Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 20. 17 maj 1955 - Icke-stationära värmespänningar vid aerodynamisk uppvärmning av flygplansskrov, av Olle Ljungström - Skär av aluminiumoxid - Tuber igenpluggas - Cykelramar av glasfiberarmerade plaströr - En olöslig svavelpolymer
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
24- maj 1955
471
sioner enligt fig. 7 för ett representativt I-format element
av flercellsvingen, en balk med tillhörande täckplåtar, som
antages vara oändligt lång, erhålles ett relativt långsamt
värmeflöde in i balklivet. Temperaturfördelningen i detta
vid olika tidpunkter under uppvärmningen (fig. 8) är av
samma karaktär som för plexiglasskivan (fig. 2). Den
låga temperaturen i livets centrala delar och den därmed
fördröjda värmeexpansionen relativt ytterskalet, ger
upphov till avsevärda dragspänningar i livets mitt, vilka i detta
fall efter 200 s uppvärmning når maximivärdet 55 kp/mm2,
ett avsevärt belopp.
Parkes2, som även undersökt liknande
flercells-vingkon-struktioner, har kommit till en del intressanta resultat (fig.
9 och 10). Han påvisar bl.a. att man på ett mycket enkelt
sätt kan få ett närmevärde för den maximala instationära
termiska dragspänningen i det plana plåtlivet vid olika
materialkombinationer i täckplåtar och liv.
Antar man att livets mitt bibehåller temperaturen T0 då
skalet uppvärmes till Te, kan man emedan skalets
tvärsnittsarea som regel är mycket större än livets, även anta
att livtöjningen €uv = ot-skal ■ [Te — T0), där oc är skalets
längdutvidgningskoefficient. Maximal teoretisk
dragspänning i livet blir då
Vd — Eiiv • ocskai. [Te — T0)
I verkligheten erhålles lägre spänning
Od = V • Env ■ ocskai. [Te — To)
där -g æ 0,70 — 0,85, beroende på geometrin och
areaförhållandet Askall
Miv-Denna livdragspänning blir tydligen i hög grad beroende
av materialkombinationen i täckplåt och liv, tabell 2. En
kombination med låg värmeutvidgningskoefficient i skalet
och lågt Z?-värde i livet är tydligen gynnsam. Detta
framgår av tabellen, som gäller för liknande fall som enligt
Hoff. För vinge helt i stål fås så hög dragspänning i livet
som 61 kp/mm2. Denna sjunker till nära hälften vid
övergång till vinge med samma geometri, helt i aluminium.
Materialet har antagits vara elastiskt och tillräckligt
värmebeständigt vid 315°C. Väljer man kombinationen täckplåt
av stål och liv av aluminium, erhålles blott 30 °/o av
stålvingens dragspänning i livet.
Parkes påvisar vidare att man med relativt tunna
utvändiga isoleringsskikt kan erhålla betydande minskningar av
värmespänningarna i konstruktioner av denna typ. Med
exempelvis ett endast 0,25 mm tjockt yttre isoleringsskikt
(X = 0,045 W/m °C) på stålvingen får man 15 °/o lägre
livdragspänning än utan isolering. En isolering, som dessutom
skall kunna nedbringa maximitemperaturen i skalet
nämnvärt vid hastighetsflygning av rimlig varaktighet, blir dock
av helt annan storleksordning.
Fig. 7. Element av flercellig stålvinge i
tjockskalskonstruktion enligt Hoff.
Fig. 8. Temperatur- och spänningsfördelning i balklivet
till vingen enligt fig. 15 vid olika tidpunkter efter
acceleration från M = 1,2 till 3,1 på 15 km höjd.
Fig. 9.
Fler-cellsvinge, beräkningsexempel enligt
Parkes.
]
23C
Fig. 10. Geometri för ^
beräkningsexempel
enligt Parkes.
Fig. 11. Termiska
stör-skjuvspänningar i
balkliv med ändlig
längd.
Med sådana enkla isoleringsåtgärder som anbringande av
tjocka anodoxideringsskikt på aluminium eller
värmebeständiga läcker kan man emellertid nå goda resultat för
reduktion av instationära värmespänningar och det torde
löna sig med framtida forskning på detta område.
Ändstörspänningar i balkliv
De angivna värmespänningarna i flercellsvingar gäller
balkar med oändlig längd. I praktiken, vid ändlig balklängd,
tillkommer störspänningar i livets ändpartier av mera
komplicerad karaktär. Man erhåller till exempel
ändskjuvning-ar i förbindningen mellan liv och täckplåt, fig. 11. J H
Argyris vid Imperial College i London har i ett arbete3
om värmespänningar i skalkonstruktioner bl.a. ingående
behandlat dylika termiska ändstörspänningar i balkliv med
instationär temperaturfördelning av beskriven typ
(normal-och skjuvspänningar).
Litteratur
1. Hoff, N J: Structural problems of future aircraft. Proc.
Anglo-American aeronaut. Conf. sept. 1951. Roy. aeronaut. Soc., London
1951.
2. Parkes, E W: Transient thermal stresses in wings. Aircraft
Engng 25 (1953) s. 373.
3. Argyris, J H: Thermal stress analysis and energy theorems.
Aeronaut. Res. council Rep. 16489 och 16513, Imperial College,
London 1953—1954.
4. Schuh, H: Ön the calculation of temperature distribution and
thermal stresses in parts of aircraft structures at supersonic speeds.
KTH Aero Rapport FL 153, Stockholm 1954.
5. Melan, E & Parkus, H: Wärmespannungen. Wien 1953.
Skär av aluminiumoxid, framställda av pulver som
pressats, sintrats, kylts och formats, har provats med gott
resultat och tros kunna konkurrera med konventionella
hårdmetaller.
Tuber igenpluggas lätt och snabbt med i tubändarna
passande cylindriska, flänsförsedda mässingsbussningar
med koniska hål i vilka ståldornar passar. När dessa slås
in vidgas mässingsbussningar och tätar mot tuben.
Cykelramar av glasfiberarmerade plaströr är
korro-sionsfria och mycket lätta, men de är ca 50 °/o dyrare än
stålrörsramar.
En olöslig svavelpolymer, som används vid vulkning av
gummi, framställs kontinuerligt genom kylning av smält
svavel i kolsvavla där den polymera formen faller ut.
Vulkning med olösligt svavel börjar inte förrän detta vid
temperaturhöjning omvandlats till rombiskt svavel.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
