить...
Однако, Я бы вернулся в русло особенностей полета дельталета при нештатных условиях. Или все уже обсудили(?)
- Откуда
- Ленинградская область
Какой нафиг сопромат? Тут физика третьего класса. Изгибающие нагрузки есть! Это очевидно. А сопромат нужен позже будет. Когда захотим толщину рассчитать. Если захотим.
Я уже давно сталкиваюсь с ошибочным системным подходом к расчётам на прочность. За основу берут временной предел прочности. Поскольку авиационные материалы должны иметь пластичность не менее 12%, то пластины легко деформировались, не разрушаясь. За основу нужно брать предел текучести. Только в этом случае будет сохранена форма и прочность детали.
- Откуда
- Ленинградская область
Так что, по Вашему мнению предпочтительнее для носового узла, с "плавающей" за счёт овального отверстия консолью? Алюминий или нержавейка? Или пофиг, если толщина рассчитана правильно? Как Вы думаете?
Какие- то изгибающие нагрузки есть, но их величина незначительна, сравнительно с основными нагрузками.
Рассматривайте конструкцию каркаса крыла в целом - с трубами и тросами. Если трубы представлять как абсолютно жёсткие балки, то в узлах могут возникать только монтажные изгибающие усилия ( при несоосном изготовлении отверстий в узлах ). Каркас без обшивки представляет собой пространственную ферму - конструкцию, состоящую из жёстких замкнутых фигур - треугольников. В узлах фермы, установлены шарниры, а в них, по определению, не возникает изгибных нагрузок.
Однако, для упрощения конструкции каркаса, вместо шарнирных узлов применяют рамную конструкцию из пластин, соединённых болтами. потому, в "раме" узла могут возникать значительные изгибающие усилия. Но, только при НЕ замкнутом контуре каркаса - т.е. в процессе сборки-разборки каркаса.
Либо, пр НЕ расчётных случаях нагружения - капотирования; сильные ветровые нагружения пришвартованного на стоянке дельталёта; случайные касания консолью препятствий ( деревья, строения ) при рулёжке на скорости, без видимых повреждений крыла...
Так часто бывало... Какой нибудь не штатный "слУчай" - внешний беглый осмотр не выявляет повреждений ( особенно если смотреть "круглыми" глазами не оправившись от ситуации ), а при снятии паруса и разборке каркаса выясняется, что троса надорваны у лепестков, килевая загнута, под капролоновым "кубиком" подвески - замятины на трубе , а пластины имеют форму буквы "зю"...
Конструкция должна выдерживать эксплуатационные нагрузки без появления опасных остаточных деформаций, во всём диапазоне, от минимальной до максимальной эксплуатационной. Следовательно, если спроектировано исходя из этого требования (недопущение максимальных эксплуатационных напряжений выше предела текучести) то дюралевый узел будет мягче.
Модуль упругости 12Х18Н9Т = 195000 МПа, а у Д16Т=72000 МПа.
Скажем, у вас максимальная ny=4 (при которой действующие напряжения чуть меньше предела текучести). Тогда при ny=2 относительная деформация 12Х18Н9Т = (196/2)/195000 = 0.0005 а Д16Т = (320/2)/72000 = 0.0022 То есть у стальной серьги с изначальным межосевым расстоянием 100мм, при ny=2 межосевое расстояние станет 100.05мм, а у Д16Т будет 100,22мм.
При изгибе, пластина из 12Х18Н9Т должна быть приблизительно на 30% толще дюралевой (чтобы предел текучести достигался при равном изгибающем моменте). Соответственно и изгибная жёсткость пластины из 12Х18Н9Т будет выше.
Вообще, предел текучести 320МПа для Д16Т - это редкий случай, 270-280МПа будет более частое значение.
Последнее редактирование:
С использованием предела текучести тоже надо быть аккуратным и понимать требования норм (АП/FAR/JAR/CS и т.п.) и характеристики используемого материала, а то может получится что при максимальной эксплуатационной перегрузке пластики нет, а предел прочности достигается ниже расчетной перегрузки.
- Откуда
- Ленинградская область
Всё правильно, но только до того времени, как Вы подвесили на килевую трубу телегу весом 400 кг. А потом ещё создали расчетную перегрузку 4g. В эти счастливые моменты и килевая труба коромыслом выгибается, и в пластинах рамных соединений возникают существенные изгибающие нагрузки.
Последнее редактирование:
Ну труба так не выгнется, её троса держат.
- Откуда
- Ленинградская область
Тянутся троса при таких нагрузках. Что там и как выгнется, нужно спросить у Володи Мысенко, который испытывал своё крыло разрушающими нагрузками. Это самые объективные данные.
Последнее редактирование:
Перегрузку 4g создать можно только в нерасчетных условиях полета. Но аппарат должен ее выдерживать. Потому, что такие нагрузки могут возникать в эксплуатации. Например, при сильных порывах ветра на швартовке.
К конструкции многих узлов дельталета пришли опытным путем. Последовательно, улучшая и упрочняя конструкцию узлов. После очередной небольшой поломки в конце летного дня. После нескольких наездов шасси на кротовины или попадания в неглубокую прошлогоднюю колею от трактора. После месяца полетов на обучении, когда вся тележка, грамотно рассчитанная по условиям прочности и изготовленная на авиационном заводе, превращается в "шалтай-болтай"...
Фотографии статических испытаний крыла дельталета когда-то давно выкладывались в ветках по крыльям. Там видно, что и как изгибается. Но, в полете, слава богу, этого не происходит.
Мне не удавалось получить мгновенную перегрузку больше +3,5. При выполнении косой петли. В отличие от самолетного металлического, крыло гибкое и при нагружении, начинает деформироваться. При этом сильно ухудшаются его летные характеристики. Крыло тормозится и не позволяет развить скорость и выйти на траекторию с радиусом, достаточным для создания такой перегрузки в управляемом полете.
Помимо НЕ жёсткости, гибкому крылу дельталета ещё не хватает управляемости, чтобы вывести его на такую траекторию. И это замечательно! В этом большой плюс в сторону безопасности.
К сожалению, не все крылья обладают в полной мере такими качествами...
Ответ дала практика. Все производители делают узлы из толстого дюраля. Дюралевые узлы легче нержавеющих, в полёте держат форму и деформируются только при авариях. За счёт толщины уменьшают контактную нагрузку на болт. Овальность отверстия необходима, чтобы при небольших деформациях не получать разрушающих нагрузок. Избыточная прочность узлов даёт разрушение труб.
А вот с этого места поподробнее. Если предел текучести меньше предела прочности, то как предел прочности может быть достигнут раньше?
- Откуда
- Ленинградская область
Можете пояснить?