Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 34. 20 september 1955 - Flygplansskrovets värmeupptagning, av Olle Ljungström
<< 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.
764
TEKNISK TIDSKRIFT
där E är elasticitetsmodulen, v Poissons konstant
(0,3 för metaller, 0,37 för vissa plaster, t.ex.
plexi-glas).
Man har tydligen, speciellt för plastmaterial, en
ganska stark "Poissoneffekt" eller
tvärkontrak-tionseffekt, som bidrar till ökning av
värmespänningarna. Den maximala värmespänningen är
såsom framgår av ekvationen oberoende av plattans
tjocklek i detta stationära fall.
Materialdata för termoelastiska beräkningar
De materialdata, som är av störst intresse i
samband med termoelastiska beräkningar för
aktuella flygplanmaterial är elasticitetsmodul,
brott-gräns, längdutvidgningskoefficient och
värmeledningsförmåga, tabell 2 och 3. Vissa av dessa data
är variabla, exempelvis funktioner av
temperaturen, varför de angivna värdena får tillämpas
med försiktighet. Som regel gäller de som goda
approximationer inom temperaturområdet 0—
200°C, där ej annat angives.
I de tre kolumnerna längst till höger i tabell 2
anges beräknade karakteristiska värden för
ter-mospänningskänslighet i skalpaneler av olika
material med temperaturgradient genom
skal-50 • E ’ oc
väggen. Uttrycket —^-— anger sålunda den
värmespänning, som uppstår vid en plan platta
med 100° C temperaturdifferens från utsida till
. ^ bOEocl
insida, och —-/ aT
1 —v
förhållandet mellan denna
värmespänning och materialets
dragbrotthållfast-het i rumstemperatur. Med hjälp av detta tal kan
man direkt jämföra olika materials
termospän-ningskänslighet vid användning i skalpaneler
(t.ex. cylindriska skal).
Man konstaterar att vanligt silikatglas har den
ojämförligt största termospänningskänsligheten,
därnäst kommer plexiglas samt relativt
låghåll-fasta lättmetaller som elektron och
aluminium-legeringen 24 S. Höghållfasta stållegeringar
uppvisar lägre värden och titan mycket låga värden.
Speciellt låg termospänningskänslighet gäller för
samtliga plastlaminat med glasfiberarmering
eller asbestarmering (Durestos).
Icke-stationära värmespänningar i ytterskal
För typiska konstruktioner av ytterskal har
man på olika håll utfört beräkningar över
temperaturförlopp och värmespänningar vid
värmeflöde in i skalet (Tekn. T. 1954 s. 469).
Exempelvis har det påvisats1 att för
flercells-vingar i stål kan man redan vid
gränsskiktstemperaturer på 300°C uppnå värmespänningar som
närmar sig materialets brotthållfasthet. Genom
lämpliga kombinationer av material i balkliven
(t.ex. aluminium) och ytterskalet (stål) kan
dessa värmespänningar dock reduceras avsevärt2.
Vid ytterskal med dålig värmeledningsförmåga,
såsom plastlaminat eller huvar av akrylatglas
I a i
Fig. 8. Plan platta och cylinderskal med linjär
temperaturgradient genom skalet.
erhålles mycket stora temperaturgradienter inom
skalet, och vid så måttlig gränsskiktstemperatur
som 100° C kan värmespänningarna bli av
samma storleksordning som tillåtna påkänningar vid
normala flyglaster. För sandwichpaneler av
metall (dubbelskal av aluminium med
mellankor-rugering eller honeycombkärna) erhålles även
relativt stora värmespänningar vid måttlig
över-ljudsfart.
Man har givetvis goda möjligheter att genom
lämplig detaljkonstruktion reducera
värmespänningarna i flercells-tjockskalsvingar liksom i
andra skalkonstruktioner. Man kan härför tänka
sig olika livkonstruktioner för erhållande av låga
värmespänningar (fig. 9). Fackverksliv utan
vertikala strävor blir "termoelastiskt statiskt
bestämt" och ger obetydliga värmespänningar, men
samtidigt en viss liten deformation av vingen till
tunnare profil i flygriktningen vid
uppvärmningen av ytterskalet. Lätthål i livplåten reducerar
dragstyvheten i livets centrala parti avsevärt mer
än som svarar mot den vid hålet borttagna
materialmängden, vilket ger sänkta värmespänningar.
Expansionsskarvar i livet i kombination med
liv-förstyvningar, kan givetvis även komma till
användning. Korrugerat enkelliv kan bli mycket
fördelaktigt ej blott ur värmespänningssynpunkt,
speciellt vid svetsade stållivskonstruktioner.
Generellt kan sägas att man genom riktig
detaljkonstruktion kan göra mycket för att minska
värmespänningsproblemen vid framtidens
flygplan. Inom värmemotortekniken har man sedan
länge tillämpat denna princip att med hjälp av
olika konstruktiva knep kringgå
värmespän-ningssvårigheter, som vid ett första teoretiskt
studium kanske förefaller oöverstigliga.
Värmehållf asthetsprov
med skrovkonstruktioner
De omfattande markprov med större
strukturenheter, som man i regel genomför för kontroll
av hållfasthetsberäkningarna av en ny
flygplantyp, måste förutses bli avsevärt mera
komplicerade i framtidens värinevallsepok än hitintills.
Speciellt kontrollen av den aerodynamiska
uppvärmningens icke-stationära effekter på
struk-turpåkänningarna innebär värmetekniska
svårigheter för våra laboratorier. Vid fullskaleprov
erfordras mycket stora värmeeffekter per ytenhet
i skalet. Töjningsmätningar med elektriska tråd-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
