Исследование шевронного заполнителя и технологии его изготовления применительно к конструкции панелей грузового отсека самолета

• Автор: Мовчан, Григорий Викторович
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1 Применение трехслойных тонкостенных конструкций в составе самолета
1.2 Конструкция багажно-грузового отсека самолета. Особенности работы трехслойных тонкостенных конструкций в БГО
1.3 Складчатый заполнитель. Перспектива и особенности замены сотового заполнителя шевронным
1.4 Выводы к главе. Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕСОВЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ШЕВРОННОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ В СОСТАВЕ ТРЕХСЛОЙНОЙ ПАНЕЛИ
2.1 Исследование структуры гофрированного заполнителя применительно к использованию его в панелях грузового отсека самолета
2.1.1 Линейчатый гофр
2.1.2 Соты
2.1.3 Гофроячеистая структура
2.1.4 Регулярные складчатые структуры
2.2 Выбор материала заполнителя
2.3 Исследование влияния основных параметров геометрии и покрытия заполнителя на работу панели при действии сжимающих нагрузок
2.3.1 Заполнитель на основе структуры типа гофр
2.3.2 Заполнитель на основе структуры типа М-гофр
2.3.3 Исследование многофакторной оптимизации структуры заполнителя
2.4 Выводы к главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ФОРМООБРАЗУЮЩЕГО
УЗЛА НА ВЫСОТУ РЕЛЬЕФА ЗАГОТОВКИ
ЗЛ Методика проведения экспериментальных исследований. Используемое оборудование, оснастка и материалы
3.2 План экспериментальных работ
3.3 Результаты проведения испытаний
ГЛАВА 4. ИСПЫТАНИЯ ПАНЕЛЕЙ С ШЕВРОННЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ НА УДАРНУЮ НАГРУЗКУ
4.1 Установка для проведения испытаний на ударопрочность
4.2 План постановки эксперимента
4.3 Проведение испытаний
4.5 Выводы к главе
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТ
5.1 Апробация работ по применению методики расчета прочностных характеристик
5.2 Расчет и построение вала узла гибки-биговки для формообразования складчатого заполнителя
5.3 Узел гибки-биговки
5.4 Установка для проведения испытаний на ударную прочность
5.5 Использование результатов
5.6 Выводы к главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Одним из вариантов совершенствования весовых параметров самолета является переход к использованию новых более совершенных технологий, материалов и методов проектирования.
В проектировании современных летательных аппаратов все большее значение приобретает использование трехслойных конструкций - новых композиционных материалов, обеспечивающих достаточные прочностные свойства при относительно невысоком весе.
В конструкциях летательных аппаратов (ЛА) широко применяются детали и узлы из листового материала, соединенные для жесткости с профилями различной формы. В последние годы подобные элементы машин все в большей степени заменяются многослойными конструкциями, представляющими собой две листовые обшивки с внутренним заполнителем, придающем конструкции устойчивость при нагружении. Наряду с этим определяется четкая тенденция использования новых конструктивно-технологических решений для повышения экономических и эксплуатационных характеристик изделий. Особенно существенным экономический фактор становится в условиях серийного производства.
Многослойные конструкции отличаются от клепаных более высокой удельной прочностью и меньшим количеством деталей, обладают улучшенными аэродинамическими качествами и менее трудоемки в изготовлении. Также многослойные конструкции обладают теплоизоляционными и звукопоглощающими качествами. Сотовые конструкции являются одной из разновидностей многослойных и представляют собой сочетание обшивок и сотового заполнителя, расположенного между ними. Такие панели при относительно малом весе обеспечивают требуемую жесткость и прочность конструкции.
Наряду с достоинствами сотовых конструкций они также обладают и рядом недостатков, ограничивающих их применение.

Площадь листовой заготовки заполнителя определяется как
Гр = 4 Ь0хНпрхп,хпр
(2-11)
где Ь0 = у/б2 +У2 - длина ребра грани развертки заполнителя;
заполнителя, характеризующая высоту складчатой конструкции в предельном состоянии; - количество элементарных модулей по
зигзагообразным и пилообразным линиям в развертке заполнителя (каждый модуль содержит 4 грани).
Подставляя в (2.11) Ь0 и Нпр и преобразуя, получаем
Далее выведем соотношение для параметрического анализа конструктивных параметров складчатой структуры на основе М-гофра.
М-гофром называют складчатую структуру, состоящую из элементарных модулей шевронного гофра, модифицированных вдоль пилообразной линии (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Геометрические параметры М-гофра. а - элементарного модуля,
Параметры, характеризующие элементарный модуль М-гофра (конструктивные параметры) (рис. 2.5, а):
2Я - шаг по зигзагообразным линиям;
2Ь - шаг по пилообразным линиям;
= Лп.п, у1(я2 +У2Н2 +12)-У2Ь2
(2.12).

б-блока