Naslov
Formulacija projektnog izraza za graničnu čvrstoću jednoosno tlačno opterećenih elemenata oplate zrakoplova
(Formulation of the design formula for ultimate strength of uni-axially compressed sheets of aircraft skin)

Autori
Lončarević, Vedrana

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, preddiplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
23.09

Godina
2013

Stranica
103

Mentor
Žanić, Vedran

Neposredni voditelj
Kitarović, Stanislav

Ključne riječi
Granična nosivost; izvijanje; nelinearna anliza metodom konačnih elemenata; surogat modeliranje; odzivna ploha
(Ultimate strength; buckling; nonlinear finite element method analysis; surogate modeling; response surface)

Sažetak
Cilj ovoga rada je iznalaženje projektnog izraza pomoću kojeg bi se mogla odrediti granična nosivost jednoosno tlačno opterećenih elemenata oplate zrakoplova. Kako bi uopće bilo moguće procijeniti valjanost formuliranih izraza, kroz poglavlja ovog rada pojašnjene su postojeće spoznaje na temu razmatranog problema. Prilikom projektiranja, na izbor relevantnih kriterija nosivosti pri određivanju geometrijskih i materijalnih značajki, bitan utjecaj ima način na koji je nosivi dio konstrukcije zrakoplova opterećen pri eksploataciji. Naglašeno je da je znatan dio ukrepljenih panela nosivih dijelova konstrukcije zrakoplova pri eksploataciji opterećen tlačno te je kao posljedica toga, izvijanje relavantan kriterij prilikom određivanja granične nosivosti. Bitna stavka je i materijal od kojeg je nosivi element izrađen, u okviru ovog rada aluminijeva legura oznake 2024-T62. Zrakoplovni ukrepljeni paneli načinjeni od aluminijevih legura projektiraju se s obzirom na poslije-kritično i granično ponašanje budući da se kolaps u pojedinim slučajevima može podudarati s izvijanjem ili pak nastupiti znatno nakon izvijanja. Općenito, kolaps je posljedica kombinacije velikih progiba iniciranih izvijanjem i plastičnosti. Zato je potrebno koristiti metode kojima je moguće obuhvatiti i što točnije predvidjeti kritičnu, poslije-kritičnu te graničnu nosivost, prilikom čega bi u obzir trebalo uzeti i korekciju za utjecaj plastičnosti materijala. Sukladno tomu, u okviru ovog rada prvo je definiran parcijalni plan pokusa koristeći računalni alat Design Expert, a uzimajući u obzir relevantne geometrijske varijable razmatranih elemenata oplate (debljina, odnos stranica i radijus zakrivljenosti), nakon čega su provedene numeričke simulacije koristeći računalni alat FEMAP/NX Nastran. Vrijednosti granične nosivosti dobivene nelinearnom analizom metodom konačnih elemenata sa Ramberg – Osgoodovim materijalnim modelom bile su referentne prilikom provedbe regresijske analize s ciljem formulacije traženog projektnog izraza. Na kraju usporedbom rezultata svih provedenih analiza ocijenjeni su dobiveni projektni izrazi. Samo pomoću jedne od ukupno sedam predloženih jednadžbi dobiveni su rezultati koji odgovaraju referentnima. Prema tom izrazu, mogla bi se određivati granična čvrstoća jednoosno tlačno opterećene i zglobno oslonjene, jednostruko zakrivljene, izotropne oplate zrakoplova za korišteni materijal. U praksi, analize sličnih problema zbog raznih nelinearnosti (geometrijske, materijalne) mogu biti računalno i vremenski vrlo zahtjevne, a proračuni matematički kompleksni. Stoga se nameće potreba za iznalaženjem jednostavnijih riješenja uz zadržavanje visoke razine točnosti. Dodatnu prednost predstavljala bi i ovisnost o što manje atributa (materijalnih, geometrijskih karakteristika elementa konstrukcije i sl.). U tom smislu formulirani projektni izraz mogao bi donijeti uštedu kako računskih resursa tako i vremena.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Zrakoplovstvo, raketna i svemirska tehnika

POVEZANOST RADA