Bài tập lớn môn học kết cấu máy bay HV hàng không việt nam

MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH Lời mở đầu Chương 1: Cơ sở lý thuyết 1.1 Bài toán cụ thể 1.1.1 Thông số đầu vào 1.1.2 Thông số đầu 1.1.3 Hình vẽ có tiêu đề đánh số đầy đủ 1.2 Cơ sở tính tốn 1.2.1 Các giả thiết sử dụng : 1.2.2 Các bước tính tốn 1.2.3 Các công thức sử dụng Chương 2: Xây dựng chương trình tính kết 2.1 Sơ đồ thuật toán 2.2 Kết chương trình 10 2.2.1 Áp dụng chương trình cho toán cụ thể 10 2.2.2 Các kết phương trình tính đưa 10 2.2.3 Đồ thị kết 11 2.3 Khảo sát ảnh hưởng vài thơng số đầu vào kết tốn 11 2.3.1 Bài toán 11 2.3.2 Bài toán 12 2.3.3 Bài toán 13 2.3.4 Nhận xét ảnh hưởng thông số 14 KẾT LUẬN 15 Các kết thu 15 Khó khăn kiến nghị 15 PHỤ LỤC : CODE CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH BẢNG 1 ỨNG SUẤT PHÁP TUYẾN σZ BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN ỨNG SUẤT CẮT …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN BÀI TỐN MẪU .10 BẢNG 2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN BÀI TỐN MẪU .10 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN BÀI TỐN 12 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN BÀI TOÁN 12 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN BÀI TOÁN 13 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN BÀI TOÁN 13 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN BÀI TỐN 14 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN BÀI TỐN 14 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… SƠ ĐỒ SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… HÌNH 1 THÂN MÁY BAY CHỊU LỰC CẮT VÀ UỐN HÌNH PHÂN CHIA DIÊN TÍCH THÂN …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… HÌNH ĐỒ THỊ PHÂN BỐ ỨNG SUẤT QS 11 Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lời mở đầu Mỗi hoa phượng nở đỏ khắp sân trường mùa thi lại về, mùa thi lúc mà học sinh sinh viên ln tấp nập để hồn thành nốt cơng việc học tập Với kỹ sư hàng khơng tương lai thế, lúc họ phải hồn thành tập lớn, báo cáo cho môn học riêng Đến với mơn kết cấu máy bay, môn học tối quan với kỹ sư hàng không Cảm ơn thầy giáo: TS Vũ Quốc Huy hướng dẫn tận tình cho chúng em, để chúng em hồn thành tốt môn học Cũng kiến thức mà môn học mang lại Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 1: Cơ sở lý thuyết 1.1 Bài toán cụ thể 1.1.1 Thông số đầu vào - Tiết diện đối xứng theo trục - Bán kính cung trịn : R1 = 500 (mm) - Khoảng cách cung tròn : d1 = 500 (mm) - Số lượng boom cung tròn : (7,9,11….) - Tiết diện gân tăng cứng ( boom ) B1 = 150(mm2) - Tiết diện chịu lực cắt theo phương y : Sy = 50 (kN) Điểm đặt lực cách tâm C khoảng r = 250 (mm) - Moomen uốn quanh trục x : Mx = 100 (kNm) 1.1.2 Thông số đầu Ứng suất pháp tuyến gân tăng cứng - Phân bố ứng suất cắt vỏ σz qs 1.1.3 Hình vẽ có tiêu đề đánh số đầy đủ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Cơ sở lý thuyết Hình 1 Thân máy bay chịu lực cắt uốn 1.2 Cơ sở tính tốn : 1.2.1 Các giả thiết sử dụng : Phương pháp lý tưởng hóa kết cấu trình bày chương 20 tài liệu kết cấu máy bay Phương pháp tính chi tiết cho phần thân trình bày chương 22 tài liệu kết cấu máy bay 1.2.2 Các bước tính tốn Tính vị trí gân tăng cứng - Tính mơ men quán tính Ixx - Xác định giá trị ứng suất pháp tuyến σz - Tính ứng suất q b - Tính diện tích phần thân Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Cơ sở lý thuyết - Tính ứng suất q s0 - Xác định ứng suất qs 1.2.3 Các cơng thức sử dụng Tính tốn vị trí gân cứng : y1 = -y6 = d/2 + R y2 = -y5 = -y7 = y10 = d/2 + sin 45o y3 = y4 = y8 = y9 = d/2 - Mơ men qn tính Ixx : Ixx = B.∑ (yi) - Ứng suất pháp σz : σz = [(MyIxx –MxIxy)\(IxxIyy −I2xy)] x + [(MxIyy –MyIxy)\(IxxIyy −I2xy)] y (16.18) σz = Mx.(Iyy y−Ixyx)\(IxxIyy −I2xy)) + My.(Ixxx−Ixyy)\(IxxIyy –I2xy) (16.19) Thân đối xứng nên Ixy=0, My = nên ta viết lại : σz = Mx.y/Ixx σz 176.55 142.07 58.85 -58.85 -142.07 10 -176.55 -142.07 -58.85 58.85 142.07 Bảng 1 Ứng suất pháp tuyến σz - Tính ứng suất q b : q b = -Sy.B.yi/Ixx + qb i-1 Với q b8,9 = ( qb vị trí 8,9) ta tính ứng suất qb - Tính diện tích phần thân : Diện tích tổng : A = π.R2 + 2.R.d Diện tích phần : ta chia hình 1.2 A3,4 = A8,9 = R.d Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Cơ sở lý thuyết A1,2 = A2,3 = A4,5 = A5,6 = A6,7 = A7,8 = A9,10 =A10,1 = π.R2/8 ( Mỗi hình có diện tích ¼ nửa hình trịn) Hình Phân chia diên tích thân - Tính ứng suất q s0 : Ta có : S103×r = ∫q bpds+ 2Aq s0 Khai triển : ∫qbpds = −2A1,2qb1,2 − 2A23qb2,3 −· · ·−2A10,1q b10,l Sy*1000*r = -4.A12.( - q b1,2 - qb2,3 - qb10,1 - qb9,10)-4.A3,4.(-qb3,4) - 2.q s0.A Tính tốn ta : qs0 = 26.55 N/mm Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Cơ sở lý thuyết - Tính ứng suất q s : q s = q b + qs0 - Tính tốn giá trị ta bảng sau : yi (mm) 750.00 Qb (N/mm) -28.31 Qs (N/mm) -1.76 603.55 -38.96 -12.41 250.00 -43.38 -16.83 -250.00 -38.96 -12.41 -603.55 -28.31 -1.76 -750.00 -15.07 11.48 -603.55 -4.41 22.14 -250.00 26.55 10 10 250.00 -4.41 10 603.55 -15.07 Bảng Kết tính tốn ứng suất cắt Skill panel Boom 2 Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 22.14 11.48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 2: Xây dựng chương trình tính kết 2.1 Sơ đồ thuật tốn : Nhập thơng số đầu vào Tính vị trí gân yi Tính mơ men qn tính Ixx Tính qb Tính diện tích phần thân Tính qs0 Tính σz Tính qs Xuất kết tính tốn Sơ đồ Sơ đồ thuật toán LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Xây dựng phương trình tính kết 2.2 Kết chương trình 2.2.1 Áp dụng chương trình cho tốn cụ thể + Các thơng số ban đầu: - Khoảng cách cung tròn d: d = 500 mm - Bán kính cung trịn R: R = 500 mm - Khoảng cách điểm đặt lực tới trục y : r = 250 mm - Tiết diện gân tăng cứng B : B = 150 mm2 - Moomen theo phương x Mx : Mx= 100 kNm - Lực cắt theo phương y Sy : Sy = 50 kN - Số boom : 2.2.2 Các kết phương trình tính đưa : yi (mm) 750.00 σzi (N/mm 2) 176.55 603.55 142.07 -38.96 98171.77 -12.41 250.00 58.85 -43.38 250000 -16.83 -250.00 -58.85 -38.96 98171.77 -12.41 -603.55 -142.07 -28.31 98171.77 -1.76 -750.00 -176.55 -15.07 98171.77 11.48 -603.55 -142.07 -4.41 98171.77 22.14 -250.00 -58.85 250000 26.55 10 10 Skill panel Boom 2 Qb A (N/mm) (mm 2) -28.31 98171.77 250.00 58.85 -4.41 98171.77 10 603.55 142.07 -15.07 98171.77 Bảng Kết tính tốn tốn mẫu Qs (N/mm) -1.76 22.14 11.48 Các giá trị Ixx 4,25.108mm4 A 1285398,13mm2 qs0 26,55N/mm Bảng 2 Kết tính tốn tốn mẫu Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Xây dựng phương trình tính kết 2.2.3 Đồ thị kết Hình Đồ thị phân bố ứng suất qs 2.3 Khảo sát ảnh hưởng vài thông số đầu vào kết toán 2.3.1 Bài tốn + Các thơng số ban đầu: - Khoảng cách cung tròn d: d = 400 mm - Bán kính cung trịn R: R = 300 mm - Số boom : - Tiết diện gân tăng cứng B : B = 200 mm2 - Lực cắt theo phương y S y : Sy = 100 kN - Khoảng cách điểm đặt lực tới trục y : r = 200 mm - Moomen theo phương x Mx : Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 Mx= 200 kNm 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Xây dựng phương trình tính kết + Kết tính tốn : yi (mm) 500.00 σzi (N/mm 2) 373.30 Qb A (N/mm) (mm 2) -83.03 35342.92 Qs (N/mm) 0.46 412.13 307.70 -113.80 35342.92 -30.30 200.00 149.32 -128.73 -45.24 -200.00 -149.32 -113.80 35342.92 -412.13 -307.70 -83.03 35342.92 0.46 -500.00 -373.30 -45.70 35342.92 37.79 -412.13 -307.70 -14.93 35342.92 68.56 -200.00 -149.32 120000 83.50 10 200.00 149.32 -14.93 35342.92 68.56 10 10 412.13 307.70 -45.70 35342.92 37.79 Skill panel Boom 2 120000 -30.30 Bảng Kết tính tốn tốn Các giá trị Ixx 2,68.108mm4 A 522743,34mm2 qs0 83.50N/mm Bảng Kết tính tốn tốn 2.3.2 Bài tốn + Các thơng số ban đầu: - Khoảng cách cung tròn d: d = 500 mm - Bán kính cung trịn R: R = 300 mm - Số boom : - Tiết diện gân tăng cứng B : B = 200 mm2 - Lực cắt theo phương y Sy : Sy = 100 kN - Khoảng cách điểm đặt lực tới trục y : r = 200 mm - Moomen theo phương x Mx : Mx= 300 kNm + Kết tính tốn : Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Xây dựng phương trình tính kết yi (mm) 550 σzi (N/mm 2) 325.49 509.81 301.71 -87.57 23561.94 -13.83 400 236.72 -103.35 23561.94 -29.58 250 147.95 -113.22 -39.45 -250 -147.95 -103.35 23561.94 -29.58 -400 -236.72 -87.57 23561.94 -13.80 -509.81 -301.71 -67.46 23561.94 6.31 -550 -325.49 -45.76 23561.94 28.01 10 -509.81 -301.71 -25.64 23561.94 48.12 10 11 10 -400 -236.72 -9.86 23561.94 63.91 11 12 11 -250 -147.95 150000 73.77 12 13 12 250 147.95 -9.86 23561.94 63.91 13 14 13 400 236.72 -25.64 23561.94 48.12 14 14 509.81 301.71 -45.76 23561.94 28.01 Skill panel Boom 2 Qb A (N/mm) (mm 2) -67.46 23561.94 150000 Qs (N/mm) 6.31 Bảng Kết tính toán toán Các giá trị Ixx 5,07.108mm4 A 582743.31mm2 qs0 73.77N/mm Bảng Kết tính tốn tốn 2.3.3 Bài tốn + Các thơng số ban đầu: - Khoảng cách cung tròn d: d = 500 mm - Bán kính cung trịn R: R = 500 mm - Số boom : - Tiết diện gân tăng cứng B : B = 150 mm2 - Lực cắt theo phương y Sy : Sy = 50 kN - Khoảng cách điểm đặt lực tới trục y : r = 250 mm - Moomen theo phương x Mx : Mx= 100 kNm + Kết tính tốn : Lớp Kỹ Thuật Hàng Khơng K55 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương : Xây dựng phương trình tính kết yi (mm) 750 σzi (N/mm 2) 88.67 711.94 84.17 -30.76 49087.39 -4.78 603.55 71.36 -36.11 49087.39 -10.13 441.34 52.18 -40.02 49087.39 -14.04 250 29.56 -42.24 250000 -16.26 -250 -29.56 -40.02 49087.39 -14.04 -441.34 -52.18 -36.11 49087.39 -10.13 -603.55 -71.36 -30.76 49087.39 -4.78 10 -711.94 -84.17 -24.45 49087.39 1.54 10 11 10 -750 -88.67 -17.80 49087.39 8.19 11 12 11 -711.94 -84.17 -11.48 49087.39 14.50 12 13 12 -603.55 -71.36 -6.13 49087.39 19.85 13 14 13 -441.34 -52.18 -2.22 49087.39 23.77 14 15 14 -250 -29.56 250000 25.98 15 16 15 250 29.56 -2.22 49087.39 23.77 16 17 16 441.34 52.18 -6.13 49087.39 19.85 17 18 17 603.55 71.36 -11.48 49087.39 14.50 18 18 711.94 84.17 -17.80 49087.39 8.19 Skill panel Boom 2 Qb A (N/mm) (mm 2) -24.45 49087.39 Qs (N/mm) 1.54 Bảng Kết tính tốn tốn Các giá trị Ixx 8.46.108mm4 A 1285398.13mm2 qs0 25.98N/mm Bảng Kết tính tốn tốn 2.3.4 Nhận xét ảnh hưởng thông số - Ảnh hưởng số boom : làm giá trị ứng suất thay đổi Tăng d làm tăng ứng suất qs Tăng R làm giảm ứng suất pháp σz,q s Tăng B làm giảm ứng suất pháp σz, q s không đổi Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Các kết thu - Biết cách tính ứng suất thân máy bay - Nắm ảnh hưởng số thông số đến phân bố ứng suất Khó khăn kiến nghị - Một số công thức chưa hiểu thật rõ Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHỤ LỤC : CODE CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN Viết chương trình C-free #include #include #include #include #define PI 3.14159265 int main () { double y[20],qs[40][40],A[20][20],USPT[20],qb[40][40]; int soboom,i,k,m; float R1,r,B,Mx,d,Sy,bien,Ixx,qs0,j,DT; //nhap du lieu bai toan printf("\n Nhap vao khoang cach hai cung tron, d1 (mm) = "); scanf("%f",&d); printf("\n Nhap vao Nhap vao ban kinh cung tron, R1 (mm) = "); scanf("%f",&R1); printf("\n So boom tren mot cung tron la : soboom = "); scanf("%d",&soboom); printf("\n Nhap vao tiet dien cac gan tang cung , B (mm2) = "); scanf("%f",&B); printf("\n Nhap vao tiet dien chiu luc cat theo phuong y ,Sy (kN) = "); scanf("%f",&Sy); printf("\n Khoang cach dat luc r (mm) = "); scanf("%f",&r); Lớp Kỹ Thuật Hàng Không K55 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com printf("\n Nhap vao momen uon quanh truc x , Mx (kNm) = "); scanf("%f",&Mx); getch(); system("cls"); //tinh toan // vi tri cac gan tang cung m = ceil(soboom/2)+1; for(i=1;i