Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Разрушающая нагрузка силового кронштейна при различных углах нагружения

Опубликовано: 17.09.2026

Авторы: Романенко Е.И.

Опубликовано в выпуске: #9(177)/2026

DOI:

Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов

Рассмотрен подход к определению разрушающих нагрузок авиационных конструкций методом виртуальных испытаний, позволяющим сократить объем дорогостоящих натурных испытаний. Представлены результаты валидации автоматизированного алгоритма поиска предельной нагрузки на основе анализа реакции опор в ANSYS APDL на примере силового кронштейна из стали 30ХГСА. Проведено контрольное натурное испытание образца при штатном угле нагружения и серия численных экспериментов с варьированием угла приложения вектора силы в плоскости проушины. Сравнение численных и экспериментальных данных показало, что алгоритм по максимуму реакции опор обеспечивает высокую точность, но дает неконсервативную оценку с расхождением +2,9 %. Дополнительный анализ локальных параметров деформирования выявил, что контроль по первой главной деформации позволяет получить консервативный результат с расхождением –6,5 %, тогда как оценка по эквивалентной деформации занижает несущую способность на 13,9 %. Построена зависимость разрушающей нагрузки от угла нагружения, демонстрирующая изменение несущей способности до 20 % в зависимости от направления вектора силы. Рекомендован комбинированный подход к определению предельной нагрузки, сочетающий автоматизированный поиск максимума реакции с проверкой по уровню первой главной деформации, что повышает надежность виртуального тестирования без увеличения объема натурных испытаний.

EDN  ENNFBT 


Литература
[1] Авиационные правила. Часть 23. Нормы летной годности гражданских легких самолетов. Москва, Межгосударственный авиационный комитет, 2021, 240 с.
[2] Селихов А.Ф., Гришин В.И., Замула Г.Н., Картамышев А.И., Чубань В.Д. Математическое моделирование прочности авиаконструкций. Авиационная промышленность, 1985, № 9, с. 3–8.
[3] Дударьков Ю.И., Лимонин М.В., Балунов К.А., Зайцев А.М. Обоснование достоверности виртуального эксперимента в задачах статической прочности авиаконструкций. Ученые записки ЦАГИ, 2021, т. 52, № 4, с. 85–97.
[4] Ostergaard M.G., Ibbotson A.R., Le Roux O., Prior A.M. Virtual testing of aircraft structures. CEAS Aeronautical Journal, 2011, vol. 1 (1–4), pp. 83–103.
[5] Lopes C.S., González C., Falcó O., Naya F., Llorca J., Tijs B. Multiscale virtual testing: the roadmap to efficient design of composites for damage resistance and tolerance. CEAS Aeronautical Journal, 2016, vol. 7 (4), pp. 607–619.
[6] Kaddour A.S., Hinton M.J. (Guest Eds.) Evaluation of theories for predicting failure in polymer composite laminates under 3-D states of stress: Part A of the Second World-Wide Failure Exercise (WWFE-II). Journal of Composite Materials, 2012, vol. 46 (19–20), pp. 2283–2595.
[7] Gigliotti L., Pinho S.T. Virtual testing of large composite structures: a multiple length/time-scale framework. Journal of Multiscale Modelling, 2015, vol. 6 (3), art. no. 1550008.
[8] Völkerink O., Hühne C. Virtual testing for design and certification of (fusion) bonded longitudinal joints in a fibre composite fuselage: A proposal using FEM-based progressive damage analysis. Compos. Part C: Open Access, 2022, vol. 7, 100236. DOI: 10.1016/j.jcomc.2022.100236
[9] Gorskiĭ Yu.A., Gavrilov P.A., Borovkov A.I. Virtual proving ground for aircraft structures. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 986, art. no. 012020. DOI: 10.1088/1757-899X/986/1/012020
[10] Романенко Е.И., Банщикова И.А., Пустовой Н.В., Селиванов Ю.С. Автоматизированный алгоритм определения предельной нагрузки конструкций на основе анализа реакции опор в ANSYS. Научно-технический вестник Поволжья, 2025, № 7, с. 78–81.
[11] Романенко Е.И., Банщикова И.А., Пель А.Н. Определение разрушающей нагрузки пластин с отверстием. Космические аппараты и технологии, 2025, № 2, с. 101–110. DOI: 10.26732/j.st.2025.2.05
[12] Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. 2-е изд. Москва, Машиностроение, 1975, 400 с.