Исследование напряженно–деформированного состояния композитной лопасти в ANSYS WorkBench
- Авторы: Филиппова К.А.1, Аюшеев Т.В.1, Дамдинова Т.Ц.1, Цыдыпов Ц.Ц.1
-
Учреждения:
- Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
- Выпуск: № 2 (2024)
- Страницы: 41-52
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/2454-0714/article/view/359415
- DOI: https://doi.org/10.7256/2454-0714.2024.2.70712
- EDN: https://elibrary.ru/XDTLCG
- ID: 359415
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В настоящей работе был выполнен расчет статической прочности лопасти БПЛА из композиционного материала. Композиционные материалы имеют преимущество над традиционными материалами (металлами и сплавами) в области авиации – выигрыш в весе, низкая чувствительность к повреждениям, высокая жесткость, высокие механические характеристики. При этом определение уязвимых мест в слоистой конструкции является сложной задачей и на практике решается с помощью разрушающего контроля. При моделировании были использованы композитные материалы, имеющиеся в библиотеке материалов ANSYS: Epoxy Carbon Woven (230 Gpa) Prepreg тканный углепластик в виде препрега – полуфабриката, пропитанной эпоксидной смолой углеткани с модулем Юнга Е=230 ГПа и Epoxy Carbon (230 Gpa) Prepreg однонаправленный углепластик-препрег, пропитанный эпоксидной смолой с модулем Юнга Е=230 ГПа. Комплексно исследовать слоистую конструкцию позволяют современные программные продукты, такие как, ANSYS WorkBench. Были исследованы несколько вариантов конструкций лопасти с разными наполнителями в качестве срединного материала. Был использован прямой и обратный критерий разрушения на основе теории Цая-Хилла. Влияние силы тяжести не учитывалось. Показано, что разработанная конструкция лопасти соответствует предъявляемым требованиям. В качестве срединного материала лопасти были выбраны материалы – древесина бальзы, сосны, осины и пенополиуретан. Древесина сосны и осины были выбраны по критерию их доступности и имеющие наименьшую плотность. В библиотеке материалов используемого программного комплекса ANSYS WorkBench имеются характеристики не на все из них, поэтому характеристики выбранных материалов (сосны и осины) были добавлены вручную. Для моделирования и расчетов в программе ANSYS WorkBench необходимы такие характеристики как плотность, модули упругости по осям, коэффициенты Пуассона, модули сдвига и пределы прочности при растяжении и сжатии.
Об авторах
Ксения Анатольевна Филиппова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
Email: ipq84@mail.ru
старший преподаватель; кафедра "Самолето- вертолетостроение";
Тумэн Владимирович Аюшеев
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
Email: atv62@bk.ru
доцент; кафедра "Инженерная и компьютерная графика";
Татьяна Цыбиковна Дамдинова
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
Email: dtatyanac@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3597-3262
доцент; кафедра "Инженерная и компьютерная графика";
Цыбик Цырендоржиевич Цыдыпов
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
Email: sssibik@mail.ru
доцент; кафедра "Самолето- вертолетостроение";
Список литературы
Фэн, Г. Исследование статической прочности композитной лопасти вертолета / Г. Фэн, А. М. Думанский, А. Н. Русланцев // Деформирование и разрушение композиционных материалов и конструкций: Труды Второй международной конференции, Москва, 18–20 октября 2016 года. – С. 196-198. "em""/em" Сидоров, И. Н. Расчет напряженно-деформированного и предельного состояний композитной лопасти несущего винта вертолета при различных режимах полета с учетом повреждений в комлевом сечении / И. Н. Сидоров, А. В. Горелов, Е. И. Николаев // ХI Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики: сборник докладов, Казань, 20–24 августа 2015 года. – С. 3453-3457."em""/em""em""/em" Бурцев, Б. Н. Особенности напряженно-деформированного состояния комлевой части лопасти несущего винта / Б. Н. Бурцев, Н. П. Тютюнников // Механика композиционных материалов и конструкций. – 2012. – Т. 18, № 4. – С. 552-561."em""/em""em""/em" Глебов, И. Т. Физика древесины: учебное пособие. – Екатеринбург: УГЛТУ, 2018. – 80 с. "em""/em""em""/em" Первушин, Ю. С., Жернаков, В. С. Основы механики, проектирования и технологии изготовления изделий из слоистых композиционных материалов: учеб. пособие / Ю. С. Первушин, В. С. Жернаков; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа. 2008. – 303 с."em""/em""em""/em" Хилл, Р. Теория механических свойств волокнистых композиционных материалов // Механика / Сб. переводов. 1966. № 2. С. 131-149."em""/em""em""/em" Механика конструкций из композиционных материалов. – Москва: Машиностроение, 1988. – 271 с.
Дополнительные файлы
