Построение конечно-элементной модели консоли крыла ЛА

Учитывая форму элементов конструкции консоли, в нашем случае ее рационально моделировать с использованием оболочечных (обшивки, нервюры, подкрепляющие стенки), балочных (полки подкрепляющих стенок) и твердотельных (сотовый заполнитель) конечных элементов.

Propsets → Element Group

Рисунок 5.5 – Окно выбора типа конечных элементов.

Зададим свойства материала.

Propsets → Material Property

Рисунок 5.6 – Окно задания свойств материала.

Для тонкого оболочечного элемента SHELL4 и BEAM3D:

MPROP, 1, EX, 72е009– задание модуля упругости материала;
MPROP, 1, GXY, 27е009–задание модуля сдвига материала;
MPROP, 1, NUXY, 0.3 – задание коэффициента Пуассона;
MPROP, 1, DENS, 2700 – задание плотности материала;

Для пространственного балочного элемента Solid:

MPROP, 2, EX, 50е009 – задание модуля упругости материала;
MPROP, 2, NUXY, 0.3 – задание коэффициента Пуассона;
MPROP, 2, DENS, 22.8 – задание плотности материала.

Определение геометрических констант.

Propsets → Real Constants

Для пространственного балочного элемента BEAM3D:

Рисунок 5.7 – Окно задания геометрических констант для BEAM3D.

Площадь пояса подкрепляющей стенки (400 мм²);
Моменты инерции подкрепляющей стенка относительно центральной оси (13.3 мм⁴, 1333.3 мм⁴);
Ширина пояса подкрепляющей стенка (20 мм);
Высота пояса подкрепляющей стенка (2 мм);
Толщина бортовой нервюры (3 мм);
Толщина концевой нервюры (2мм);
Толщина подкрепляющей стенки (2мм);
Толщина обшивки консоли крыла (1 мм);

Необходимо указать номера разбиваемых линий, шаг, количество элементов на линии – 10, и точку для ориентации системы координат.

Рисунок 5.8– Окно разбиения линий на конечные элементы.

Разбиение поверхностей:

Meshing → Parametric_Mesh→ Surfaces

Необходимо указать номера разбиваемых плоскостей, шаг, количество элементов.

Рисунок 5.9 – Окно разбиения поверхностей

После построения конечно-элементной сетки необходимо провести слияние и перенумерацию узлов.

Meshing → Nodes → Merge

Meshing → Nodes → Compress

Рисунок 5.10 – Конечно-элементная модель консоли крыла ЛА

Полученная конечно-элементная модель содержит 2349 узлов и 2442 элементов.