Метод конечных элементов для композитов

S

Stanislavz

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Литва, г.Вильнюс
История такая - спрашивал и тут на форуме и у нас про расчеты конструкции из композитов, получил много литературы. Дошел до уровня понимания что это все очень и очень сложно. Но - книжник профессора Stephen Tsai понравились из за своей простоты изложения.

И они - реализовали свою теорию упрощенного расчета в одной МКЭ программе/сервисе. Но 1 месяц бесплатная. До этого смотрел в других - то расчет нужен двух этапный - по модели смотрим напряжения/нагрузки в данном "куске композита" и по ним подбираем слой и расположения. Тут - они считают послойно все.

Мой скромные результаты. Еще буду иметь доступ на две недели, очень огромная просьба - показать реальные варианты (нагрузки/чертежи/слой/деформации) - для проверки. Перерисую. Результат выложу.

Что самому не нравится - при нагрузке на поверхность крыла "давлением" - по такой схеме:

https://imgur.com/eoGQLFY

Получил хлопун сзади :

https://imgur.com/XpaBHxf

Пробовал и такую экзотику рисовать:

https://imgur.com/0Tf3sGD
 
Спасибо, я пробовал. Но они для не композитов супер, а с композитами "работа с черным алюминием" - по куску известного композита с известными параметрами. Также и фреекад имеет свой модул мкэ. и интерфейс там более удобен.


Подарили еще доступ на два месяца, буду мучат все что можно.

Дайте варианты для перерасчета..
 
Есть шикарная методичка по расчёту композитов при помощи МКЭ. Ищется в поисковике по запросу: "Моделирование композитных элементов конструкций и анализ их разрушения в САЕ-системах MSC.Patran-Nastran и ANSYS", либо же на сайте twirpx.
Не вижу смысла искать какие-то иные программы по расчёту, т.к. бесплатных всё равно нет, а платные осваивать - уж лучше заведомо известные, которые используются повсеместно и надёжность которых проверена временем.
И, обычно, перед расчётом какой-то сложной новой детали решают так называемую модельную задачу. Попробуйте для начала решить какую-нибудь простенькую балку/пластинку, которую можете решить "руками", сверьте результаты, и уже дальше от этого "пляшите".
 
Евген777 сказал(а):
И, обычно, перед расчётом какой-то сложной новой детали решают так называемую модельную задачу. Попробуйте для начала решить какую-нибудь простенькую балку/пластинку, которую можете решить "руками", сверьте результаты, и уже дальше от этого "пляшите".
Нажмите, чтобы раскрыть...
Лонжерон из пултрузии могу посчитать. Стенку лонжерона - тоже. Нагрузку на нервюры - тоже. Но лобик на жесткость поверхности руками не умею. На крусчение +-.

Но это все по готовому образцу композита. Послойно - нет.

Но - могу вырезать матрицу из пенопласта в форме лобика или лобика и задней верхней дужки крыла, наклеий пе пленку и пулучит матрицу. То что на фото было сделано за пол часа - матрица и выклейка. Если с гелкаутом делать - то шпатлевка не нужно. Протеретъ гелкаут и можно грунтовать.

2020-08-22 01_58_21-CompoSIDE.png


2020-08-22 01_59_11-CompoSIDE.png


2020-08-22 02_00_36-CompoSIDE.png


2 5 m piece optimised.png


2 5 m piece.png


2020-08-23 00_23_04-CompoSIDE.png


IMAG1260.jpg


IMAG1262.jpg


IMAG1263.jpg


IMAG1269.jpg
 
По книжке Джима Марксе, нагрузка на хорду в виде треуголника, нарисовал функцию, давленим на плоскость от 0,006Н/мм2 до 0 в конце. Или 300кг/м. Нервюры каждые 225 мм.

Получается так, макс деформация 2.8 мм :

1598479853885.png

Запас не скромный..
1598479876408.png


Вес обшивки/нервюр 4,1 кг на 1 метр размаха, при хорде 1.1 , носик 2 слоя 300 гсм углепластика 45/-45, задик - 3 слоя.

Или так, когда вся обшивка из 2 слоев 300гм2, дофармация до 8 мм, но запас просчности 4,6 раза..


1598480048928.png


С пенопластом посередине будет легче, меньше вес. Но и запас пониже.

Какие ткани граматура там брать ? 300гм2 + 5мм пенопласта + 300гм2 за жирно ?
 
Про вопрос - можно ли отформовать обшивку одним куском, раздвинуть и вклеить лонжерон/нервюры.

Можно и для однослойной контрукции и для трех-слойки. В первом случаю 300 гр/м2 х 4 углеволокна, во втором - 300гр/м2 углеволокна по обоим сторонам 5мм пенопласта.

1598605502241.png


1598605440727.png
 
Частный случай. Скайренджер/ниндза:

1599573416890.png


нагрузка на хвостовое оперение 1.5 взлетного веса (по совету одного гуру) Или 250 кг на 2м^2 стабилизатора при маневренной скорости 200км/ч, по фар-23 нормам для планеров. Брал 1.5 взлетного веса. 712.5 кг.

Оригинальная ферма из труб 40х1.5 + 22х1.5 раскосы и расчалки из 3мм троса.



1599572887214.png


Деформация

1599573176088.png


Рвется расчалка

1599573304140.png


Но тут, скорей всего из-за моих кривых, рук так как 3мм трос держит нагрузку до 600 кг.

1599573368800.png
 
Композит - два слоя 300г/м^2 биах + 1 слой уд 300г/м^2 по середине

1599573564565.png


Как выше, но вместо уд по-ередине - местные накладки по углам и как на фото оригинала - каждые 490 мм. Вес похоже, но обшивка будет не такая гибкая.

1599573747147.png


Перепробовал и другие варианты - но по весу все +- похоже. Ниже - только если делать ферменную структуру с мягкой обшивкой.
 
Stanislavz сказал(а):
они - реализовали свою теорию упрощенного расчета в одной МКЭ программе/сервисе. Но 1 месяц бесплатная.
Нажмите, чтобы раскрыть...
Есть Salome-Meca, куда встроен Code_Aster. Сюда я уже выкладывал модельку из композита. А по деньгам - заработал этим софтом немного денег, когда считал композитный багажник-кофр для авто...
Stanislavz сказал(а):
Любителем Nastrama- добавили поддержку оригинального насовского nastrama в freecad
Нажмите, чтобы раскрыть...
Насколько помню, наса открыли настран до 95-го года включительно. В общем, там старьё... Сегодняшние Code_Aster, CalculiX, z97 и WolsinkFramework куда удобнее.
 
AlexKaz сказал(а):
Есть Salome-Meca, куда встроен Code_Aster. Сюда я уже выкладывал модельку из композита. А по деньгам - заработал этим софтом немного денег, когда считал композитный багажник-кофр для авто...
Нажмите, чтобы раскрыть...
Покажите где. Интересно. Я пока нарисовал крыло по типу маи-223, но полностя из пластика.
 
AlexKaz сказал(а):
Нажмите, чтобы раскрыть...
А code aster критические места как показывает ? Мой последний пример - носок крыла, 8% хорды, подобие профилированного лонжерона из трубы. На носке - нахлест из двух слоев обшивки (300 г/м2) + по слою одно-напарвленной ткани в доль хорды. Держит ...
 
Попробуйте консерватимным методом посчитать, что то у вас больно рано обшивка схлопывется, похоже она (обшивка) на себя изгиб берет. На изгиб лонжерон должен работать, а обшивка. Только на кручение и передача сил с обшивки на лонжерон, через Нервюры.
Нежелательно включать обшивку
 
Вам необходимо войти или зарегистрироваться, чтобы здесь отвечать.
Назад
Вверх