Изначально проведем построение виртуальной модели лонжерона. Исходные данные для геометрического построения содержатся в таблице 3.1.
Концевое сечение лонжерона имеет профиль NACA 63А12, комлевое сечение представляет собой сечение прямоугольной формы. Подобный переход геометрии обоснован конструктивной необходимостью, т.к. именно в комлевом сечении располагаются узел крепления лопасти к втулке несущего винта. Кроме того, у корня лопасти действует наибольший крутящий момент. Длина комлевого уширения порядка 0,20 м, далее он плавно переходит в профиль NACA 63А15. Диаметр отверстий равен 0,02 м.
Таблица 3.1 – Исходные данные для моделирования лонжерона
|
Длина, м |
2,90 |
|
Ширина участка с профилем, 10–2 м: NACA 63А12 NACA 63А15 |
7 8 |
|
Длина участка с профилем, м: NACA 63А12 NACA 63А15 |
1,65 1,15 |
|
Толщина стенки, 10–3 м |
7,8 |
|
Ширина комлевого участка, м |
0,12 |
Моделирование происходит следующим образом:
1. Строятся контуры комлевого участка и участков аэродинамических профилей NACA 63А12 и NACA 63А15 на относительных радиусах лопасти r = 0,2, r = 1, r = 0,45 начиная с комлевого сечения соответственно.
2. При помощи функции «Бобышка/основание по сечениям» последовательно соединяются полученные контуры. Указывается толщина сечения лонжерона 0,005 м.
3. Задается положение центров и диаметры отверстий.
4. Задаются физико-механические параметры используемого материала.
Материал – стеклопластик со следующими физико-механическими свойствами:
Массовая плотность – 1800 кг/м3,
Предел прочности на растяжение – 1160 МПа,
Модуль упругости при растяжении – 22000 МПа,
Коэффициент Пуассона – 0,3.
На рисунке 3.1 представлен внешний вид смоделированного при помощи Solid Works лонжерона.
Рисунок 3.1 – Внешний вид смоделированного лонжерона
Далее производится испытание лонжерона на сопротивление разрыву от центробежной силы. Осуществляется закрепление модели по отверстиям (рисунок 3.2).
винт вертолет лонжерон лопасть
Рисунок 3.2 – Закрепление модели лонжерона
В соответствии с силовой схемой лонжерон нагружается растягивающей нагрузкой N = 30100 Н (рисунок 3.3).
Рисунок 3.3 – Нагружение модели лонжерона
После задания ограничений и нагрузок программой производится расчет напряженно-деформированного состояния смоделированного объекта путем разбиения его на конечные элементы.
В результате испытаний, произведенных встроенным в Solid Works модулем COSMOS Work, получили распределения напряжений в материале лонжерона, проиллюстрированные на рисунках 3.4 и 3.5.
