Метод інформаційної технології розрахунку вузлових навантажень при аналізі напружено-деформованого стану моделі крила літака траспортної категорії

Анотація

Однією з найважливіших задач, розв'язуваних у процесі проектування літаків транспортної категорії, є аналіз статичної міцності планера. Для коректного вирішення зазначеної задачі потрібно забезпечити точне моделювання умов навантаження конструкції, що відповідають усім розрахунковим випадкам навантаження, передбаченим нормами льотної придатності даного типу літаків. Існує кілька методів визначення величин аеродинамічних навантажень, які діють на крило. Найбільш точні дані можуть бути отримані за результатами дренажних випробувань в аеродинамічній трубі, а також при використанні спеціалізованих сучасних розрахункових програмних модулів. Однак, обидва ці методи можуть використовуватися тільки на заключних етапах проектування, коли остаточно визначена геометрія планеру літака, що проектується. До цих пір при аналізі міцності конструкції планера на ранніх стадіях проектування не використовувався метод скінченних елементів, оскільки побудова скінченно-елементної моделі складної конструкції засобами сучасних CAE-комплексів, представлених на ринку програмних продуктів, – процес дуже тривалий, копіткий та трудомісткий. Застосування об'єктно-орієнтованої інформаційної технології "SPACE" дозволило вирішити зазначену проблему, за рахунок автоматизації процесу побудови скінченно-елементної моделі. В результаті з'явилася можливість числового моделювання конструкції складних технічних об'єктів на ранніх стадіях проектування, що дозволяє використовувати скінченно-елементну модель як засіб оптимізації силової структури складного технічного об'єкта та властивостей його елементів. Однак, залишалася проблема розрахунку вузлових навантажень, що моделюють дію аеродинамічних сил на поверхню крила, оскільки на ранніх стадіях проектування може використовуватися тільки інтегральна модель навантаження, представлена у вигляді сумарних значень складових сил та моментів, розрахованих для кількох перерізів крила. У статті описано метод розрахунку значень вузлових навантажень на підставі значень інтегральних складових сил та моментів, що моделюють розподілені аеродинамічні сили, які діють на поверхню крила. Запропонований метод реалізований за допомогою методів та засобів об'єктно-орієнтованої інформаційної технології у вигляді серверного об'єкта БД "SPACE". В рамках об'єктно-орієнтованої інформаційної технології вказаний серверний об'єкт безпосередньо обмінюється даними з моделлю відсіку крила та сервером розрахунку інтегральних навантажень. У статті описані формати трафіку обміну даними та процедури прийому та передачі даних. Розроблена технологія розрахунку вузлових навантажень забезпечує прийнятну збіжність результатів з вихідними інтегральними значеннями сил та моментів, на підставі яких вони розраховуються.