Методики расчета прочности.

[Andrey_K]

А как-же наши-то считают (или раньше считали)? Ведь в какой самолёт не залезь - везде дырок отбортованных мульён (и это правильно: одновременно и облегчение,и увеличение жёсткости, и доступ во внутренние полости)! Или засекречено всё?

 

[KAA]

Считали как следует!Не одним "Астаховым" пользуются прочнисты...

 

[Andrey_K]

Спасибо за конкретность!
Однако, ответ на вопрос нашёлся. Задачи, связанные с устойчивосью, хорошо решаются в ANSYSе (признаюсь -  я этого не знал). Я сам не волшебник в этом деле, но мне один Умный Человек помог. Тэстовая задача - потеря устойчивости плоской пластиной от чистого сдвига сошлась с аналитическим решением до третьего знака. Для пластины с отбортованным отверстием критическая нагрузка потери устойчивости оказалась по сравнению с плоской выше на 40%, но пластика начинается несколько раньше (по расчёту). Здесь не всё понятно, как руки дойдут, сделаю фрагмент клетки в металле и потяну на разрывной машине. А пока было бы интересно познакомиться с теми, кто считает в ANSYSе авивционные конструкции для обмена опытом.
P.S. Вот как стенку должно скобенить:

 

[Andrey_K]

Виноват, картинка не прицепилась.

 

[Rafis]

Спасибо за конкретность!
Однако, ответ на вопрос нашёлся. Задачи, связанные с устойчивосью, хорошо решаются в ANSYSе (признаюсь -  я этого не знал). Я сам не волшебник в этом деле, но мне один Умный Человек помог. Тэстовая задача - потеря устойчивости плоской пластиной от чистого сдвига сошлась с аналитическим решением до третьего знака. Для пластины с отбортованным отверстием критическая нагрузка потери устойчивости оказалась по сравнению с плоской выше на 40%, но пластика начинается несколько раньше (по расчёту). Здесь не всё понятно, как руки дойдут, сделаю фрагмент клетки в металле и потяну на разрывной машине. А пока было бы интересно познакомиться с теми, кто считает в ANSYSе авивционные конструкции для обмена опытом.
P.S. Вот как стенку должно скобенить:

C МКЭ не работаю, но интересно как моделировалась стенка? Как оболочка? И плоская пластинка, с отверстием?
Насколько я понимаю, несущая способность металической детали работающей с потерей устойсивости ограничивается пластикой, т.е. напряжения потери устойчивости не могут превышать предела текучести.

 

[Koserog1]

Спасибо за конкретность!
Однако, ответ на вопрос нашёлся. Задачи, связанные с устойчивосью, хорошо решаются в ANSYSе (признаюсь -  я этого не знал). Я сам не волшебник в этом деле, но мне один Умный Человек помог. Тэстовая задача - потеря устойчивости плоской пластиной от чистого сдвига сошлась с аналитическим решением до третьего знака. Для пластины с отбортованным отверстием критическая нагрузка потери устойчивости оказалась по сравнению с плоской выше на 40%, но пластика начинается несколько раньше (по расчёту). Здесь не всё понятно, как руки дойдут, сделаю фрагмент клетки в металле и потяну на разрывной машине. А пока было бы интересно познакомиться с теми, кто считает в ANSYSе авивционные конструкции для обмена опытом.
P.S. Вот как стенку должно скобенить:

C МКЭ не работаю, но интересно как моделировалась стенка? Как оболочка? И плоская пластинка, с отверстием?
Насколько я понимаю, несущая способность металической детали работающей с потерей устойсивости ограничивается пластикой, т.е. напряжения потери устойчивости не могут превышать предела текучести.

Могут.Только тогда стержень сначала начгет плющиться,уменьшая длину - при этом критическое напряжение вырастет.

 

[Rafis]

В любом случае при максимальной "эксплуатационной" перегрузке "опасные" пластические деформации недопустимы. Спрогнозировать развитие ситуации до "расчетной" (разрушающей, которую конструкция должна выдержать в течении 3-х секунд) - проблематично. Поэтому при расчете конструкции работающей с потерей устойчивости, допустимые напряжения не надо брать выше предела текучести  :IMHO

 

[Lapshin]

В любом случае при максимальной "эксплуатационной" перегрузке "опасные" пластические деформации недопустимы. Спрогнозировать развитие ситуации до "расчетной" (разрушающей, которую конструкция должна выдержать в течении 3-х секунд) - проблематично. Поэтому при расчете конструкции работающей с потерей устойчивости, допустимые напряжения не надо брать выше предела текучести  :IMHO

Должен заметить,Rafis,что при максимальной ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ перегрузке недопустимы даже БЕЗОПАСНЫЕ пластические деформации т.к.рано или поздно от них самолет так перекосо#бится,что без слез не взглянешь - поэтому аргументация явно не катит,а ниже предела текучести следует считать не только упомянутые Вами случаи,но и вообще всегда;а для шасси,например - и ниже предела пропорциональности.

 

[Konstantin]

Привет всем.

Данная тема меня очень интересует так как придётца крыло нашего Х3 проверять. У нас там дерево "Пино Парана" а не Спрус и желаю познать весь процесс.

 

[Andrey_K]

Стенку я смоделировал в Солиде в виде набора поверхностей, причём каждый элемент, включая тороиды радиусов перехода плоскости в конус, в виде отдельного тела поверхности. Сшивка и придание толщины - уже в Ансисе, поверхности преобразуются в оболочки. Сделано допущение, что элементы, соединённые внахлёст, растут вширь от одной поверхности. Сначала я сделал полностью фрагмент клетки лонжерона с полками и стойками, но оказалось, что полки приняли на себя значительную часть перерезывающей силы и сходимости с аналитическим расчётом не получилось (считал не я, а Умный Человек). Тогда мы попробовали оставить оставить одну стенку (с отверстием и без), и смоделировать чистый сдвиг. С потерей устойчивости всё получилось чётко, а вот картина напряжений мне пока непонятна.
Сейчас вынужден взять тайм-аут: лето приближается, летоплан надо шаманить. Планирую продолжить осенью, если интересно, о результах доложу. Перспективы вижу огромные: можно всю самолётку обсчитать детально, мясо вылизать, получится конфетка.
Что-то картинка с результатом не прицепляется, видно компутерной грамотности не хватат!

 

[Andrey_K]

Ура! Получилось!

 

[Rafis]

В любом случае при максимальной "эксплуатационной" перегрузке "опасные" пластические деформации недопустимы. Спрогнозировать развитие ситуации до "расчетной" (разрушающей, которую конструкция должна выдержать в течении 3-х секунд) - проблематично. Поэтому при расчете конструкции работающей с потерей устойчивости, допустимые напряжения не надо брать выше предела текучести  :IMHO

Должен заметить,Rafis,что при максимальной ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ перегрузке недопустимы даже БЕЗОПАСНЫЕ пластические деформации т.к.рано или поздно от них самолет так перекосо#бится,что без слез не взглянешь - поэтому аргументация явно не катит,а ниже предела текучести следует считать не только упомянутые Вами случаи,но и вообще всегда;а для шасси,например - и ниже предела пропорциональности.

Да я знаю  😉 просто в нормах, вроде, видел такое слово  ;D а пластические деформации все равно будут - на ... микроуровне  🙂
Ведь не считают все дважды, сначала на эксплуатационную, а потом на расчетную. Только отдельные вещи.
Ну и не может быть что бы в стенке сделали отверстие, пусть даже отбортованное, и она стала нести больше.

 

[Rafis]

Перспективы вижу огромные: можно всю самолётку обсчитать детально, мясо вылизать, получится конфетка.

Я бы не стал обольщаться, а то вылизывать придется долго.
На самом деле в "большой" авиации, большая часть прочностных расчетов выполняется без использования МКЭ, старыми, провереными временем методами. Ну, композиты наверно исключение. И подходы в использованию МКЭ весьма специфичные.

 

[Lapshin]

Да я знаю  😉 просто в нормах, вроде, видел такое слово  ;D а пластические деформации все равно будут - на ... микроуровне  🙂
Ведь не считают все дважды, сначала на эксплуатационную, а потом на расчетную. Только отдельные вещи.
Ну и не может быть что бы в стенке сделали отверстие, пусть даже отбортованное, и она стала нести больше.

Попробуй лингвистическое упражнение,заменив понятие "стенка" понятием "конструкция,содержащая стенку" - может быть станет понятнее?
Вообще рассматривать голую стенку без условий ее закрепления на каркасе - бессмысленно,результаты получатся абсурдны.Другое дело,что следует наиболее равномерно распределить напряжения по всей конструкции - тогда вес ее окажется минимальным.
P.S.О пластических деформациях на микроуровне и других академизмах - не надо:что толку от информации,что через 100000 часов налета консоль прогнется на 6 мм при размахе 15 м?

 

[Lapshin]

Перспективы вижу огромные: можно всю самолётку обсчитать детально, мясо вылизать, получится конфетка.

Я бы не стал обольщаться, а то вылизывать придется долго.
На самом деле в "большой" авиации, большая часть прочностных расчетов выполняется без использования МКЭ, старыми, провереными временем методами. Ну, композиты наверно исключение. И подходы в использованию МКЭ весьма специфичные.

Хоть какие-нибудь перспективы можно увидеть лишь научившись правильно оценивать результаты расчетов:например,что дает приведенная красная картинка сама по себе - какие выводы я должен сделать,увидев такую?Попробовав произвести разбиение на конечные элементы разными способами и получив в корне отличающиеся результаты расчетов,какому из них отдать предпочтение?
Эти и множество других причин объясняют ситуацию,когда преимущества МКЭ можно реализовать, лишь разобравшись во всей физике ,тогда как выполнение требований РДК (Руководства для конструкторов) по прочности требует лишь аккуратности.
P.S.Замечу однако,что процент расчетов,выполненный посредством МКЭ вовсе не так мал,причем,происходи проектирование авиатехники в объемах советских времен,этот процент был бы куда выше.

 

[Andrey_K]

Согласен полностью!
Для оценки результатов расчётов по МКЭ вижу два метода:
1) прогон тэстовых задачь, имеющих аналитическое решение, и сравнение результатов этих решений (что было сделано для случая плоской пластины с шарнирно-опёртыми краями),
2) испытания на разрушение фрагментов конструкции и сравнение результатов испытаний и расчётов (эти фрагменты всё равно придётся делать для отработки технологии).
Применение МКЭ, конечно, не исключает применения аналитических методов ("пить мы будем, но курить - не бросим!").
Кстати, возникает вопрос: во всех НЛГ присутствуют два основных требования к прочности: а) неразрушение при расчётных нагрузках в течении короткого времени (3 с.), б) отсутствие заметных остатачных деформаций при эксплуатационных нагрузках (вероятно: в пределах 0,2%). Означает ли это, что расчёт должен быть повторён дважды (для расчётных и эксплуатационных нагрузок, что, насколько я в курсе, никто не делает) или отсутствие пластики при эксплуатационных нагрузках подразумевается по умолчанию при выполнении п."а" с заданными коэффициентами запаса?
P.S. Красную картинку показал как иллюстрацию возможностей АNSYSа по расчёту формы потери устойчивости.

 

[Rafis]

Обычно считают по расчетной, по эксплуатационой - шасси стоит проверить, ну и еще при использовании материалов у которых отношение предела прочности к пределу текучести больше или равно 1,5

 

[Konstantin]

Здравствуйте!

Хочу уточнить. Эксплуатационной максимальной перегрузкой лонжерона евляетца тот вес перед которым лонжерон не проседает?

 

[Lapshin]

Здравствуйте!

Хочу уточнить. Эксплуатационной максимальной перегрузкой лонжерона евляетца тот вес перед которым лонжерон не проседает?

Максимальная эксплуатационная перегрузка - это такая перегрузка,которая может возникнуть в результате нормальной эксплуатации самолета как от управляющего воздействия,так и от неспокойного воздуха.Понятие эксплуатационной перегрузки пригодно лишь для самолета в целом - для его частей,в том числе и лонжерона можно говорить лишь о максимальной на него эксплуатационной нагрузке,которая может возникнуть не только при максимальной перегрузке.
Общим принципом является то,что поскольку максимальная эксплуатационная допускается в процессе эксплуатации,после ее воздействия не должна нарушаться геометрия самолета - поэтому при воздействии максимальной эксплуатационной нагрузки не должен превышаться предел текучести.

 

[Konstantin]

Тогда обесните, где придел нагрузки крыла песком при испытание. Не ломать же! дерево хорошее, жалко. (Я всегда имею в веду самолёт Пипер J-3)