Собственные изгибные колебания подкреплённого отсека фюзеляжа

Первая собственная изгибная частота колебаний подкреплённого отсека фюзеляжа (96 стрингеров + 15 шпангоутов): сверка с одномерной балкой Тимошенко с учётом сдвиговой податливости, инерции вращения и массы набора.

Допуск:

5%

Постановка задачи

Геометрия

Подкреплённый отсек фюзеляжа R = 1.95 м, L = 7.0 м, t = 1.8 мм, 96 стрингеров и 15 шпангоутов. Полная масса конструкции m = 815.00 кг (погонная масса m' = 116.43 кг/м, EI = 4.239e9 Н·м², GAs = 5.95e8 Н).

Материал

Авиационный алюминий: E = 72 ГПа, ν = 0.33, ρ = 2780 кг/м³.

Граничные условия

Консольная заделка по кольцу корня x = 0 (все 6 степеней свободы зафиксированы).

Контрольная величина

Частота первой изгибной формы f_1. Формула Эйлера–Бернулли даёт 68.91 Гц (не применима при R/L ≈ 0.28, погрешность 37%). Эталон балки Тимошенко со сдвигом и инерцией вращения: f_ref = 43.741 Гц. КЭ-расчёт нативной балочно-оболочечной модели: f_FE = 43.029 Гц (вырожденная пара Y/Z, ошибка 1.63%).

Терминал WebCAE

units m
material E=72e9 nu=0.33 density=2780
frame up=z
frame patch geom=cyl o=0,0,0 axis=1,0,0 ref=0,0,1 r=1.95 a0=0 a1=360 len=7 nu=192 nv=56 t=0.0018
frame stiffen patch=1 i="0:191:2" section=tee d1=0.024 d2=0.036 d3=0.0016 d4=0.0016 flush=inner
frame stiffen patch=1 j="0:55:4" section=ibeam d1=0.09 d2=0.03 d3=0.002 d4=0.0025 flush=inner
frame support patch=1 side=i0 dofs=all
frame solve modal nmodes=8
frame probe frequency mode=1 id="f1"

Сравнение результатов

Обновлено: 2026-10-19 · WebCAE solver