Все о транспорте
 

Оптимизация лонжерона лопасти НВ

Для того чтобы выполнить оптимизацию по обозначенным ограничениям пространства проектирования необходимо знать величины продольной силы N и крутящего момента Mz, действующих на лопасть и, соответственно, лонжерон. Для этого, установим максимальные значения центробежной силы N и изгибающего момента Mz. Эпюры нагрузки от центробежной силы и крутящего момента изображены на рисунке 2.2, а наибольшие полученные результаты равны

N = 30100 Н и Mz = 603 Н·м.

В11 = 12,4·109 Па·м;

В33 = 1,9·109 Па·м.

Рисунок 2.2 – Эпюры распределения центробежных сил и крутящего момента по длине лопасти, где N – нагрузки от центробежной силы; Mz – крутящий момент; – относительный радиус

Определяем относительные деформации стенки лонжерона, учитывая изменение площади поперечного сечения профиля (индекс 12 соответствует профилю 63А12, индекс 15 – 63А15):

εz12 = 9,7·10–3;

εz15 = 7,510–3;

εzs12 = 0,6·10–3;

εzs15 = 0,49·10–3.

Определяющими являются напряжения вдоль оси основы стеклоткани, поэтому расчет можно вести по нитяной модели. Тогда:

σ112 = 5,3·106 Па;

σ115 = 3,7·106 Па.

Найденные напряжения в слоях значительно ниже предела прочности стеклопластика на разрыв, следовательно, ограничение по прочности выполняется.

Ограничение по жесткости выполняется при условии, когда угол закручивания (депланации) сечения θ будет менее 5°.

θ = 1,2·10–3; θ < 5°.

Толщину слоев можно найти из уравнений и неравенств ограничений:

Решение задачи оптимизации представляется графическим построением линий ограничения (рисунок 2.3).

Пересечение кривых 1 и 3 на рисунке 2.3 показало, что толщина продольного слоя равна h1 = 1,8·10–3 м, толщина спирального слоя равна h2 = 3,5·10–3 м. Однако толщина данного слоя должна быть кратной четному числу, т. к. слои дополняют друг друга. Тогда с учетом технологического ограничения толщина спирального слоя равна h2 = 4,8·10–3 м и толщина продольного слоя равна h1 = 1,8·10–3 м.

Рисунок 2.3 – Графики, характеризующие распределение толщин слоев в зависимости от ограничений, где 1 – ограничение по прочности продольного слоя, 2 – ограничение по прочности слоя ± 45°, 3 – ограничение по жесткости

1 Пространство проектирования представляется двумя толщинами слоев композита по направлению армирования вдоль конструкции (h1) и под углом ± 45° (h2). Пространство проектирования является арифметическим. Оптимизация ведется методами математического программирования.

2 Пространство проектирования имеет ряд ограничений, связывающий их по прочности. Для расчета ограничений используется балочная теория тонкостенных конструкций.

3 Толщины слоев пакета стенки лонжерона зависят от нагрузок, создаваемых внешними аэродинамическими силами и собственных весовых параметров лопасти. Расчетными нагрузками являются центробежная сила N = 30100 Н и крутящий момент Mz = 603 Н·м.

4 В ходе оптимизации получены толщины слоев для оптимального армирования лонжерона под действием нагрузок. Ограничения соблюдены. Толщина продольного слоя равна h1 = 1,8·10–3 м, толщина спирального слоя равна h2 = 4,8·10–3 м. Суммарная толщина стенки лонжерона h = 6,6·10–3 м, что на 1,2·10–3 м меньше, чем у изначальной конструкции.

5 Масса оптимизированного лонжерона равна 4,3 кг.

 
 

Испытательное и сервисное оборудование
Техническое обслуживание призвано обеспечить работоспособность устройств, состояние которых должно соответствовать требованиям ПТЭ и инструкций по техническому обслуживанию. Техническое обслуживание, ремонт и устранение отказов систем диспетчерской централизации выполняются работниками дистанции сигнализации и связи с соблюдением требований нормативной базы отрасли (инструкций и указаний), а также в соответствии с утвержденными технологическими ...

Определение длины рельсовых нитей и рубок стрелочного перевода
Рисунок 3.9 - Схема для определения длины рельсовых нитей Расчёт начинается с определения длины соединительных рельсовых нитей между элементами стрелки и примыкающими путевыми рельсами или элементами крестовины. Обозначим через: l1 - расстояние от стыка рамного рельса по прямому пути до стыка примыкания путевого рельса; l2 - расстояние от корня криволинейного остряка до стыка переднего вылета крестовины по прямому пути; l3 - расстояние о ...

Расчет числа постов ожидания
Число постов ожидания определяется: Перед постами ТО-1 – 10% сменной программы; Перед постами ТО-2 – 30% сменной программы; Перед постами ТР – 20% от числа постов ТР Перед постами ЕО – 20% часовой пропускной способности постов; ...