ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТЧАТОЙ КОМПОЗИТНОЙ ПАНЕЛИ КРЫЛА САМОЛЕТА ПРИ ОДНООСНОМ СЖАТИИ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 26 > №4 / 2021 / Страницы: 490-500 download

ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТЧАТОЙ КОМПОЗИТНОЙ ПАНЕЛИ КРЫЛА САМОЛЕТА ПРИ ОДНООСНОМ СЖАТИИ

, ,

Аннотация:

Композитные материалы находят в настоящее время все более широкое применение для изготовления конструкций планера самолета. При этом в качестве основной конструктивной концепции в панелях крыла используется традиционная стрингерная конструкция, состоящая из несущей обшивки и подкрепляющих продольных ребер-стрингеров. Однако в силу особенностей полимерных композитов такая конструкция не позволяет снизить массу композитной панели по сравнению с металлическим прототипом. Альтернативой конструкциям с несущей обшивкой является сетчатая композитная конструкция, основными несущими элементами которой являются взаимно-пересекающиеся диагональные и поперечные ребра. Ребра образованы из однонаправленного углепластика, который обладает высокой удельной прочностью и жесткостью. Такая конструктивная схема позволяет более полно реализовать свойства композитного материала и обеспечить высокую весовую эффективность конструкции. В статье рассматривается плоская прямоугольная панель, состоящая из системы перекрещивающихся ребер, изготовленных из однонаправленного композитного материала методом намотки или выкладки и служащая элементом обшивки крыла летательного аппарата. Панель свободно оперта по контуру и сжата в продольном направлении. Получены соотношения, определяющие оптимальные проектные параметры сетчатой панели — толщину панели, угол наклона ребер, толщину ребер и расстояния между ребрами, обеспечивающие минимум массы панели и удовлетворяющие ограничениям по прочности и устойчивости. Оптимизация осуществляется методом минимизации коэффициентов безопасности по возможным формам разрушения панели, позволяющим свести задачу минимизации с ограничениями в форме неравенств к задаче на условной экстремум. Рассматриваются два типа панелей, у которых отношение длины к ширине больше или меньше единицы. В качестве примеров рассматриваются проектирование сетчатых панелей из углепластика.

Ключевые слова:

16