Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

РАЗРАБОТКА И ВАЛИДАЦИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТНОГО АНАЛИЗА ПРОЧНОСТИ СЕТЧАТЫХ КОМПОЗИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ФЮЗЕЛЯЖА

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2016-19-6-137-146

Полный текст:

Аннотация

Сетчатые композитные конструкции фюзеляжа разрабатываются в качестве альтернативы традиционным композитным авиаконструкциям на основе слоистой обшивки и подкрепляющего набора. Конструктивно-силовая схема сетчатых конструкций позволяет максимально реализовать преимущества современных композиционных материалов при минимизации их основных недостатков, что дает возможность обеспечить более высокую весовую эффективность для этих конструкций по сравнению с традиционными аналогами.Разработка и создание сетчатых композитных конструкций требует разработки новых методик анализа проч- ности, поскольку традиционные методики, как правило, ориентированы на анализ прочности тонкостенных элемен- тов и не позволяют получить надежную оценку местной прочности силовых однонаправленных композитных ребер.В данной работе представлена методика оперативного анализа прочности сетчатых композитных кон- струкций на основе специализированных параметрических моделей метода конечных элементов однонаправлен- ных композитных ребер и их пересечений. В рамках методики каждое ребро моделируется кессонной структурой, состоящей из произвольного числа стенок и полок, моделируемых на основе мембранных конечных элементов. Параметры полок и стенок вычисляются из условия равенства жесткостей натурного ребра и модели. Данная мето- дика позволяет проводить анализ локальной прочности силовых ребер сетчатой конструкции без использования трехмерных конечных элементов, что позволяет сократить время вычислений и значительно упростить анализ ре- зультатов расчетов.Для валидации предложенной методики были использованы результаты экспериментальных исследований натурного прототипа оболочки сетчатого композитного отсека фюзеляжа. Прототип сетчатого отсека был изготов- лен в ЦНИИСМ и испытан в ЦАГИ в рамках ряда российских и международных научно-исследовательских работ.Результаты валидации показали, что предложенная методика позволяет с высокой оперативностью проводить ана-лиз прочности сетчатых конструкций фюзеляжа при обеспечении высокой точности результатов оценки прочност- ных параметров конструкции и может быть использована в качестве базовой на начальном этапе проектирования сетчатых композитных конструкций отсеков фюзеляжа.

Об авторе

Иван Олегович Кондаков
ЦАГИ
Россия


Список литературы

1. Vasiliev V.V., Razin A.F. Anisogrid composite lattice structures for spacecraft and aircraft applications. Composite Structures, Vol. 76, Issues 1-2, pp. 182-189, October 2006

2. Totaro G., Gürdal Z. Optimal design of composite lattice shell structures for aerospace ap- plications. Aerospace Science and Technology, Vol. 13, Issues 4-5, pp. 157-164, 2009

3. Дубовиков Е.А., Зиченков М.Ч., Кондаков И.О., Фомин В.П., Шаныгин А.Н. Обо- лочка отсека гермофюзеляжа из композиционных материалов. Патент РФ на изобретение № 2558493

4. Zichenkov M., Dubovikov E., Fomin V., Kondakov I., Shanygin A. Investigation Of Pro- Composite Load-Bearing Structures For Aggregates Of Aircraft. Proceedings of the GreenerAviation- 2014 Conference, Brussels, Belgium, 2014, (CD-ROM)

5. Shanygin A., Zichenkov M., Kondakov I. Main Benefits of Pro-Composite Layouts For Wing And Fuselage Primary Structure Units. Proceedings of the 29th Congress of the International Council of Aeronautical Sciences (ICAS-2014), Saint-Petersburg, Russia, 2014, (CD-ROM)

6. European Commission, Aeronautics and AirTransport Research 7th Framework Programme 2007-2013, Project Synopses - Volume 2, Calls 2010 & 2011, 2012 [Электронный ресурс]. URL: http://cordis.europa.eu/result/report/rcn/56403_en.html (дата обращения 14.10.2016)

7. FP7 PoLaRBEAR project [Электронный ресурс] // URL: http://cordis.europa.eu/result/rcn/ 175990_en.html (дата обращения 14.10.2016)

8. Kondakov I., Dubovikov E., Fomin V. FE modeling of lattice composite fuselage elements for general and local strength analyses. Proceedings of the 3rd EASN Association International Work- shop on AeroStructures, Milan, Italy, 2013, pp. 139-145

9. Dubovikov E., Fomin V. Strength Analysis Technique for High Loaded Elements of Com- posite Airframes. Proceedings of the 29th Congress of the International Council of Aeronautical Sci- ences (ICAS-2014), Saint-Petersburg, Russia, 2014, (CD-ROM)

10. Дубовиков Е.А., Кондаков И.О., Фомин В.П., Чернов А.В., Шаныгин А.Н. Систе- ма защиты силовых композитных элементов авиационных конструкций из композиционных материалов. - Патент РФ на изобретение № 2558494


Для цитирования:


Кондаков И.О. РАЗРАБОТКА И ВАЛИДАЦИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТНОГО АНАЛИЗА ПРОЧНОСТИ СЕТЧАТЫХ КОМПОЗИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ФЮЗЕЛЯЖА. Научный вестник МГТУ ГА. 2016;19(6):137-146. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2016-19-6-137-146

For citation:


. DEVELOPMENT AND VALIDATION OF NUMERICAL METHOD FOR STRENGTH ANALYSIS OF LATTICE COMPOSITE FUSELAGE STRUCTURES. Civil Aviation High TECHNOLOGIES. 2016;19(6):137-146. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2016-19-6-137-146

Просмотров: 143


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-0619 (Print)
ISSN 2542-0119 (Online)