s012 prezent
TRANSCRIPT
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 1/22
Министерство образования и науки Украины
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»
Кафедра ТММ и САПР
Курсовой проект по предмету Основы метода конечных элементов
на тему «Расчет лонжерона руля высоты самолета Cri-Cri»
Выполнила : студентка группы ТМ-80Б
Лисовая Анна
Харьков 2013 1
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 2/22
Постановка задачи
• Построить трехмерную модельлонжерона
• Рассчитать в Siemens PLM Femap
•
Вывести результат • Проанализировать
2
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 3/22
Введение Самолет Cri-Cri является самым маленьким
двухмоторным пилотируемым самолетом в мире.По конструкции "Кри-Кри" представляет собой
одноместный цельнометаллический низкоплан ипредназначен для выполнения фигур высшего
пилотажа.
3
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 4/22
В рамках данного курсового проекта будет рассмотренлонжерон руля высоты и проанализировано его
напряженно-деформированое состояние от действия сил в режиме горизонтальнго полета
4
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 5/22
Трёхмерная модель хвостового оперения
Построение модели
5
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 6/22
Построение модели
Вид руля хвостового оперения без обшивки 6
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 7/22
Построение модели
Крепление руля высоты 7
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 8/22
Построение модели
Закрепление лонжерона 8
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 9/22
На руль высоты в режиме полета на скорости 200 км/ч действуют силылобового сопротивления и максимальная нагрузка на крыло
(подъемная сила)
Схема нагружения руля высотысилой лобового сопротивления
Схема нагружения руля высотыподъёмной силой
Схема нагружения руля высоты
9
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 10/22
Т.к. руль высоты, и, соответственно, лонжерон симметричныотносительно продольной плоскости самолета, то для расчетаНДС нам понадобится лишь его половина.
Половинная модель лонжерона с кронштейном крепления
Подготовка 3Д модели к расчету
10
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 11/22
Для расчета в САЕ системе упростила твердотельную модель до
поверхностной. Для задания толщин и закрепления разделила поверхности согласно деталям в 3Д. (клей и заклепки замениласплошным твердым телом)
Подготовка 3Д модели к расчету
11
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 12/22
Метод конечных элементов
Все расчеты основываются на следующем соотношении:
[К] *{U} = {F}, где
[К]– матрица, характеризующая физические свойствамодели (матрица жесткости);
{U}– узловые перемещения;
{F}– узловые силы.
12
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 13/22
Красным показана зона приложения подъемной силы, синим – зонаприложения силы лобового сопротивления. Зеленым – зоназакрепления. Серым – часть лонжерона, на которую в данномрасчете не прикладывалась нагрузка.
Схема задания нагрузок и ограничений
в системе FEMAP
13
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 14/22
Результаты расчета
Максимальное напряжение при совместном действии
подъемной силы и силы лобового сопротивления – 13,9 МПа
Напряжения по Мизесу, МПа
14
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 15/22
Максимальное перемещение при совместном действии
подъемной силы и силы лобового сопротивления – 0,27 мм
Перемещения, мм
Результаты расчета
15
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 16/22
Деформация от подъемной силы
Результаты расчета
16
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 17/22
Деформация силы лобового сопротивления
Результаты расчета
17
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 18/22
Таблица собственных частот
№ Шага Значения 1 0.293063 2 0,967864 3 1,115614 4 2,633009 5 2,803832 6 3,11254 7 4,795957 8 5,309911 9 7,426181 10 8,124729
Результаты расчета
18
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 19/22
собственные формы колебаний на первой частоте
Результаты расчета
19
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 20/22
собственные формы колебаний на десятой частоте
Результаты расчета
20
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 21/22
Вывод
В результате расчета было определено,
что напряжения и перемещения
лонжерона находятся в допустимых
пределах. Соответственно при данных нагрузках конструкция будет работать.
Знание собственных частот позволит избежать автоколебания в полете.
21
8/13/2019 s012 Prezent
http://slidepdf.com/reader/full/s012-prezent 22/22
Спасибо за внимание!
22