Как выбрать тип стрингера, который будет использоваться в крыле и фюзеляже самолета?

Я пытаюсь добавить стрингеры на обшивку крыла самолета, а также на фюзеляж, по той же причине, по которой они присутствуют в большинстве самолетов, т.е. чтобы сопротивляться изгибу (и возможному сценарию коробления при воздействии нагрузок самолета во время полета) путем добавление жесткости конструкции. Однако я не уверен, какой тип стрингера следует использовать, так как существует множество вариантов, и некоторые из них показаны на рисунке ниже.

введите описание изображения здесь

Поскольку существует так много вариаций, это заставляет меня поверить, что с каждой из этих вариаций связаны определенные преимущества при воздействии на них в определенных ситуациях. Итак, что я должен учитывать при выборе оптимальной формы стрингера? В каких случаях каждая форма стрингера окажется более эффективной, чем остальные стрингеры? Как мне определить расположение этих стрингеров в верхней и нижней обшивке крыла и фюзеляжа самолета?

PS: Я могу провести ВЭД крыла + различные формы этих стрингеров, но это займет слишком много времени. Я считаю, что существует эмпирическое правило выбора формы каждого стрингера в зависимости от чего-то.

Ответы (1)

На концептуальном уровне наиболее важный вопрос заключается в том, должен ли стрингер быть устойчивым к короблению; будет ли он подвергаться значительным нагрузкам на сжатие или будет почти исключительно на растяжение? Если нагрузки на сжатие невелики, профиль не так важен, и подойдут L или T. Если он также должен выдерживать сжатие, вам понадобится дополнительный фланец, чтобы придать стрингеру жесткость от коробления без необходимости утолщения материала.

Вы будете использовать секцию шляпы, когда нагрузки на сжатие действительно высоки. Следующими будут профили I и J, затем профили C или Z, затем T или L. Если бы нагрузки представляли собой чистое растяжение, жесткость вообще не требовалась, и плоская полоса справилась бы с этой задачей.

Доступ к крепежным элементам и контакт с соседними предметами также становится проблемой. Вы можете использовать Z вместо C, потому что вам нужен легкий доступ к заклепкам. С-стрингер будет труднее заклепать. С другой стороны, фланец канала Z может задеть соседнюю конструкцию и вынудить вас использовать канал С.

Таким образом, вы говорите, что добавление дополнительного фланца (хотя этот дополнительный фланец не соединен с какой-либо обшивкой, поскольку уже существующий фланец на Т-образном или L-образном профиле приклепан/приклеен к обшивке крыла/фюзеляжа) по-прежнему будет лучшим выбором для умеренно высокая нагрузка на сжатие? Я имею в виду, что я могу увеличить толщину уже присоединенного фланца вместо того, чтобы вводить дополнительный фланец в нижней части стрингера (как в C или Z). Так какой из них будет лучшим выбором?
Для компрессионной нагрузки через обшивку по оси стрингера, где само жало должно сопротивляться изгибу или короблению при сжатии по своей оси. Для данного сопротивления изгибу/изгибу будет легче использовать C или Z вместо того, чтобы делать вертикальную часть T более толстой, потому что верхний фланец C/Z добавляет сопротивление изгибу там, где это наиболее выгодно, вдоль верхней части. в то время как делая его толще, дополнительный материал рядом с основанием ничего не делает, а просто является балластом. Сделайте образец сечения C и образец L или T из картона и посмотрите, какой из них жестче. Это будет очевидно.
Я не знаю, почему вы сказали, что вместо этого можно увеличить толщину стенки (вертикальной части) тавровой балки. Я думал, что мне следует увеличить его высоту (а не толщину), поскольку при том же увеличении массы увеличение высоты приведет к более жесткой Т-образной балке в целом.
Я предполагал, что вам нужно выбрать поперечное сечение, ограниченное тем же размером. Но увеличение его высоты не добавляет никакого сопротивления к короблению, как сгибание того же дополнительного материала во фланец, поэтому я не знаю, зачем вы это сделали.
Что ж, я проверил, как изменится момент инерции для тавровой балки, когда к ее стенке будет добавлена ​​дополнительная высота, по сравнению с добавлением дополнительной толщины к ее стенке (где добавление материала в обоих случаях одинаково). Оказалось, что добавление дополнительной высоты к стенке Т-образной балки приведет к увеличению момента инерции, что сделает стрингер более жестким и более эффективным против коробления обшивки верхней части крыла / фюзеляжа.
Добавление дополнительного фланца к стрингеру (например, преобразование стрингера T в стрингер I или замена T/L на C/Z) определенно окажется лучшим выбором, потому что, как вы упомянули, C/Z приведет к более легкому общий вес, чем если бы я решил изменить размеры стрингера T / L. Но предположим, что у меня нет доступных стрингеров C/Z, тогда изменение размеров стрингеров T/L будет единственным оставшимся вариантом. И в этом случае увеличение высоты стенки T/L стрингера будет лучшим выбором, чем увеличение его ширины, я думаю.
Могу я получить от вас ответ на комментарии, которые я сделал, Джон?
Я думаю, вы сами ответили на свой вопрос. Возможно, высокий и толстый фланец, облегченный отверстиями для облегчения вдоль стенки, чтобы компенсировать штраф за толщину. Конечно, это повлечет за собой рост производственных затрат.
Как выбрать тип стрингера, который будет использоваться в крыле и фюзеляже самолета?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v