Доброго времени суток!
После двухлетнего перерыва в моделизме, снова зачасались руки.
Налетавшись на пенолетах, решил строить бальзовую модель. Выбор пал на Skeeter, по мотивам материала форума Давайте построим Skeeter. Тем более и начинка под данную модель лежит уже давно без дела. На форуме ребята описывают проблему в конструкции фюзеляжа (слабое место), выявленное при эксплуатации. Делать модель, с заранее известным деффектом в конструкции, считаю не есть гуд.Собственно, попытке решению данной трудности и посвящена моя статья (пишу впервые, конструктивная критика приветствуется).
Идею о повторении Skeeter 30 вынашиваю уже давно. Перечитал весь форум. Кто то косынки добавляет что бы усилить фюзеляж, кто то карбон, особых улучшений это не приносит, как выламывало часть фюзеляжа за крылом, так и продолжает выламывать (такой вывод сделал по переписке форумчан).
В голову "пришла шальная идея" как показалось с первого взгляда, смоделировать оригинальную конструкцию фюзеляжа по чертежам.
Далее смоделировать процесс нагрузки на раму, когда самолет при посадке (или по неопытности) задевает консолью крыла планету, в общем все то, что у ребят на форуме и происходило на полетах, отчего фюзеляж и ломался.
Примечание по моделированию нагрузки: Зелеными стрелками показано место фиксации модели; фиолетовыми-место приложение силы. Приложена сила в 1 Н. (один ньютон, из школьной физики припоминаю, что это около 100 гр.). Обратете внимание на цветную шкалу и указанные значения. Эти значения напряженности в материале мне ни о чем не говорят (не инженерное у меня образование, к сожелению), но их достаточно что бы оценить изменение в прочности конструкции после внесенных изменений в конструкцию рамы.
Какого же было мое удивление, когда результаты анализа в SW, показали самую напряженную область именно за крылом, именно там, где и происходит разрушение :) Из шкалы видно, самая напряженная часть имеет значение 466 562 Н/м2.
Модернизируем конструкцию, добавляем косынок (популярный вариант модернизации констрцукции). Результат на экнане ниже. Что то не радужно по прежнему. Напряжения уходят в другое место, их величина почти как и была изначально.
Ниже представлен еще вариант. Тоже не лучший результат судя по величине и цветовой карте распределения напряжения.
В общем, изрядно "поиграв" с конструкцией фюзеляжа, получил наилучший результат (который у меня получился). Он ниже представлен. Данный вариант и буду повторять в бальсе.
Напряжения более менее распределены по фюзеляжу, их величина в мах значениях (237 850) почти в два раза ниже чем по оригинальным чертежам (466 562).
Рас пошла такая пьянка...., решил сделать анализ на кручение и удар областью киля о землю. Результаты стали получше по сравнению с оригиналом конструкции.
Ниже можно сделать вывод о проделанных изменениях в конструкции, если кто то захочет повторить модель с данным исправлением. Уверен, что результат точно не хуже будет оригинала, хоть и чуть веса нагнано. Черным- исходный чертеж; синим-обведен контур чертежа + изменения.
Спасибо, что дочитали статью до конца!
Буду рад, если мой опыт станет кому-то полезен.
Когда построю модель, добавлю комментарий о модернизированной конструкции (если кто то раньше меня этого не сделает :)
Всем удачи!
В голову "пришла шальная идея" как показалось с первого взгляда, смоделировать оригинальную конструкцию фюзеляжа по чертежам.
Далее смоделировать процесс нагрузки на раму, когда самолет при посадке (или по неопытности) задевает консолью крыла планету, в общем все то, что у ребят на форуме и происходило на полетах, отчего фюзеляж и ломался.
Примечание по моделированию нагрузки: Зелеными стрелками показано место фиксации модели; фиолетовыми-место приложение силы. Приложена сила в 1 Н. (один ньютон, из школьной физики припоминаю, что это около 100 гр.). Обратете внимание на цветную шкалу и указанные значения. Эти значения напряженности в материале мне ни о чем не говорят (не инженерное у меня образование, к сожелению), но их достаточно что бы оценить изменение в прочности конструкции после внесенных изменений в конструкцию рамы.
Какого же было мое удивление, когда результаты анализа в SW, показали самую напряженную область именно за крылом, именно там, где и происходит разрушение :) Из шкалы видно, самая напряженная часть имеет значение 466 562 Н/м2.
Модернизируем конструкцию, добавляем косынок (популярный вариант модернизации констрцукции). Результат на экнане ниже. Что то не радужно по прежнему. Напряжения уходят в другое место, их величина почти как и была изначально.
Ниже представлен еще вариант. Тоже не лучший результат судя по величине и цветовой карте распределения напряжения.
В общем, изрядно "поиграв" с конструкцией фюзеляжа, получил наилучший результат (который у меня получился). Он ниже представлен. Данный вариант и буду повторять в бальсе.
Напряжения более менее распределены по фюзеляжу, их величина в мах значениях (237 850) почти в два раза ниже чем по оригинальным чертежам (466 562).
Рас пошла такая пьянка...., решил сделать анализ на кручение и удар областью киля о землю. Результаты стали получше по сравнению с оригиналом конструкции.
Ниже можно сделать вывод о проделанных изменениях в конструкции, если кто то захочет повторить модель с данным исправлением. Уверен, что результат точно не хуже будет оригинала, хоть и чуть веса нагнано. Черным- исходный чертеж; синим-обведен контур чертежа + изменения.
Спасибо, что дочитали статью до конца!
Буду рад, если мой опыт станет кому-то полезен.
Когда построю модель, добавлю комментарий о модернизированной конструкции (если кто то раньше меня этого не сделает :)
Всем удачи!
Решение усились раму за крылом - правильное. Но дальше идут все теже тонкие лучики. И в месте перехода массивной рамы в лучи снова повышенное напряжение.
В сопромате есть такое поятие - "концентратор напряжения". К ним относят, вырезы, отверстия, резкие переходы толщины детали и острые углы.
В вашем случае следует избегать резких переходов и острых углов. Поэтому про рассмотрите ниже следующие эскизы:
За основу взята ваша рама.
Добавлены скругления.
Горизонтальные элементы рамы сделать не ступеньками, а сужением.
Я это набросал в паинте, так-что раскрасска рамы не отражает действующих напряжений.
Тут главное принцип борьбы с концентраторами напряжения. Попробуйте модифицировать вашу модель и произвести анализ напряжений в вашей программе.
О! нашел вашу статью. Очень интересно. Поля у вас зачетные :)
Если бы самолеты делали с таким запасом прочности как мы задаем на модели - они бы не взлетели из-за веса... не предназначены самолеты для падений.
Невозможно предусмотреть силу удара и точку её приложения, неразбиваемая модель (а мы хотим иметь такую модель) - это как вечный двигатель, т.е. нонсенс...
Слабые места конструкций конечно же нужно усиливать, но без ущерба полетным характеристикам.
Очень интересные у вас рассуждения по поводу запаса прочности, заставляют по другому взглянуть на вопрос.
Характерный пример установки кницы (уголка) между двумя рейками. Почему-то в 99 случаях даже старые моделисты не обращают внимания на направление слоев в уголке. Они должны быть по гипотенузе, и только в этом случае уголок будет работать, в противном случае - это просто лишний вес! Мало кто знает, но у настоящего ПО-2 боковины фюзеляжа были из 2мм фанеры, приклееной к лонжеронам 30 х 30мм. Фанера + сосна = страшная вещь! (если грамотно склеена и завязана конструкция между собой)".
1- получается уже другая модель;
2- применяя линейку, и не обязательно, весу прибавиться в разы больше, по сравнению если применять материал конструкции и стремиться нагрузку распределить равномерно. Линейка вообще не вариант если за весом гнаться.
Конечно, существуют и другие материалы, но тут уже возникает вопрос их доступности и умения применять грамотно. Иначе получим очень жесткую конструкцию, и вместо того что бы гасить сверх нагрузки без разрушения, обязательно сломается в другом не усиленном таким способом месте.
Метод позволяет проверять на прочность И модернизировать , наверное, любой узел. И этот метод доступен каждому! Что я и показал на примере skeeter a .
20 мая 2013 года в 10:25 | Александр Поляков Москва