Расчет крыла ЛА в среде Сosmos/m
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
. ПОСТРОЕНИЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ
.1 Построение геометрической модели
.2 Задание свойств материалов для каждого элемента конструкции
.3 Задание геометрических характеристик элементов
.4 Построение конечноэлементной модели
.5 Закрепление и нагружение модели
. АНАЛИЗ ИСХОДНОЙ КОНСТРУКЦИИ
.1 Статический анализ
.2 Расчет устойчивости
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Целью данного курсового проекта является расчет крыла ЛА в среде COSMOS/M. В ходе работы необходимо подобрать эквивалентные конечно-элементные модели для проектирования поясов и стенок лонжеронов, поясов и стенок нервюр, обшивки, которые позволят решать задачу расчета напряженно-деформированного состояния и проектирования со значительным уменьшением затрат труда и времени, по сравнению с ручными расчетами.
В конструкциях современных летательных аппаратов, где задача снижения массы стоит особенно остро, актуальным и перспективным является изготовление силовых элементов, таких как лонжероны крыла и оперения, элероны, рули, каркас пола и др., из композиционных материалов. Учитывая широкий диапазон и специфику применения композиционных материалов, решение ряда задач, к которым относятся обеспечение прочности и устойчивости элементов конструкции и конструкции в целом, силовое взаимодействие с другими элементами конструкции и др., представляется достаточно сложно осуществимым вручную. Однако при правильном подборе соответствующей модели данное решение не только существенно упрощается, но и позволяет получить комплексные результаты и сравнить поведение одних и тех же элементов, выполненных из различных материалов или одного и того же материала, армированного под различными углами.
1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Исходные геометрические характеристики элементов крыла и схема его нагружения для первого варианта приведены на рисунке 1.
Рисунок 1.1 -Конструктивно-силовая схема крыла
В таблицах 1.1 и 1.2 приведены материалы из которых изготовлены элементы крыла и схемы их армирования.
Таблица 1.1 - Свойства материалов
№d0, ммE1, ГПаE2, ГПаG12, ГПаm12 F1p, МПаF1с, МПаF2p, МПаF2с, МПаF12, МПа, кг/10,081001060,359007005012075145020.25241640,31350280300250651900
Таблица 1.2 - Схемы армирования
Поз.Конструктивный элементСтруктураМатериал1Лонжерон №1Полки (b= 40мм)[030]1стенка[45 /-45 /-45 /45]22Лонжерон №2Полки (b= 40мм)[060]1стенка[45 /-45 /-45 /45]23Лонжерон №3Полки (b= 40мм)[030]1стенка[45 /-45 /-45 /45]24,5Верхняя панель, Нижняя панель[902 /45 /-45 /-45 /45 /902]26Бортовая нервюраПояс (b= 40мм)[016]1стенка[0/90 /45 /-45 /-45 /45 /90 /0]27Концевая нервюра[45 /-45 /-45 /45]2
2. ПОСТРОЕНИЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ
.1 Построение геометрической модели
Для того чтобы выполнить данную задачу был выполнен следующий алгоритм:
.Построена модель крыла в программе трехмерного моделирования SolidWorks, модель показана на рисунке 2.1
Рисунок 2.1- Трехмерная модель крыла
.Для того, чтобы импортировать трехмерную деталь в программу COSMOS для расчета на прочность, необходимо разбить крыло на четырехкромочные элементы, изменить систему координат, изменить в настройках программы единицы измерения - выбрать мм, см. рисунок 2.2. Сохранить модель в формате " .igs", предварительно выставив в пункте параметров- изображение поверхности "COSMOS". Загрузить сохраненный " .igs" файл в новом окне и перед загрузкой в окне параметров указать - не сшивать поверхности. Сохранить файл.
Рисунок 2.2- Трехмерная модель разбитая на четырехкромочные элементы.
.Создать новый файл в программе COSMOS. Загрузить модель в программу COSMOS, предварительно поставив в пункте выбора программ SolidWorks. В меня "Status" выделить галочкой регионы, затем удалить поверхности высокого порядка и обновить. Для удобства редактирования сохраняем файл с расширением ".ses" как ".txt", в результате при запуске каждый раз одного и того же файла с расширением ".gen" не будет удалятся и перезаписываться информация.
Рисунок 2.3- Модель крыла загруженная в программу COSMOS
4.Выставить допуск слияния точек (Geometry-Points-Merge Tolerance-0.001м). Переименовать все кривые и точки (Geometry-Curves/Points-Editing-Compress). Отобразить все точки (Edit-Plot-Curves) и переписать номер точек. В случае наложения номеров друг на друга использовать определение кривой (Geometry-Curves-Editing-Identify).
2.2 Выбор типа конечных элементов
Задание типа конечных элементов (EG) производится перед генерированием сетки конечных элементов для конкретного геометрического примитива, который конвертируется в конечноэлементную модель. При этом соответствующий номер EG должен быть активизирован (Control Activate Set Entity).
Задание типа конечных элементов (EG): PropSets Element Group. После этого в окне "Element Group" вводится номер типа элементов, в окне "Element Group" - выбирается тип элемента, а далее водятся опции этого типа элементов (их описание содержится в библиотеке элементов).Выбираем типы конечных элементов из библиотеки пакета для каждой зоны конструкции (EG):
BEAM3D - пространственный балочный элемент (используем для полок лонжерона, металлических деталей);
SHELL3L - трехузловой многослойный оболочечный элемент с изгибными и мембранными свойствами для пространственного анализа. Может задаваться до 50 слоев, каждый слой может иметь различные характеристики изотропного или ортотропного материала (используем д