Numeryczne badanie wpływu orientacji wzmocnienia na własności aerosprężyste laminatowych płyt wolnonośnych

• Autorzy: Olejnik A. , Kachel S. , Rogólski R. , Leszczyński P.

Warianty tytułu

EN

Numerical investigations of an effect of reinforcement direction on aeroelastic properties of laminated cantilevered plates

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł dotyczy zagadnienia optymalizacji aerosprężystego układu powierzchniowego w odniesieniu do struktury laminatowej. Przy wspomaganiu komercyjnego pakietu obliczeniowego wykonano serie analiz w zakresie statyki, dynamiki i flatteru wolnonośnych płyt wykonanych z laminatu węglowego. Próba znalezienia optymalnych cech aerosprężystych rozpatrywanych modeli polega na dobraniu najbardziej korzystnej orientacji ułożenia tkaniny względem kierunku odniesienia. Celem doboru różnych kątów ukierunkowania tkaniny jest wybranie konfiguracji o najlepszych własnościach ze względu na odkształcalność statyczną i niestateczność dynamiczną spowodowaną drganiami samowzbudnymi. Dla zaprezentowanych konfiguracji konstrukcyjnych wykonano cykl obliczeń w celu określenia wielkości odkształceń oraz krytycznych prędkości flatteru. Wyniki analiz przedstawiono na rysunkach oraz wykresach ilustrujących zmianę badanego parametru w obliczeniowym zakresie kątów orientacji wzmocnienia.

EN

This paper concerns optimization of aeroelastic surface-shaped system in relation to laminated structure. By the use of one commercial computing program, some analyses were performed on static displacement, dynamics and flutter of cantilevered plates made of carbon fiber laminate. The trial to estimate optimal aeroelastic properties of the considered models consists in matching the best carbon fabric orientation in respect of main reference direction. There could be many laminate orientations in range of 0-90° and the main task is to select the one that gives best properties in respect of static deformations and dynamic instability due to flutter. Some numerical computations were performed for the discussed structure configurations in order to determine displacement sizes and critical flutter airspeeds. The results were shown in the pictures and diagrams illustrating the change of the examined parameter in a computational range of reinforcement orientation angles.

Słowa kluczowe

PL

flatter; laminat; aerodynamika niestacjonarna; metoda elementów skończonych; analiza drgań własnych

EN

flutter; laminate; unsteady; aerodynamics; finite elements method; free vibrations; analysis

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 55, nr 4
• Strony: 45--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Olejnik A.

autor

Kachel S.

autor

Rogólski R.

autor

Leszczyński P.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Techniki Lotniczej, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] E. ALBANO, W. P. RODDEN, A Doublet Lattice Method for Calculating Lift Distributions on Oscilating Surfaces in Subsonic Flows, AIAA Journal, vol. 7, 1969.
• [2] P. ARENDSEN, The B2000 Doublet Lattice Processor: B2DL, 4th biannual B2000 Workshop, Ligerz, Switzerland, 2002.
• [3] W. C. CHAJEC, Aeroelastic analysis in "PZL-Mielec" using MSC/Nastran. www.mscsoft-ware.com/support/library/conf/auc99/p02199.pdf, 12.10.2004.
• [4] W. C. CHAJEC, Wykorzystanie systemu obliczeń inżynierskich MSC/Nastran i specjalistycznego oprogramowania JG2 do obliczeń aeroelastyczności w PZL-Mielec, Seminarium SIMP 18.02.1997.
• [5] R. V. DOGGET JR., D. L. SOISTMANN, Low-Speed Flutter Characteristics of Some Simple Low-Aspect-Ratio Delta-Wing Models, Journal of Aircraft, vol. 29, no. 2, 1992.
• [6] J. GERMAN, Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych, Politechnika Krakowska, Kraków, 1996.
• [7] S. KACHEL, Numeryczne modelowanie złożonych struktur lotniczych w zastosowaniu do analizy wytrzymałościowej i drgań własnych statków powietrznych, rozprawa doktorska, WAT, Warszawa, 1998.
• [8] W. KURNIK, A. TYLIKOWSKI, Mechanika elementów laminowanych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.
• [9] G. RAKOWSKI, Z. KACPRZYK, Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1993.
• [10] M. REYMOND, M. MILLER, MSC/NASTRAN Quick Reference Guide version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, CA, 1994.
• [11] W. P. RODDEN, R. L. HARDER, E. D. BELLINGER, Aeroelastic Addition to Nastran, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, CA, 1979.
• [12] W. P. RODDEN, E. H. JOHNSON, MSC.NASTRAN v68 Aeroelastic Analysis. User's Guide, vol. 1, 2: The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, CA, 2001.