Колоскова Ганна Миколаївна. Проектування панелей крил зі стільниковим заповнювачем при комбінованому навантаженні з урахуванням недоліків його виготовлення

Краткое описание

Колоскова Ганна Миколаївна. Проектування панелей крил зі стільниковим заповнювачем при комбінованому навантаженні з урахуванням недоліків його виготовлення: дис... канд. техн. наук: 05.07.02 / Національний аерокосмічний ун-т ім. М.Є.Жуковського "Харківський авіаційний ін-т". - Х., 2004

Колоскова Г.М. Проектування панелей крил зі стільниковим заповнювачем при комбінованому навантаженні з урахуванням недоліків його виготовлення. Дисертацією є рукопис, представлений на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.07.02 проектування літальних апаратів. Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського ХАІ” Міністерства освіти і науки України, Харків, 2004 р.
Дисертація містить нові теоретичні та практичні результати досліджень можливостей урахування при проектуванні тришарових панелей зі стільниковим заповнювачем технологічних недоліків його виготовлення.
Проведено аналіз виникнення та взаємодії недоліків, що з’являються при виготовленні стільникового заповнювача та тришарової панелі у цілому, а також їх вплив на несучу здібність. Наведено алгоритм знаходження профілю технологічних недоліків стільникового заповнювача.
Запропонована методика оптимізації допусків на виготовлення стільникового заповнювача тришарової панелі з забезпеченням заданої несучої здібності конструкції.
Результати досліджень впроваджені на АНТК Антонов”, УкрНДІТМі та в навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського «ХАІ».
Ключеві слова:тришарові панелі крила літака, стільниковий заповнювач, методики проектування, технологічні недоліки виготовлення, комбіноване навантаження.

У відповідності з поставленою метою в дисертації отримані наступні наукові та практичні результати.

Аналіз факторів, що визначають несучу здатність крила літака з тришаровою обшивкою з СЗ, показав необхідність урахування технологічної недосконалості СЗ ще на стадії проектування панелей обшивки кесона.
Сформульовано задачу стійкості тришарової панелі з ортотропними несучими шарами і СЗ, що включає в себе його модулі зсуву, виражені через геометричні параметри ячейки. Така постановка задачі вперше враховує погрішності виготовлення СЗ, які впливають на несучу здатність панелі.
Виділено набір діапазонів граничних значень технологічних недосконалостей, які утворюють ПТН СЗ тришарової панелі, та обґрунтовано ділення параметрів ПТН СЗ на три групи в залежності від стадій виготовлення, на яких вони виникають. Це дозволило встановити комплексний вплив кожної групи ПТН СЗ на несучу здатність панелі у межах регламентованих обмежень.
Аналіз особливостей впливу технологічної недосконалості СЗ на несучу здатність тришарової панелі показує, що він виражається у відхиленні значення критичного зусилля зсуву в ту чи іншу сторону. Задача обліку технологічної недосконалості СЗ сформульована у вигляді задачі забезпечення стабільності критичних зусиль для панелі, тобто забезпечення знаходження значення критичного зусилля зсуву в границях діапазону припустимих значень.
В результаті розрахунку одержано графіки граничних значень параметрів ПТН СЗ при роздільному та комплексному їх розгляді. При заданому розрахунковому співвідношенні стискаючого та зсуваючого зусиль ці графіки показують область, точки усередині якої визначають допустимі комбінації значень параметрів ПТН СЗ. Задавши один із допусків та наклавши його на графік, можна одержати значення допуску на другий параметр. Поля допусків на виготовлення панелі повинні знаходитися в області припустимих значень. При цьому відхилення розміруbповинно бути не менше ніж -13,4%, інакше під час розтягування буде зруйновано внутрішню структуру заповнювача.

Якщо технологічні допуски перевищують отримані розрахункові відхилення, то можна зробити висновок про невиконання введеного критерію стабільності міцності СК. В цьому випадку необхідно змінити параметри конструкції панелі, або підвищити точність виготовлення та укладки СЗ.

Для виміру параметрів ячеєк заповнювача розроблено метод, в основу якого покладено ефект відносної оптичної прозорості несучих шарів, що дозволяє при зустрічному рівномірному освітленні панелі світловим потоком, перпендикулярним площині панелі, одержати достатньо чіткі збільшені зображення структури ділянок панелі в вигляді фотографічного знімка (відбитка) або електронного зображення.
В результаті розрахунків зроблено висновок про необхідність урахування імовірнісних характеристик параметрів ПТН СЗ в процесі проектування панелі, з тим щоб мати можливість коректувати іх до її виготовлення. Необхідно також розробити методи контролю параметрів ПТН СЗ у готовій панелі, засновані на УЗД-дослідженні в системі автоматичного (комп'ютерного) обчислення їх статистичних характеристик у режимі реального часу контролю.

В результаті аналізу методики проектування тришарової панелі с СЗ запропоновано схему її проектування з урахуванням ПТН СЗ, яка включає в себе перевірку збереження несучої здатності панелі при гранично припустимих відхиленнях параметрів СЗ у випадку, якщо допуски були задані технологією виготовлення, а також при завданні допусків на виготовлення та укладку сотоблока, в процесі проектування панелі.
Основні результати досліджень, які проведені в дисертації, упроваджені та використовуються АНТК «Антонов» і УкрНДІТМ, що дозволило на цих підприємствах вирішити ряд практичних задач, зв'язаних з проектуванням і технологією виробництва тришарових панелей з СЗ для АРКТ. Результати, отримані в дисертації, використані також в навчальному процесі в Національному аерокосмічному університеті ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», при підготовці фахівців напрямку «Авіація і космонавтика».