Numeryczne badanie wpływu orientacji wzmocnienia na własności aerosprężyste laminatowych płyt wolnonośnych

Niniejszy artykuł dotyczy zagadnienia optymalizacji aerosprężystego układu powierzchniowego w odniesieniu do struktury laminatowej. Przy wspomaganiu komercyjnego pakietu obliczeniowego wykonano serie analiz w zakresie statyki, dynamiki i flatteru wolnonośnych płyt wykonanych z laminatu węglowego. Próba znalezienia optymalnych cech aerosprężystych rozpatrywanych modeli polega na dobraniu najbardziej korzystnej orientacji ułożenia tkaniny względem kierunku odniesienia. Celem doboru różnych kątów ukierunkowania tkaniny jest wybranie konfiguracji o najlepszych własnościach ze względu na odkształcalność statyczną i niestateczność dynamiczną spowodowaną drganiami samowzbudnymi. Dla zaprezentowanych konfiguracji konstrukcyjnych wykonano cykl obliczeń w celu określenia wielkości odkształceń oraz krytycznych prędkości flatteru. Wyniki analiz przedstawiono na rysunkach oraz wykresach ilustrujących zmianę badanego parametru w obliczeniowym zakresie kątów orientacji wzmocnienia.

This paper concerns optimization of aeroelastic surface-shaped system in relation to laminated structure. By the use of one commercial computing program, some analyses were performed on static displacement, dynamics and flutter of cantilevered plates made of carbon fiber laminate. The trial to estimate optimal aeroelastic properties of the considered models consists in matching the best carbon fabric orientation in respect of main reference direction. There could be many laminate orientations in range of 0-90° and the main task is to select the one that gives best properties in respect of static deformations and dynamic instability due to flutter. Some numerical computations were performed for the discussed structure configurations in order to determine displacement sizes and critical flutter airspeeds. The results were shown in the pictures and diagrams illustrating the change of the examined parameter in a computational range of reinforcement orientation angles.