Оценка несущей способности панели грузолюка самолета АН-124 после ремонта
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Вµление нагрузки по ширине створки принимается по линейному закону с указанными положениями центров давления .
Рис. 1.14 - Распределение нагрузки по боковой створке грузолюка в закрытом положении.
.7.6 Задание нагрузок и граничных условий конечно-элементной модели
Нагрузки (Loads) и закрепления (Constraints) представляют собой условия, при которых проводится анализ конечно-элементной модели. Способы наложения нагрузок и наложения связей похожи. Программа FEMAP обеспечивает широкий выбор типов нагрузок и предусматривает большое разнообразие методов приложения этих нагрузок к конечно-элементной модели. Нагрузки можно классифицировать по физическому воздействию:
силы и моменты в виде сосредоточенных и распределенных по длине и площади нагрузок;
кинематические воздействия - ускорения, скорости и перемещения;
тепловые воздействия в виде температуры, теплового потока.
А также по способу приложения к объектам модели:
объемные нагрузки;
узловые нагрузки;
элементные нагрузки;
нагрузки, прикладываемые к геометрическим объектам.
В данном дипломном проекте рассмотрен один из описанных раiетных случаев (см. п. 1.7.5): створки закрыты на замках. В соответствии с данными о нагрузках, к полученной конечно-элементной модели приложено неравномерно распределенное давление по площади створки в виде элементных нагрузок. Значения приложенного давления по сечениям представлены в таблице 1.4. В таблице приведены геометрические данные сечений (длина, ширина) створки по длине; значения в сечениях погонной нагрузки, график которой приведен на рисунке 1.14; значения приложенного давления, действующего на поверхность элемента в сечении, вычисленного по формуле (1.3):
,(1.3)
где - приложенное действующее давление по длине в сечении;
- действующая погонная нагрузка по длине в сечении; - номер сечения
Таблица 1.4
Приложенная нагрузка по длине створки в сечениях
№ сеч.Длина в сеч., мШирина в сеч., мПогонная нагрузка по длине кг/мДействующая нагрузка по длине, кг/м2100,73416102194,420,570,74113801861,131,140,77612301585,141,710,82511301369,452,280,90010701189,262,850,91710251118,373,420,9569901036,083,991,004965961,594,561,050950904,8105,131,092955874,2115,701,132965852,5126,271,1641000859,2136,841,1771030875,4147,411,1831015858,1157,981,199940783,7168,551,209780645,1179,120,975600615,4189,690,739435588,4191,260,497280563,52010,830,2511350537,62111,40000
Граничные условия представляют собой связи, наложенные на обобщенные перемещения узлов конечно-элементной модели. В общем виде уравнение связи записывается следующим образом:
(1.4)
здесь - заданные коэффициенты, - обобщенное перемещение узла. Когда связь накладывается на отдельное обобщенное перемещение, уравнение связи имеет форму . Такая связь называется закреплением. Таким образом, граничные условия или связи накладываются в двух формах: в форме закреплений и в форме уравнений связи.
Рис. 1.15 - Условия закрепления конечно-элементной модели створки
Условия закрепления створки описаны в п. 1.5.3. Связи наложены в виде узловых закреплений (по соответствующим узлам конечно-элементной модели, рисунок 1.15). На рисунке номерами 1 - 5 обозначены балки. Для удобства пронумерованы зоны между балками.
.7.7 Конечно-элементный анализ конструкции
Линейный статический анализ применим к конструкциям и условиям нагружения, которые отвечают следующим требованиям:
- зависимость (напряжения-деформации) материала конструкции линейна во всем диапазоне деформаций;
- деформации конструкции под действием приложенной нагрузки не приводят к изменению её жесткости и условий нагружения;
на элементы конструкции не наложены условия контакта;
время увеличения нагрузки от нуля до приложенной величины достаточно велико.
Результатом линейного статического анализа являются перемещения узлов, реакции в связях, напряжения, деформации и внутренние усилия в элементах модели.
Раiетная модель створки изображена на рисунок 1.15. В результате линейного статического анализа получены напряжения и деформации, описанные ниже.
На рисунок 1.16 изображена картина суммарных деформаций створки (м).
Видно, что наименьшие перемещения имеют место в Зоне I и далее деформации увеличиваются по длине створки. Максимальный прогиб 3.9 см в Зоне V.
Максимальные напряжения, выбранные из компонентов и , возникающих в створке, для слоев с различной укладкой показаны в таблице 1.5. Наружная обшивка растянута, внутренняя сжата.
Рис. 1.16 - Суммарные деформации створки
Таблица 1.5
Максимальные напряжения в обшивках створки
Угол укладкиНапряжения в наружной обш., МПаНапряжения во внутренней обш., МПа0201-919043-9345190-57-45216-46
Из таблицы 1.5 видно, что наиболее нагруженными являются слои с укладкой -45, причем максимальные напряжения, возникают в зонах концентраторов напряжений, то есть у заделок. Следует заметить, что накладки и усиления, существующие в этих зонах, в раiете не учтены. На рисунке 1.17 показано распределение возникающих в створке деформаций в наиболее нагруженных слоях.
Рис. 1.17 - Напряжения в слоях с укладкой - 45
1.8 Анализ полученных результатов, оценка запасов прочности
В результате конечно-элементного анализа рассматриваемой конструкции были получены значения действующих напряжений в створке и её деформаций.
В таблице 2.1 приведены максимальные действующие напряжения в обшивках створки. Причем видно, что наиболее нагруженными в растянутой наружной обшивке являются сл?/p>