Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Structural analysis of the vertical stabilizer in PZL-106 Kruk

Anna Marta Olszewska

Abstract

The aim of the thesis was to examine behavior of the vertical stabilizer in PZL-106 Kruk under loads that occur during actual flight in terms of statics and stability. It was done by using Finite Element Method with MSC software. Thesis presents the steps that lead to the most realistic image of construction in computer program. First the geometric model was changed to discreet model. In the initial model mesh was generated using geometry - elements was formed in spaces between planes of the ribs, spars and stringers. After first series of calculations it was necessary to increase density of the mesh. This manipulation created second calculation model. In this model there was buckling of the shell noticed in area between two ribs of stabilizer. In order to see the form of structure buckling better, the mesh was improved in area where stabilizer's coating lost stability. That is how third calculation model was made. Results of the calculation showed that buckling load appears to be really small compared to the loads existing in flight. To increase the bending stiffness of stabilizer the sandwich structure was proposed for the coatings of construction. This treatment strengthened structure so as not to lose stability at loads smaller than occurring during flight. The last stage on the way to make computer model as similar to actual structure as it is possible was to make embossment of the ribs and spars. The ratio of stiffness of the sculpted rib and plane rib was found by creating a testing plate models illustrating both cases. Plates have similar dimension to rib of the stabilizer and embossments seen in actual structure. The final model showed that stabilizer handles load in flight properly.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Anna Marta Olszewska (FPAE) Anna Marta Olszewska,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza wytrzymałościowa statecznika pionowego saolotu PZL-106 Kruk
Supervisor
Adam Dacko (FPAE/IAAM) Adam Dacko,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
16-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
47
Internal identifier
MEL; PD-3547
Reviewers
Adam Dacko (FPAE/IAAM) Adam Dacko,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Wojciech Grendysa (FPAE/IAAM) Wojciech Grendysa,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
statecznik pionowy, usterzenie kierunku, metoda elementów skończonych, analiza wytrzymałościowa, analiza strukturalna, wyboczenie, stateczność
Keywords in English
vertical stabilizer, finite element method, structural analysis, buckling
Abstract in Polish
Celem pracy było zbadanie zachowania statecznika pionowego samolotu PZL-106 Kruk przy obciążeniach występujących podczas lotu pod względem statyki i stateczności. Zostało to wykonane za pomocą Metody Elementów Skończonych z wykorzystaniem oprogramowania MSC. W pracy przedstawione są kolejne kroki działania mającego na celu odwzorowanie statecznika w jak najbardziej odpowiadający rzeczywistości sposób. Pierwszym krokiem było przejście z modelu geometrycznego na model dyskretny. Siatka we wstępnym modelu powstała według geometrii - elementy na powłoce zostały zdefiniowane płaszczyznami, na których znajdowały się podłużnice, dźwigary i żebra. Elementy na żebrach były oddzielone płaszczyznami podłużnic i dźwigarów, natomiast elementy dźwigarów znajdowały się pomiędzy płaszczyznami żeber. Po pierwszych obliczeniach nastąpiła konieczność zagęszczenia siatki elementów, przez co powstał drugi model obliczeniowy, na którym zostały zauważone wyboczenia powłoki między dwoma żebrami statecznika. Aby lepiej odwzorować postaci wyboczenia struktury, siatka została zagęszczona na obszarze, w którym powłoki statecznika traciły stateczność. W ten sposób powstał trzeci model. Obliczenia wykazały, że obciążenia potrzebne do wyboczenia struktury są mniejsze od tych występujących podczas lotu samolotu. Celem zwiększenia sztywności statecznika na wyboczenie została zaproponowana struktura przekładkowa na powłokach bocznych. Ten zabieg wzmocnił odpowiednio konstrukcję, tak aby nie traciła stateczności przy obciążeniach mniejszych niż występujące podczas lotu. Ostatnim etapem dążącym do jak najwierniejszego przedstawienia faktycznej konstrukcji było uwzględnienie przetłoczeń żeber i dźwigarów. Znalezienie w jakim stopniu przetłoczenia usztywniają te elementy nastąpiło na przykładzie testowej płyty o wymiarach podobnych do wymiarów żebra z zamodelowanymi przetłoczeniami przypominającymi przetłoczenia występujące na prawdziwej strukturze. Ostateczny model wykazał, że statecznik prawidłowo przenosi obciążenia w locie.
File
  • File: 1
    AO_praca_inz.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9234

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT673d45b77d4b4618a789ab2c77550b28/
URN
urn:pw-repo:WUT673d45b77d4b4618a789ab2c77550b28

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page