Анализ работы конструкции соединения типа «ухо-вилка» с применением метода конечных элементов и решением контактной задачи теории упругости

Авторы

Туранов Р. А.^1*, Пыхалов А. А.^{1, 2**}

1. Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, Иркутск, 664074, Россия
2. Иркутский государственный университет путей сообщения, ИрГУПС, ул. Чернышевского, 15, Иркутск, 664074, Россия

*e-mail: romancheg08@mail.ru
**e-mail: pikhalov_aa@irgups.ru

Аннотация

В работе представлен анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) сборной конструкции соединения типа «ухо-вилка», широко применяемого в технологии самолетостроения. Исследование проводится на основе моделирования с применением метода конечных элементов (МКЭ) и решением контактной задачи твердого деформируемого тела. Разработанная расчетная модель позволяет идентифицировать значения распределения напряжений в представленном типе соединения при работе и сборке наиболее ответственного места летательного аппарата — «крыло-фюзеляж». Особенностью предложенного подхода моделирования является применение решения контактной задачи, позволяющей, дополнительно, исследовать условия сопряжения в стыках деталей узла, тем самым, выявлять концентрации (распределение) напряжений при работе и сборке узла. Таким образом, увеличивается степень информативности о работе соединения, подтверждая и уточняя эмпирические методы решений этих задач. Предложенный подход анализа НДС конечно-элементных моделей значительно снижает прямые материальные затраты на использование в проектировании реальных прототипов изделия, временные затраты, а главное, повышает уровень информации о работоспособности изделия, тем самым, способствует повышению его надежности и долговечности.

Ключевые слова

самолёт, соединение ухо-вилка, конечные элементы, напряжённо-деформированное состояние

Библиографический список

1. Александров В.М., Чебаков М.И. Аналитические методы в контактных задачах теории упругости. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 304 с.

2. Астахов М.Ф.. Каравальцев А.В. и др. Справочная книга по расчету самолета на прочность. – М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1954. – 648 с.

3. Войт Е.С., А.И. Ендогур и др. Проектирование конструкций самолетов. – М.: Машиностроение, 1987. – 416 с.

4. Егер С.М., Мишин В.Ф., Лисейцев Н.К. и др. Проектирование самолетов. – М.: Машиностроение, 1983. – 616 с.

5. Майнсков В.Н., Глушков С.В., Савельев Л.М. и др. Расчет и проектирование проушин. – Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет им. С.П. Королева, 2011. – 28 с.

6. Ендогур А.И. Проектирование авиационных конструкций. – М.: МАИ-ПРИНТ, 2009. – 540 с.

7. Рудаков К.Н. FEMAP 10.2.0. Геометрическое и конечно-элементное моделирование конструкций. – Киев: КПИ, 2011. – 317 с.

8. Шульженко М.Н. Конструкция самолетов. – М.: Машиностроение, 1971. – 416 с.

9. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин. – М.: Машиностроение, 1966. – 196 с.

10. Тимошенко С.П., Гудьер Д. Теория упругости. – М.: Наука, 1975. – 576 с.

11. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. – М.: Изд-во МИР, 1979. – 393 с.

12. Сироткин О.С., Гришин В.И., Литвинов В.Б. Проектирование, расчет и технология соединений авиационной техники. – М.: Машиностроение, 2006. – 331 с.

13. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRANforWindows. – М.: ДМК Пресс, 2003. – 447 с.

14. Образцов И.Ф., Булычев Л.А., Васильев В.В. и др. Строительная механика летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1986. – 536 с.

15. Русланцев А.Н., Думанский А.М., Алимов М.А. Модель напряженно-деформированного состояния криволинейной слоистой композитной балки // Труды МАИ. 2017. № 96. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=85659

16. Попов В.В., Сорокин Ф.Д., Иванников В.В. Разработка конечного элемента гибкого стержня с раздельным хранением накопленных и дополнительных поворотов для моделирования больших перемещений элементов конструкции летательных аппаратов // Труды МАИ. 2017. № 92. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=76832

17. Горшков А.Г., Тарлаковский Д.В. Динамические контактные задачи с подвижными границами. – М.: Наука. Физматлит, 1995. – 351 с.

18. Комаров В.А., Кузнецов А.С., Лаптева М.Ю. Оценка эффекта учета деформаций крыла на ранних стадиях проектирования // Труды МАИ. 2011. № 43. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=24759

19. Авдонин А.С., Фигуровский В.И. Расчет на прочность летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1985. – 439 с.

20. Хазанов Х.С., Савельев Л.М. Метод конечных элементов в приложении к задачам строительной механики и теории упругости. – Куйбышев: КуАИ, 1975. – 128 с.

Скачать статью