СТІЙКІСТЬ СТІНКИ ПІДКОСУ ПІД ДІЄЮ ПОВЗДОВЖНЬОГО РОЗТЯГУ, ПОПЕРЕЧНОГО СТИСКУ ТА ЗСУВУ

Abstract

Перспективні літаки схеми Transonic Truss-Braced Wing (TTBW) із крилом надвеликого подовження дозволяють суттєво підвищити аеродинамічну ефективність та знизити витрати палива. Одним із ключових елементів таких конструкцій є підкіс крила, тонкостінні стінки якого працюють у складному напруженому стані під дією поздовжнього розтягу, поперечного стиску та зсуву. Існуючі методики розрахунку переважно орієнтовані на випадки стиску та зсуву і не дозволяють повною мірою врахувати стабілізуючий вплив поздовжнього розтягу на втрату стійкості. Метою роботи є дослідження стійкості тонкостінної стінки підкосу при одночасній дії поздовжнього розтягу, поперечного стиску та зсуву, а також визначення закономірностей зміни критичних параметрів втрати стійкості залежно від геометрії пластини та співвідношення зовнішніх навантажень. Дослідження виконано на основі класичної теорії тонких пластин. Прогин пластини представлено у вигляді подвійного тригонометричного ряду, після чого задача зведена до спектральної задачі визначення власних значень матриці взаємодії гармонік. Для чисельного розв’язання розроблено алгоритм у середовищі VBA для Microsoft Excel, який реалізує метод Якобі для визначення спектра власних значень та критичних коефіцієнтів зсувної стійкості. Виконана верифікація показала повний збіг результатів із відомими класичними рішеннями для випадку одновісного стиску та зсуву. Встановлено, що поздовжній розтяг підвищує критичні зсувні напруження та чинить стабілізуючий вплив на пластину. При цьому залежність між рівнем розтягу та критичним коефіцієнтом втрати стійкості має нелінійний характер. Також показано, що зі збільшенням поперечного стиску ефективність стабілізуючого впливу розтягу зменшується. Проведене дослідження збіжності підтвердило високу точність запропонованого підходу та можливість його практичного застосування в інженерних розрахунках. Отримані результати можуть бути використані при проектуванні підкосів перспективних літаків із крилом надвеликого подовження та інших тонкостінних елементів авіаційних конструкцій, які працюють в умовах комбінованого навантаження.