Projekt - Szybowiec Genesis II - projektowanie i budowa - dylemat profilowy

[stan_m]

strzał w stopę.

poproszę 1 - jeden - taki przykład (realny - może foto?) dla płata dzielonego centralnie, łączonego bagnetem.

Bardzo proszę...

Na przedstawionych fotkach widać element płata z wklejonym gniazdem bagnetu  zaś NAKLEJONA na styropian sklejka ( a nie żebro sklejkowe  w obwiedni forniru) ma za zadanie wyłącznie usztywnienie skrajni styropianu by zapewnić sztywne połączenie górnej i dolnej skorupy skrzydła i uniemożliwić ich  przesuwanie się względem siebie. Ma tez to walor eksploatacyjny, gdyż zabezpiecza styropian przed wykruszeniem i dodatkowo wzmacnia osadzenie kieszeni bagnetu. Zaznaczam, że powyższe dotyczy PRAWIDŁOWO zaprojektowanej konstrukcji tzn. założony zakres obciążeń gnących (a nie dowolny), bardzo dokładnie wyliczona grubość pokrycia oraz odległość miedzy pokryciami. Gdyby Kolega miał rację to należałoby wykonać kilka żeber i wkleić je w styropian w strefie kieszeni bagnetu. Powtórzę: zadaniem żeber lub wypełnienia piankowego w konstrukcji skorupowej jest sztywne połączenie górnego i dolnego pokrycia aby całe skrzydło pracowało jako dźwigar. http://www.modelflying.co.uk/forums/postings.asp?th=75877&p=4

Stanisław zgadzam się s Tobą jeśli chodzi o pracę skorupy, ale z żebrem jest tak jak napisałem - to jest problem konstrukcyjny - w skrzydle skorupowym trzeba w jakiś sposób wprowadzić obciążenie do skorupy aby zaczęła pracować.

I to między innymi rola żebra nasadowego, gdyby go nie było nie ma jak przenieść sił na skorupę.

Ale z pokryciem skorupowym też są ciekawostki - ponieważ jestem dziś "udomowiony" to zrobię symulację obciążenia płata skorupowego z żebrami i bez - wyniki są interesujące kiedyś robiłem taką symulację więc je znam.

Wstawię zdjęcia i wartości naprężeń orz przemieszczeń.

Nauki nigdy dość więc chętnie te symulacje obejrzę, mój imienniku. Pamiętaj jednak proszę by konstrukcja skorupowa była właściwie zaprojektowana tzn. grubość poszycia była dobrana do REALNYCH obciążeń oraz była dobrze wyliczona tzw.średnia obliczeniowa odległość między pokryciami. Wtedy dopiero można symulować moment gnący.

[kojani]

Poniżej wyniki obciążenia płata skorupowego.

cięciwa - 360mm

długość - 2000mm

płat bez zbieżności

poszycie i żebra Al5050 1,5mm

Całość zamodelowana jako monolit - moja licencja tylko tak pozwala.

Utwierdzone na żebrze nasadowym, lub tylko na powierzchni przecięcia skorupy dla przypadku obciążenia tylko czystej skorupy.

Obciążne na żebrze końcowym siłą w płaszczyźnie żebra o wartości 500N.

Trzy dodatkowe żebra rozmieszczone co 500mm.

 

Poniżej wartości maks. naprężeń i przemieszczeń:

 

1. Tylko sama skorupa bez żeber:

naprężenia

Minimum 1,639e+000 MPa

Maximum 1,590e+002 MPa 

 

przemieszczenie

Minimum 0mm 

Maximum 73,5mm

 

2. Skorupa i żebra krańcowe:

naprężenia

MMinimum 1,554e+000 MPa

Maximum 1,806e+002 MPa 

 

przemieszczenie

Minimum 0mm 

Maximum 76mm 

 

 

3. Skorupa i wszystkie żebra:

[naprężenia

Minimum 2,155e-001 MPa

Maximum 1,014e+002 MPa

 

przemieszczenie

Minimum 0mm

Maximum 90mm

 

Jak widać w konstrukcji skorupowej żebra mają i dobre i złe strony, ale są niezbędne żeby zapobiegać utracie stateczności skorupy.

Mam tylko nadzieję, że gospodarz wątku mnie nie obstuka

[stan_m]

Bardzo dziękuję za wykonaną symulację.

 

Malutka poprawka:

             3. Skorupa i wszystkie żebra:

             [naprężenia

             Minimum 2,155e-001 MPa  (powinno być Minimum 0,215e-001MPa - o ile dobrze odczytuję wykres)

             Maximum 1,014e+002 MPa

 

Mam następujące pytania:

1. Jak należy rozumieć "naprężenie minimalne" dla rozpatrywanych przypadków?

2. Czy określenie "wszystkie żebra" oznacza wypełnienie  piankowe?

3. Czy "przemieszczenie" oznacza ugięcie końcówki płata pod narażeniem siłą 500N?

[kojani]

Bardzo dziękuję za wykonaną symulację.

 

Malutka poprawka:

3. Skorupa i wszystkie żebra:

[naprężenia

Minimum 2,155e-001 MPa (powinno być Minimum 0,215e-001MPa - o ile dobrze odczytuję wykres)

Maximum 1,014e+002 MPa

 

Mam następujące pytania:

1. Jak należy rozumieć "naprężenie minimalne" dla rozpatrywanych przypadków?

2. Czy określenie "wszystkie żebra" oznacza wypełnienie piankowe?

3. Czy "przemieszczenie" oznacza ugięcie końcówki płata pod narażeniem siłą 500N?

Wartość jest poprawna.

ad1. Naprężnie minimalne - najmniejsza występująca wartość naprężenia w liczonej strukturze.

ad2. Nie nie mam możliwości przy tej licencji stworzyć struktury wielomateriałowej, ale bez liczenia można stwierdzić iż wypełnienie jednorodne byłoby najkorzystniejsze. Tutaj są wstawione trzy żebra pośrednie widać je na pierwszym zdjęciu.

ad3. Tak dokładnie.

[stan_m]

Moim zdaniem minimalna wartość tego samego parametru nie może być większa od jego wartości maksymalnej (minimum większe od maksimum). Dlatego też po niezbędnej korekcie, wg mnie finalne wartość naprężeń i ugięć (przemieszczeń) końcówki płata zginanej siłą 500N wynoszą:

 

1. Tylko sama skorupa bez żeber:

naprężenia

Minimum: 1,590e+002 MPa 

MAXIMUM: 1,639e+000 MPa

 

przemieszczenie

Minimum 0mm 

MAXIMUM 73,5mm

 

 

2. Skorupa i żebra krańcowe:

naprężenia

Minimum: 1,554e+000 MPa

MAXIMUM: 1,806e+002 MPa 

 

przemieszczenie

Minimum 0mm 

MAXIMUM 76mm 

 

 

3. Skorupa i wszystkie żebra:

naprężenia

Minimum: 0,215e-001 MPa

MAXIMUM: 1,014e+002 MPa

 

przemieszczenie

Minimum 0mm

MAXIMUM 90mm

 

Interpretacja: Porównując skorupę "bez żeber" ze skorupą "wszystkie żebra" widać wyraźnie, że skorupa "wszystkie żebra" ugina się aż o 90mm w porównaniu ze skorupą "bez żeber" (tylko 73,5mm) ale maksymalne naprężenie wewnętrzne skorupy "wszystkie żebra" wynosi  tylko 1,014e+002 MPa a więc jest o wiele mniejsze niż skorupy "bez żeber" co potwierdza tezę, że skorupa "wszystkie żebra" więcej się ugina i ma mniejsze naprężenia wewnętrzne własnie dzięki temu , że owe "wszystkie żebra" łączą poszycia górne i dolne uniemożliwiając ich przemieszczenie czyli w rezultacie największe ugięcie końcówki płata i najmniejsze naprężenia wewnętrzne...JAK W DOBRZE PRACUJĄCYM DŹWIGARZE.

Natomiast przypadek skorupy typu "żebra krańcowe" jest zaprzeczeniem jakoby istnienie żeber skrajnych dawało "przeniesienie" obciążenia bo mamy  w tym przypadku największe naprężenie wewnętrzne i nie największe ugięcie końcówki płata.

A to przykład z dużego lotnictwa:

[RafModel]

Poprawcie jak źle rozumuje. Im mniejsze naprężenie wewnętrzne i duże przemieszczenie - to mogę powiedzieć iż skrzydło jest wytrzymałe ale elastyczne?

I jeszcze jedno. Z tego wynika iż najsłabszym punktem jest kieszeń bagnetu.

[stan_m]

Poprawcie jak źle rozumuje. Im mniejsze naprężenie wewnętrzne i duże przemieszczenie - to mogę powiedzieć iż skrzydło jest wytrzymałe ale elastyczne?

I jeszcze jedno. Z tego wynika iż najsłabszym punktem jest kieszeń bagnetu.

Dokładnie tak jest co symulacja wykonana przez Stanisława potwierdziła.

Czyli moim słabym punktem w konstrukcji jest ukośnie skierowana rurka na bagnet. Dobra to zmienimy konstrukcje  - przeprojektuje skrzydło bo kopyta nabierają kształtu :-). Dziękuje wszystkim za odpowiedzi  - bardzo dużo mi to pomaga - czekam na jeszcze. Stan_m bardzo ciekawa informacja nt obliczeń p J.Hajduka. Można to gdzieś znaleźć?

Niestety, obawiam się,że artykuły Pana Hajduka są dostępne jedynie w archiwalnych numerach Młodego Technika...Gorąco polecam, gdyż jest tam ogromna ilość obliczeń i komentarzy na tematy modelarskie.

[Andrzej Klos]

Moim zdaniem minimalna wartość tego samego parametru nie może być większa od jego wartości maksymalnej (minimum większe od maksimum). Dlatego też po niezbędnej korekcie, wg mnie finalne wartość naprężeń i ugięć (przemieszczeń) końcówki płata zginanej siłą 500N wynoszą:

 

1. Tylko sama skorupa bez żeber:

naprężenia

Minimum: 1,590e+002 MPa 

MAXIMUM: 1,639e+000 MPa

 

przemieszczenie

Minimum 0mm 

MAXIMUM 73,5mm

 

 

2. Skorupa i żebra krańcowe:

naprężenia

Minimum: 1,554e+000 MPa

MAXIMUM: 1,806e+002 MPa 

 

przemieszczenie

Minimum 0mm 

MAXIMUM 76mm 

 

 

3. Skorupa i wszystkie żebra:

naprężenia

Minimum: 0,215e-001 MPa

MAXIMUM: 1,014e+002 MPa

 

przemieszczenie

Minimum 0mm

MAXIMUM 90mm

 

Interpretacja: Porównując skorupę "bez żeber" ze skorupą "wszystkie żebra" widać wyraźnie, że skorupa "wszystkie żebra" ugina się aż o 90mm w porównaniu ze skorupą "bez żeber" (tylko 73,5mm) ale maksymalne naprężenie wewnętrzne skorupy "wszystkie żebra" wynosi  tylko 1,014e+002 MPa a więc jest o wiele mniejsze niż skorupy "bez żeber" co potwierdza tezę, że skorupa "wszystkie żebra" więcej się ugina i ma mniejsze naprężenia wewnętrzne własnie dzięki temu , że owe "wszystkie żebra" łączą poszycia górne i dolne uniemożliwiając ich przemieszczenie czyli w rezultacie największe ugięcie końcówki płata i najmniejsze naprężenia wewnętrzne...JAK W DOBRZE PRACUJĄCYM DŹWIGARZE.

Natomiast przypadek skorupy typu "żebra krańcowe" jest zaprzeczeniem jakoby istnienie żeber skrajnych dawało "przeniesienie" obciążenia bo mamy  w tym przypadku największe naprężenie wewnętrzne i nie największe ugięcie końcówki płata.

A to przykład z dużego lotnictwa:

 

 

Koledzy,

Sorry, nie za bardzo rozumie, jak "dzwigar" skladajacy sie tylko z gornej i dolnej skorupy (bez polaczenia pomiedzy nimi , jesli dobrze rozumie) ma mniejsze ugiecie od skorupy z zebrami wewnetrznymi.

A 

[stan_m]

Koledzy,

Sorry, nie za bardzo rozumie, jak "dzwigar" skladajacy sie tylko z gornej i dolnej skorupy (bez polaczenia pomiedzy nimi , jesli dobrze rozumie) ma mniejsze ugiecie od skorupy z zebrami wewnetrznymi.

A 

Przeczytaj uważnie dane wejściowe...Płat skorupowy (bez żeber środkowych) utwierdzony jest na żebrze nasadowym a siła zginająca przyłożona jest do żebra końcowego. Tak przynajmniej ja zrozumiałem aranżację Stanisława. W efekcie mamy żebra skrajne płata i skorupę dolną i górną, więc jest to BRYŁA, którą można analizować strukturalnie.

 

Cytat:

"Poniżej wyniki obciążenia płata skorupowego.

cięciwa - 360mm

długość - 2000mm

płat bez zbieżności

poszycie i żebra Al5050 1,5mm

Całość zamodelowana jako monolit - moja licencja tylko tak pozwala.

Utwierdzone na żebrze nasadowym, lub tylko na powierzchni przecięcia skorupy dla przypadku obciążenia tylko czystej skorupy.

Obciążne na żebrze końcowym siłą w płaszczyźnie żebra o wartości 500N."

[Andrzej Klos]

Bardzo proszę...

Na przedstawionych fotkach widać element płata z wklejonym gniazdem bagnetu  zaś NAKLEJONA na styropian sklejka ( a nie żebro sklejkowe  w obwiedni forniru) ma za zadanie wyłącznie usztywnienie skrajni styropianu by zapewnić sztywne połączenie górnej i dolnej skorupy skrzydła i uniemożliwić ich  przesuwanie się względem siebie. Ma tez to walor eksploatacyjny, gdyż zabezpiecza styropian przed wykruszeniem i dodatkowo wzmacnia osadzenie kieszeni bagnetu. Zaznaczam, że powyższe dotyczy PRAWIDŁOWO zaprojektowanej konstrukcji tzn. założony zakres obciążeń gnących (a nie dowolny), bardzo dokładnie wyliczona grubość pokrycia oraz odległość miedzy pokryciami. Gdyby Kolega miał rację to należałoby wykonać kilka żeber i wkleić je w styropian w strefie kieszeni bagnetu. Powtórzę: zadaniem żeber lub wypełnienia piankowego w konstrukcji skorupowej jest sztywne połączenie górnego i dolnego pokrycia aby całe skrzydło pracowało jako dźwigar. http://www.modelflying.co.uk/forums/postings.asp?th=75877&p=4

Nauki nigdy dość więc chętnie te symulacje obejrzę, mój imienniku. Pamiętaj jednak proszę by konstrukcja skorupowa była właściwie zaprojektowana tzn. grubość poszycia była dobrana do REALNYCH obciążeń oraz była dobrze wyliczona tzw.średnia obliczeniowa odległość między pokryciami. Wtedy dopiero można symulować moment gnący.

 

Staszek, kilka stron dalej wklejony zostal dzwigar w postaci pionowej sklejki. laczacej gorna i dolna powierzchnie i skrzynke bagnetu.

 

 

 

Poniżej wyniki obciążenia płata skorupowego.

cięciwa - 360mm

długość - 2000mm

płat bez zbieżności

poszycie i żebra Al5050 1,5mm

Całość zamodelowana jako monolit - moja licencja tylko tak pozwala.

Utwierdzone na żebrze nasadowym, lub tylko na powierzchni przecięcia skorupy dla przypadku obciążenia tylko czystej skorupy.

Obciążne na żebrze końcowym siłą w płaszczyźnie żebra o wartości 500N.

Trzy dodatkowe żebra rozmieszczone co 500mm.

 

 

Drugi Staszek, czy mozesz pokazac siatke elementow dla kazdej z tych trzech analiz?

 

A

[kojani]

 

Drugi Staszek, czy mozesz pokazac siatke elementow dla kazdej z tych trzech analiz?

 

A

Siatek nie pokaże - bo nie będzie nic widać na podglądzie jest nałożona siatka elementów i krawędzie bryły.

Poniżej dane siatek dla poszczególnych przypadków:

 

1. 

Mesh Type Tetrahedral Mesh

Number of elements 28 867

Number of nodes 58 081

 

2.

Mesh Type Tetrahedral

Mesh Number of elements 49 353

Number of nodes 92 148

 

3.

Mesh Type Tetrahedral

Mesh Number of elements 118 090

Number of nodes 222 339

 

Tak jak napisałem wcześniej - zastosowanie żeber nie są takie jednoznaczne, ale jest niezbędne.

[silesia_system]

Efekt skrzydła skorupowego bez żeberek. Skrzydło w tym kobuzie wg wszelkich modelarskich opinii nie powinno wytrzymać akrobacji przy masie modelu 14kg. Model w skali 1:3.

[kojani]

Hmm - na tym zdjęciu widać pofalowanie skorupy które wskazywałoby na jakieś wewnętrzne wzmocnienia - nic tam w środku nie ma czysta skorupa?

[stan_m]

Staszek, kilka stron dalej wklejony zostal dzwigar w postaci pionowej sklejki. laczacej gorna i dolna powierzchnie i skrzynke bagnetu.

 

 

 

 

 

Tak ale tylko w rejonie wzniosu, w miejscu podziału płata jest tylko pianka i skrzynka bagnetu (wzdłuż rozpiętości) a sklejki nie ma...

[RafModel]

Efekt skrzydła skorupowego bez żeberek. Skrzydło w tym kobuzie wg wszelkich modelarskich opinii nie powinno wytrzymać akrobacji przy masie modelu 14kg. Model w skali 1:3.No tak

No tak tylko to kompozyt Paweł :-). Byłem dzisiaj na "Cycu" a Ciebie nie było - nie było komu oblatać moją dzidę ;-)

[Andrzej Klos]

Siatek nie pokaże - bo nie będzie nic widać na podglądzie jest nałożona siatka elementów i krawędzie bryły.

Poniżej dane siatek dla poszczególnych przypadków:

 

1. 

Mesh Type Tetrahedral Mesh

Number of elements 28 867

Number of nodes 58 081

 

2.

Mesh Type Tetrahedral

Mesh Number of elements 49 353

Number of nodes 92 148

 

3.

Mesh Type Tetrahedral

Mesh Number of elements 118 090

Number of nodes 222 339

 

Tak jak napisałem wcześniej - zastosowanie żeber nie są takie jednoznaczne, ale jest niezbędne.

 

Staszek (kojani),

Tetrahedral elementy sa elementami typu "solid" do 3D ukladow a Ty masz powloki, wiec nie za bardzo rozumie jak zostaly zastosowane,  Prosba jeszcze raz, pokaz siatke elementow, mozesz zrobic Screen Print lub uzyc Snipping Tool z Windows.

 

Czy chcesz powiedzec, ze 1.5mm poszycie bylo zamodelowane elementami tetra?

 

 

 

Efekt skrzydła skorupowego bez żeberek. Skrzydło w tym kobuzie wg wszelkich modelarskich opinii nie powinno wytrzymać akrobacji przy masie modelu 14kg. Model w skali 1:3.

 

 

Sorry, znowu nie rozumie: czy chcesz powiedziec, ze nie powinien latac a jednak lata: czy moze, ze lata ale wyboczyla sie powloka skrzydla.

 

 

 

Tak ale tylko w rejonie wzniosu, w miejscu podziału płata jest tylko pianka i skrzynka bagnetu (wzdłuż rozpiętości) a sklejki nie ma...

 

 

Wszyscy wiemy, ze skrzydlo bez zeber bedzie dzialac, najlepsze dowody to Foka no i oczywiscie Diana.  W modelu styropian podtrzymuje skorupe skrzydla i glownie zapobiega jego wyboczeniu przy naprezeniach sciskajacych.  Kiedys nie mialem co robic wieczorem (??) i testowalem stare skrzydlo od modeu PSS (F18 Hornet).  Obciazylem skrzydlo ksiazkami mniej wiecej eliptycznie.  Skrzydlo nie peklo ale zapadla sie gorna powierzchnia (byl fornir na bialy styropian bez dzwigara).

 

Czolem

A

[kojani]

Staszek (kojani),

Tetrahedral elementy sa elementami typu "solid" do 3D ukladow a Ty masz powloki, wiec nie za bardzo rozumie jak zostaly zastosowane,  Prosba jeszcze raz, pokaz siatke elementow, mozesz zrobic Screen Print lub uzyc Snipping Tool z Windows.

 

Czy chcesz powiedzec, ze 1.5mm poszycie bylo zamodelowane elementami tetra?

 

 

Andrzej -  chyba do końca się nie zrozumieliśmy.

Fragment skorupy skrzydła został zamodelowany jako bryła (solid) - tak więc nie wiem o jaką siatkę się dopytujesz.

Siatka o której pisałem i której parametry podałem to siatka automatycznie generowana na bryle przez solver obliczeniowy MES - w tym wypadku Nastran i to właśnie ta siatka jest siatką tetrahedralną używaną przez solver do wykonania obliczeń MES. Ta siatka jest w pewnym sensie wirtualna widać ją tylko w module obliczeniowym w trakcie prezentacji wyników.

Solver nakłada ją z automatu - mogę ingerować w jej gęstość.

Uściślij co chciałbyś zobaczyć.

 

Kojani

[Andrzej Klos]

Duzo pisania i trudno sie dogadac a jak to tu mowia: Obrazek jest warty 1000 slow.    

 

Po prosto przyslij siatke elementow modelu 1 lub 2.

 

A

[kojani]

Fragmernt skrzydła - jak już napisałem - został zamodelowany jako bryła, poniżej widok zbliżenia fragmentu:

A tutaj widok z solvera z uwidocznioną siatką obliczeniową - jak widać niewiele widać:

 

Może napisz co chciałbyś konkretnie zobaczyć.

 

Kojani

[Andrzej Klos]

Fragmernt skrzydła - jak już napisałem - został zamodelowany jako bryła, poniżej widok zbliżenia fragmentu:

 

A tutaj widok z solvera z uwidocznioną siatką obliczeniową - jak widać niewiele widać:

 

Może napisz co chciałbyś konkretnie zobaczyć.

 

Kojani

 

Kojani Staszek,

 

O to chodzilo, ja widze wszystko! Zajmuje sie Metoda Elementow Skonczonych od 30 lat, praktycznie codziennie.

 

Sorry, ale tak niestety nie mozna modelowac cienkich powlok, powienienes uzyc Shell Elements.  

 

Solids beda za sztywne w tym ukladzie i ich zastosowanie w takim ukladzie powoduje bledy, szczegolnie elementy tetra pierwszego stopnia (4 nody).    Ponadto te elementy tetra sa za dlugie, duzo za dlugie.

 

Nie chce zabierac miejsca koledze, jak masz wiecej pytan napisz Prywatna Wiadomosc.

 

Czolem

A