Оценка несущей способности складчатого заполнителя трехслойных панелей авиационных конструкций при поперечном нагружении

• Автор: Зиннуров, Руслан Асхатович
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Современное состояние вопроса
1.1. Применение трехслойных тонкостенных конструкций в составе самолета
1.2. Выводы к главе. Цели и задачи исследования
Глава 2. Экспериментальные исследования
2.1. Форма и материал образцов
2.2. Испытательное оборудование
2.3. Методика испытаний трехслойных панелей при действии на верхнюю пластину обшивки осевой сжимающей силы
2.4. Результаты испытаний трехслойных панелей
Глава 3. Математическое моделирование
3.1. Исходные предложения
3.2. Методика определения несущей способности панели с учётом физически нелинейных свойств заполнителя
3.3. Упрощённые методики расчёта
3.3.1. Методика расчёта Рмах с помощью аппроксимации рациональной функцией
3.2.2. Методика расчёта Рмах с помощью аппроксимации линейной функцией.
3.2.3 Методика расчёта несущей способности шевронных заполнителей с покрытием
3.2.4 Методика расчёта несущей способности шевронных заполнителей с
напылением по формуле аппроксимации линейной функцией
3.2.5. Зависимости толщины покрытия от коэффициента покрытия Кп
3.2. Методы идентификации
Глава 4. Результаты экспериментов и расчётов
Таблица 4.
Глава 5. Оптимизация модуля М - гофра
5.1. Определение предельной сжимающей нагрузки Рпрсд
5.2. Определение удельного давления РиЛ
5.4. Анализ зависимостей РЦ(* от геометрических параметров заполнителя..
5.5. Анализ численных исследований
5.6. Локальный анализ чувствительности
Общие выводы
Список использованной литературы
Введение
В настоящее время облегчение конструкций летательных аппаратов (самолётов и вертолётов) является приоритетной задачей. На этом фоне себя хорошо зарекомендовали композиционные материалы, которые наиболее эффективно используются при создании средств воздушного транспорта.
Особую форму композиционных материалов представляют трехслойные конструкции, состоящие из двух тонких прочных облицовочных пластин — обшивок и заполнителя, разделяющего несущие пластины и распределяющего нагрузку между ними. Заполнитель приклеен к обшивкам по всем верхним и нижним ребрам адгезионным слоем, равномерно распределяющим нагрузки.
Сегодня наибольшее распространение получили трехслойные конструкции с сотовым заполнителем, обладающие большой удельной прочностью. Кроме того, эти заполнители обладают высокими характеристиками по шумопоглощеншо, звукопоглощению, теплоизоляции, огнестойкости и др.
Помимо преимуществ, сотовые заполнители имеют и свои недостатки. Т.к. сотовый заполнитель представляет собой закрытую ячейку, то основными недостатками являются значительная трудоёмкость изготовления и накопление конденсата, который значительно увеличивает вес конструкции и уменьшает её физико-механические свойства. Да и избавление от влаги является довольно сложной задачей.
Эти недостатки сотовых заполнителей можно исключить вследствие применения складчатых заполнителей, на которых авиационная промышленность обратила внимание как на альтернативную замену сотовых заполнителей. В качестве материала заполнителя часто используется арамидпая бумага («Номекс», «Кевлар»), обладающая высокими физико-механическими показателями и, главное, негорючестью.
Для увеличения прочностных и жесткостных характеристик заполнителя, на основу наносится полимерное покрытие — фенолформальдегидное связующее БФОС.
2.4 Результаты испытаний трехслойных панелей с шевронным и сотовым заполнителем
Критические сжимающие силы, равномерно распределенные по поверхности пластин обшивок для каждого из образцов трехслойных панелей с шевронным заполнителем представлены в табл. 2.2-2.5, сотовым заполнителем в табл. 2.5.
Таблица 2.
Результаты испытания трехслойных панелей с шевронным заполнителем без покрытия при действии сжимающей силы, равномерной распределенной по поверхности пластины обшивки
№ п/п Номер образца Предельная нагрузка Р, кг Отклонение предельной нагрузки Рпр от среднего значения, % Примечание
1. 13-55-2-20 291,3 2,
2. 13-55-2-20 263,8 6,
-> 3. 13-55-2-20 297,8 5,
4. 13-55-2-20 278,8 1,
1 5. 13-55-2-20 285,0 0,
Среднее значение Р 283,
1. 13-40-1-10 167,1 7,
2. 13-40-1-10 170,2 5,
3. 13-40-1-Ю 196,3 9,
4. 13-40-1-10 183,2 1,
5. 13-40-1-10 183,2 1,
Среднее значение Р