Formule principali per il calcolo delle caratteristiche geometriche

Transcript

1 Struttura dell aereo Gl aere ogg n attvtà sono osttut da vare omponent essenzal: la fusolera, le al o superf portant, l'apparato propulsore sstem d guda e d ontrollo; e.. La struttura tpa dell'ala onsste d un'ntelaatura formata da longheron e entne rahus da una sottle lamna metalla d rvestmento; tale struttura vene defnta omunemente struttura a guso essa è una struttura ava on paret sottl n u l materale resstente è dsposto lungo l suo permetro; l rvestmento del guso, n lamera sottle deve essere rrgdto sa da element longtudnal (orrent) he da element trasversal (entne). La lamera del rvestmento, d polo spessore, assorbe le tenson tangenzal legate al taglo e alla torsone, mentre ollabora alla resstenza flessonale nseme a orrent. Ne pol aere o negl alant vengono mpegat rvestment non ollaborant, n tela trattata, o, meno frequentemente, legno ompensato o fbre d vetro mpregnate d resne. Nelle al possono essere utlzzat uno o pù longheron, he s estendono dalla fusolera all'estremtà dell'ala, ma soltamente la struttura pù omune ne presenta due. I longheron sono le trav prnpal della struttura a guso dell'ala. I longheron asseme alle altre ntelaature, entne e orrent, sono destnat a sopportare gran parte delle solletazon alle qual l'ala è sottoposta. Le entne, poste ad angolo retto rspetto a longheron,sono quella parte dell'ala he unsono l'estradosso (parte superore del proflo alare) e ntradosso (parte nferore del proflo alare). Esse onfersono all'ala la sua forma esterna e qund determnano la forma del proflo alare, oè la forma he s otterrebbe sezonando on un pano vertale longtudnale l'ala del velvolo: n altre parole s può dre he la sagoma della entna osttuse, spesso, l proflo aerodnamo dell ala. Rvestment metall, osttut oè da una lamna metalla, e he qund ontrbusono alla robustezza dell'ala, vengono mpegat n tutt gl aere d grand dmenson, anhe se s sta sempre pù dffondendo l'mpego d strutture e rvestment plast rnforzat. Per defnre la resstenza a flessone d una trave s deve determnare l suo modulo d resstenza flessonale (W f ).Per alolare tale termne è neessaro determnare le arattersthe geometrhe della sezone alare le u arattersthe resstent sono date da da longheron, da orrent e dal rvestmento. I pass da segure sono: 1. determnazone delle aree resstent: aree d orrent, de longheron e del rvestmento;. determnazone delle oordnate del barentro della sezone alare; 3. alolo de moment d'nerza seondo un sstema d ass artesan,; alolo de moment prnpal d'nerza; 4. alolo del Wf. Ipotes semplfatva Tenuto onto del tpo d struttura he stamo esamnando, struttura a guso, s onsdera la sezone alare ome osttuta da aree resstent onentrate e non dstrbute ome n effett sono, oè he le aree de orrent e delle solette de longheron sono onsderate ome onentrate nel loro stesso barentro. Formule prnpal per l alolo delle arattersthe geometrhe ree onentrate: Le aree resstent della sezone alare s alolano n due mod dvers a seonda he sano poszonat sul dorso o sul ventre dell'ala, questo avvene perhé la lamera del rvestmento he ollabora alla resstenza dell'ala s omporta dversamente a seondo he sa sottoposta a trazone o a ompressone. Supponendo he la portanza he s genera sull'ala sa dretta dal basso verso l'alto, la sezone dell ala sarà sottoposta, a ausa della flessone dell ala, a ompressone sul dorso e a trazone sul ventre. Qund orrent post sul dorso sono sottopost a delle forze d ompressone. Supponamo d onentrare nel loro barentro la loro area resstente ( ) e la una parte del rvestmento a stretto ontatto ol orrente. Tale area del rvestmento prende l nome d sezone o area ollaborante (S ): + S

2 La sezone ollaborante (S ) s alola faendo l prodotto della larghezza ollaborante (w), per lo spessore del rvestmento (t) he opre l'ala, avremo: + w t La lunghezza ollaborante n ompressone a ausa de fenomen d nstabltà e lasta s alola on la seguente formula: w 1.90 t E σ dove E nda l modulo d elasttà normale e σ nda la tensone rta a ompressone del orrente. Qund otterremo: t E σ t E σ t nalogamente per orrent del ventre, he sono sottopost a trazone, troveremo: + S dove la sezone ollaborante verrà alolata tenendo onto dell nterasse l tra orrent: + l t Dopo aver alolato le arre onentrate d tutt orrent e longheron omprensve del rvestmento, s alola l barentro della sezone. Esso s ottene faendo la sommatora d tutte le aree onentrate per la loro oordnata e dvdendo tale somma per l area totale: g g Tramte quest valor s può esegure l alolo de moment d nerza, he osttusono la base per l dmensonamento delle strutture e per la verfa della sua resstenza alle tenson he agsono su d essa. Il momento d nerza d area rsulta qund dalla sommando momento d nerza barentr d ogn elemento alla sommatora de prodott delle aree onentrate per quadrat delle rspettve dstanze dalle oordnate del barentro (momento d trasporto): X Y Ma dato he nel nostro aso supponamo l area de orrent onentrat n un punto, l loro momento d nerza barentro sarà nullo; qund: o o + + tot tot Y X

3 Y X X Y Dato he nelle strutture aeronauthe apta spesso d aver a he fare on sezon vare e non smmetrhe, ome nel aso de profl alar, rsulta neessaro alolare moment d nerza rspetto agl ass prnpal, rordando he rspetto a quest ass l momento d nerza o prodotto d nerza rsulta essere nullo. Se la sezone presenta ass d smmetra ess sono quell prnpal; ma n ampo aeronauto è molto mprobable avere profl alar smmetr,a parte quello della derva, nfatt, profl delle sezon alar sono sempre asmmetr. Oorre però ndvduare l angolo he gl ass pres ome rfermento formano on quell prnpal, e questo avvene rsolvendo la seguente formula: artg γ

4 Svolgmento Calolo delle tenson normal e del momento flettente massmo agent sull'ala Proflo alare DTI: Numero regstro: n 17 Materale: vonal P-l Cu 4.4 S Mn Mg 7 N Larghezza ollaborante: w 49,5 [mm] Spessore del rvestmento: t 1, [mm] Modulo d elasttà normale: E [N/mm²] Tensone rta a ompressone del orrente: σ 150 [N/mm²] Tensone d snervamento: σs 40 [N/mm²] Calolo delle arattersthe geometrhe della sezone alare rea orrente msure orrente: a 14 + n/10 15,7 [mm] b 10 + n/10 11,7 [mm] h a + 17,7 [mm] t,5 [mm] (a + b + h) t 11,75 [mm^] rea longherone

5 msure longherone: t1 1, [mm] t 3, [mm] l1 (10+134/+49,5)3, 404,8 [mm^] l (10+134/+49,5)3, 404,8 [mm^] l3 (5, )1, 9,04 [mm^] l tot l1 + l + l3 901,64 [mm^] rea del longherone posterore msure del longherone posterore: b 11,7 [mm] B b - 9,7 [mm] lp (b + B + 80) / 101,4 [mm²] Sezone ollaborante del proflo Bordo superore Bordo nferore teso + S + S S w t 59,10 [mm^] S l t Calolo del barentro del proflo l6 40 [mm] S6 88 [mm²] l7 00 [mm] S7 40 [mm²] l8 165 [mm] S8 198 [mm²] l9 165 [mm] S9 198 [mm²] l10 40 [mm] S10 88 [mm²]

6 n punto S ( sup.) S ( nf.) Corrrente 1 59,10 171,85 Corrrente 59,10 171,85 Corrrente 3 59,10 171,85 Corrrente 4 59,10 171,85 Corrrente 5 59,10 171,85 Corrrente ,75 Corrrente ,75 Corrrente ,75 Corrrente ,75 Corrrente ,75 Long. Post. Sup. 9,55 130,95 Long. Post. Inf ,40 Long. Superore 155, ,74 Long. Inferore ,64 Σ 5161, , , , , ,40 915, ,18 693, ,14 06, , , , , , , ,00-983, , , , , , , , , , ,44 Σ , ,56 Coordnate del barentro g g 748,89 [mm] 14,17 [mm] Calolo de moment d'nerza n punto X Y X² Y² X Y Corrrente 1-448,89 15, Corrrente -68,89 141, Corrrente 3 31,11 155, Corrrente 4 11,11 138, Corrrente 5 431,11 105,

7 Corrrente 6 431,11-60, Corrrente 7 11,11-91, Corrrente 8 31,11-104, Corrrente 9-68,89-110, Corrrente ,89-100, Long. Post. Sup. 691,11 55, Long. Post. Inf. 691,11-6, Long. Superore -118,89 157, Long. Inferore -118,89-110, Σ Moment d'nerza ,7 [mm^4] [mm^4] ,60 [mm^4] Calolo dell'angolo tra l sstema d ass artesan e quello prnpale ngolo tra l sstema d ass artesano e quello prnpale artg γ γ 0,003 [rad] γ 0,164