Теория и практика создания СЛА

[Pavel-pilot]

Уважаемый Jeka 55, что бросилось в глаза, так это отсутствие стенки в лонжероне. А еще зачем такая большая расчетная перегрузка. Я не знаю сможете ли вы на своем самолете создать перегрузку хотя бы равную 2. А ведь это лишний вес.

 

[iae]

Лонжерон как-то поверх нервюр идёт. Какие-то вырезы в всех нервюрах.

 

[Артур123]

Лонжерон как-то поверх нервюр идёт. Какие-то вырезы в всех нервюрах.

тоже не врубился в конструкцию крыла.

 

[Jeka55]

Уважаемый Jeka 55, что бросилось в глаза, так это отсутствие стенки в лонжероне. А еще зачем такая большая расчетная перегрузка. Я не знаю сможете ли вы на своем самолете создать перегрузку хотя бы равную 2. А ведь это лишний вес.

На фото лонжерон крыла сделан из трубы Д-16т диаметром 130 мм, толщина стенки 2,5 мм. В трубе вырезаны отверстия для облегчения, как на самолете БД-5. Максимальную эксплуатационную перегрузку 4 ед ставлю в расчеты, так как где-то прочитал, что меньше 4 ед не рекомендуется, и её еще нужно умножить на коэффициент безопасности 1,5. Т.е. для расчета лонжерона 4едх1,5=6 ед. Вот фото под другим ракурсом. На лонжероне лежит еще не прикрученный элерон.

 

[ikono]

Вырезы в лонжероне это сурово. Считать будет непросто, особенно с учётом концентрации напряжений вокруг отверстий. Можно попробовать смоделировать на компьютере, но в правильность результата придётся верить. Ну и нагрузить, для проверки.

 

[herrman]

Вырезы в лонжероне это сурово. Считать будет непросто, особенно с учётом концентрации напряжений вокруг отверстий.

Элементарно это все считается, на бумажке.

 

[Jeka55]

Вырезы в лонжероне это сурово. Считать будет непросто, особенно с учётом концентрации напряжений вокруг отверстий. Можно попробовать смоделировать на компьютере, но в правильность результата придётся верить. Ну и нагрузить, для проверки.

Считал как обычный лонжерон. Т.е. трубу разделил виртуально на 4 части.
Верхняя и нижняя часть трубы, это как бы верхняя и нижняя полка обычного коробчатого лонжерона.
Боковые части трубы, это как бы стенки обычного лонжерона. Боковые части облегчил круглыми вырезами, что бы оставшиеся перемычки держали сдвиг от перерезывающей силы. Т.к. на самолете АРГО-02 стенки лонжерона изготовлены из 1 мм фанеры, а по расчетам стенка может быть даже меньше 1 мм, перемычки с запасом держат усилие.
В центроплане вырезов для облегчения нет.

 

[Pavel-pilot]

Уважаемый Jeka 55 сфотографируйте сам лонжерон при виде спереди и дайте высоту окон для облегчения. я вам посчитаю допустимый изгибающий момент

 

[Артур123]

На фото лонжерон крыла сделан из трубы Д-16т диаметром 130 мм, толщина стенки 2,5 мм. В трубе вырезаны отверстия для облегчения, как на самолете БД-5. Максимальную эксплуатационную перегрузку 4 ед ставлю в расчеты, так как где-то прочитал, что меньше 4 ед не рекомендуется, и её еще нужно умножить на коэффициент безопасности 1,5. Т.е. для расчета лонжерона 4едх1,5=6 ед. Вот фото под другим ракурсом. На лонжероне лежит еще не прикрученный элерон.

Посмотреть вложение 485766

а нервюры еще и приклеены? видна какая то черная субстанция. и лоб будете зашивать?

 

[Jeka55]

Уважаемый Jeka 55 сфотографируйте сам лонжерон при виде спереди и дайте высоту окон для облегчения. я вам посчитаю допустимый изгибающий момент

Павел Иосифович, вот сфотографировал лонжерон. Окна облегчения я вырезал следующим образом. Прочертил верхнюю и нижнюю "полки" лонжерона. В корне консоли ширина 120 мм, в районе нервюры №8 ширина 60 мм. Там где крепятся нервюры оставил перемычки по 50 мм каждая, между ними строго посередине оставил перемычки шириной по 20 мм. Получившиеся трапеции в углах скруглил радиусом 50 мм.
Центроплан тоже из трубы Д-16т диаметром 130х2,5 мм, ширина центроплана 1400 мм. Размах крыльев 7 метров, максимальный взлетный вес 230 кг. Перечитал книгу Кондратьева, перегрузку можно установить 3 ед, с коэффициентом безопасности 1,5, расчетная перегрузка 4,5 ед.
Вес консоли с элероном (то что на фото) 9 кг. 3 кг добавит обшивка из сотового поликарбоната толщиной 4 мм. Итого, предполагаемый вес консоли 12 кг.

 

[Pavel-pilot]

Спасибо, при первой возможности просчитаю

 

[Jeka55]

а нервюры еще и приклеены? видна какая то черная субстанция. и лоб будете зашивать?

Нервюры не приклеивались. Закреплены по кругу вытяжными заклепками 4,0х10 мм, по 16 шт на каждую нервюру. Помимо этого полка нервюры приклепана к лонжерону 2-мя вытяжными заклепками 4,8х12мм (сверху и снизу), совместно с вложенной между лонжероном и полкой нервюры алюминиевой полосы АД31 1,5х15х90 мм. Нервюры №2 и №7 усилены сверху и снизу алюминиевыми уголками Д16т 25х25х2,5 мм, приклепаны в лонжерону вытяжными заклепками 6,4х12мм, а к задней стенке консоли приклепаны через согнутую под 90гр. ал пластину толщиной 1 мм.
Поликарбонат согну П-образно 800х50х800 мм поперек волны и оберну от задней стенки консоли к носку крыла до 2-х П-образных стрингеров 5х15мм, согнутых из листа Д-16т толщиной 0,6 мм (видны на фото) и оклеенных двухсторонним скотчем. На получившийся "бутерброд" (стрингер - двухсторонний скотч - сотовый поликарбонат) положу полосу Д-16т 0,5х80х2100 мм (носок крыла) и приклепаю потайными вытяжными заклепками 4х10 мм с шагом примерно 50-40 мм к стрингеру. Получится как бы "замкнутый контур" обшивки, который будет забирать часть крутящего момента крыла.

 

[ikono]

Считал как обычный лонжерон. Т.е. трубу разделил виртуально на 4 части.
Верхняя и нижняя часть трубы, это как бы верхняя и нижняя полка обычного коробчатого лонжерона.
Боковые части трубы, это как бы стенки обычного лонжерона. Боковые части облегчил круглыми вырезами, что бы оставшиеся перемычки держали сдвиг от перерезывающей силы.
В центроплане вырезов для облегчения нет.

Смотрите, какая получается штука. С нижней полкой проблем нет. Верхняя нагружена на сжатие, т. е. будет терять устойчивость. И, казалось бы, взять формулу Эйлера для устойчивости и посчитать, да вот только от сдвига между перемычками будет начальное выпучивание свободных отрезков верхнего лонжерона, а формула-то для прямых! Представьте себе, вы нагружаете стержень на сжатие, только он не прямой, а уже как-то изогнутый. То есть как-то посчитать я тоже могу, а потом в полёте будет хрясь, и привет земля.

 

[Rafis]

Павел Иосифович, вот сфотографировал лонжерон. Окна облегчения я вырезал следующим образом. Прочертил верхнюю и нижнюю "полки" лонжерона. В корне консоли ширина 120 мм, в районе нервюры №8 ширина 60 мм. Там где крепятся нервюры оставил перемычки по 50 мм каждая, между ними строго посередине оставил перемычки шириной по 20 мм. Получившиеся трапеции в углах скруглил радиусом 50 мм.
Центроплан тоже из трубы Д-16т диаметром 130х2,5 мм, ширина центроплана 1400 мм. Размах крыльев 7 метров, максимальный взлетный вес 230 кг. Перечитал книгу Кондратьева, перегрузку можно установить 3 ед, с коэффициентом безопасности 1,5, расчетная перегрузка 4,5 ед.
Вес консоли с элероном (то что на фото) 9 кг. 3 кг добавит обшивка из сотового поликарбоната толщиной 4 мм. Итого, предполагаемый вес консоли 12 кг.

Посмотреть вложение 485833

Посмотреть вложение 485834

Выглядит страшно. Что у вас перерезывающую силу держит? Кручение?
Обязательно проведите статические испытания на максимальную эксплуатационную нагрузку (67% от разрушающей).

 

[Артур123]

Павел Иосифович, вот сфотографировал лонжерон. Окна облегчения я вырезал следующим образом. Прочертил верхнюю и нижнюю "полки" лонжерона. В корне консоли ширина 120 мм, в районе нервюры №8 ширина 60 мм. Там где крепятся нервюры оставил перемычки по 50 мм каждая, между ними строго посередине оставил перемычки шириной по 20 мм. Получившиеся трапеции в углах скруглил радиусом 50 мм.
Центроплан тоже из трубы Д-16т диаметром 130х2,5 мм, ширина центроплана 1400 мм. Размах крыльев 7 метров, максимальный взлетный вес 230 кг. Перечитал книгу Кондратьева, перегрузку можно установить 3 ед, с коэффициентом безопасности 1,5, расчетная перегрузка 4,5 ед.
Вес консоли с элероном (то что на фото) 9 кг. 3 кг добавит обшивка из сотового поликарбоната толщиной 4 мм. Итого, предполагаемый вес консоли 12 кг.

Посмотреть вложение 485833

Посмотреть вложение 485834

а на элерон такой длины двух узлов навески не мало? в средине еще один проситься.

 

[Pavel-pilot]

Посчитать на устойчивость можно и такую трубу, рассматривая верхнюю часть как изогнутую пластинку. Напрашивается еще один ролик на эту тему..

 

[Jeka55]

Смотрите, какая получается штука. С нижней полкой проблем нет. Верхняя нагружена на сжатие, т. е. будет терять устойчивость. И, казалось бы, взять формулу Эйлера для устойчивости и посчитать, да вот только от сдвига между перемычками будет начальное выпучивание свободных отрезков верхнего лонжерона, а формула-то для прямых! Представьте себе, вы нагружаете стержень на сжатие, только он не прямой, а уже как-то изогнутый. То есть как-то посчитать я тоже могу, а потом в полёте будет хрясь, и привет земля.

Посмотреть вложение 485883

Что бы посчитать максимальное усилие сжатия, которое может выдержать верхняя "полка", не подкрепленная перемычками (20 и 50 мм) играющими роль стенки, выбрал участок лонжерона между 7-й и 8-й нервюрой. Ширина верхней "полки" в данном месте 60 мм, радиусы закругления вырезанного окна 50 мм. Остается неподкрепленный участок длинной 80 мм, толщиной 2,5 мм. С учетом радиуса трубы 130мм, высота верхней полки в этом месте 12 мм. В интернете нашел только Онлайн-калькулятор Осевое сжатие трубы - расчет на потерю устойчивости. , который осуществляет "Расчет на потерю устойчивости трубы при осевом сжатии" (конечно это не совсем то что нужно, но использую то что есть). В калькулятор ввел значение :
- диаметр трубы наружный - 12 мм ( по высоте полки лонжерона)
- толщина стенки 6 мм (что бы примерно получилась площадь сечения полки лонжерона)
- длина сжатого участка - 80 мм
- максимальная сжимающая нагрузка до потери устойчивости составила - 11525 кгс. А по факту в этом месте перерезывающая сила около 100 кгс.
Нужно бы посчитать по правилам сопромата, но не знаю как.

 

[herrman]

Не надо искать проблемы там, где их нет. Ваша труба с вырезами прекрасно считается на бумажке методами обычного сопромата, дурачков, которые лепечут про потерю усточивости полок в связи с каким-там "выпучиванием" - шлите нахер смело. Полки, разумеется потеряют устойчивость рано или поздно, но момент потери устойчивости прекрасно расчитывается, зная минимальный момент инерции полок по формуле Эйлера.. Нет никакого предварительного "выпучивания".
Все считаеся за пару минут на салфетке.

 

[ikono]

Нужно бы посчитать по правилам сопромата, но не знаю как.

Наши деды считали такое на бумажке. Ну, может быть, на калькуляторе. Я бы делал так. Сначала нашёл величину сдвига вверх в районе отверстия у корня крыла, оба пояса нагнужены на изгиб одновременно в 4 местах вокруг отверстия. Потом, S-образно искривлённый сжатый стержень надо считать как описано здесь на странице 123 (по книжке 127, "Влияние начальных неправильностей на поведение сжатых стержней"):

§ 16. Учет деформаций сдвига; общая и местная устойчивость трехслойных и тонкостенных стержней

Научная библиотека популярных научных изданий

scask.ru

Кого не пугают ряды Фурье и собственные функции, тот справится.
Но сегодня в этом нет нужды, такие случаи можно посчитать численными методами на компьютере с применением метода конечных элементов. Именно для сопромата я такого не делал, так что наверное напишет кто-то поопытнее, как такой расчёт лучше провести.

 

[ikono]

Нет никакого предварительного "выпучивания".

Можно, конечно, голову в песок и считать без предварительных деформаций. Если взять запас по прочности 200% против обычных 150%, и если немножко повезёт, может быть получится пройти испытание эксплуатационной нагрузкой.