Detail publikace
Výzkum vlivu vad na ztráty stability výztuh poloskořepinových konstrukcí
KATRŇÁK, T. JURAČKA, J. JEBÁČEK, I.
Český název
Výzkum vlivu vad na ztráty stability výztuh poloskořepinových konstrukcí
Anglický název
Research of Effects of Defects on Stability Failures of Semi-monocoque Stiffeners
Typ
článek v časopise ve Scopus, Jsc
Jazyk
en
Originální abstrakt
This article presents further results of the research of effects of model defects on the local buckling of compressed stiffeners in nonlinear finite element (FE) analyses. The main outcomes are confirmation of trends for 10 sets of profile dimensions, final validations of various sets of FE simulations, and designs of practical types of defects with appropriate ratio values. A single node defect and then complex types of defects with alternating distributions of node shifts along one edge, two free flange edges, one flange surface and both flange surfaces are analyzed in this research project. First parts of this paper describe designed FE models with defects, their effects on simulation results, colored graphic visualizations with stress scales and determinations of the sudden failure of stability in the local mode. Then, particular results of FE analyses are validated by a comparison with the results of analytical methods of stability failure. Final detail comparisons of analytical and FE simulation results with data of experimental tests confirm predicted critical buckling forces. The validation of results and design parameters together with the knowledge of effects of model defects on buckling behaviors allows more accurate simulations of internal stiffeners of thin-walled semi-monocoque structures.
Český abstrakt
Tento článek prezentuje topometrickou optimalizaci kritické poloskořepinové konstrukce křídla dopravního letounu v kategorii pro sběrnou dopravu podle leteckého předpisu CS-23 (EASA 2012). Při výpočtech jsou použity moderní optimalizační metody konečných prvků. Hlavním výsledkem je významná úspora hmotnosti frézovaného integrálního spodního panelu křídla pomocí optimalizace tloušťky každého segmentu potahu. V tomto článku je popsána validace MKP modelu pomocí analytického softwaru a výběr konstrukčních omezení a požadavků na optimalizaci. Také závěrečná pevnostní kontrola a komplexní kontrola únosnosti konstrukce potvrdily požadované vlastnosti navržených konstrukčních modifikací s optimálním rozložením napětí. Následně byla provedena vyhodnocení hmotnostních úspor a prodloužení únavové životnosti podle metodologie s přípustným poškozením (Damage tolerance).
Anglický abstrakt
This article presents further results of the research of effects of model defects on the local buckling of compressed stiffeners in nonlinear finite element (FE) analyses. The main outcomes are confirmation of trends for 10 sets of profile dimensions, final validations of various sets of FE simulations, and designs of practical types of defects with appropriate ratio values. A single node defect and then complex types of defects with alternating distributions of node shifts along one edge, two free flange edges, one flange surface and both flange surfaces are analyzed in this research project. First parts of this paper describe designed FE models with defects, their effects on simulation results, colored graphic visualizations with stress scales and determinations of the sudden failure of stability in the local mode. Then, particular results of FE analyses are validated by a comparison with the results of analytical methods of stability failure. Final detail comparisons of analytical and FE simulation results with data of experimental tests confirm predicted critical buckling forces. The validation of results and design parameters together with the knowledge of effects of model defects on buckling behaviors allows more accurate simulations of internal stiffeners of thin-walled semi-monocoque structures.
Klíčová slova česky
ztráta stability; stabilita; porucha; pevnostní kontrola; metoda konečných prvků; výztuha; imperfekce
Klíčová slova anglicky
buckling; stability; failure; stress analysis; finite element methods; stiffener; imperfection
Vydáno
22.01.2020
Nakladatel
Vilnius Gediminas Technical University (VGTU) Press
Místo
Vilnius, Litevská republika
ISSN
1648-7788
Ročník
23
Číslo
3
Strany od–do
83–90
Počet stran
8
BIBTEX
@article{BUT163580,
author="Tomáš {Katrňák} and Jaroslav {Juračka} and Ivo {Jebáček},
title="Research of Effects of Defects on Stability Failures of Semi-monocoque Stiffeners",
year="2020",
volume="23",
number="3",
month="January",
pages="83--90",
publisher="Vilnius Gediminas Technical University (VGTU) Press",
address="Vilnius, Litevská republika",
issn="1648-7788"
}