الملخص
تناقش هذه الورقة تأثير بعض العوامل مثل اتجاهات الألياف وتسلسل تكديس الصفائح ونسب الأبعاد وصلابة نماذج صندوق الجناح المستطيل المركب لتحليل الاهتزاز الحر على تكوينين للجناح، الأول ينتج اقتران ماديا وصلابة الانحناء والالتواء والآخر بدون اقتران مادي، تتلاشى صلابة الانحناء والالتواء. تم تطوير برنامج كمبيوتر ضمن لغة MATLAB للتعامل مع حساب صلابة الانحناء والالتواء والانحناء-الالتواء (EI,GJ,K) لتكوينين للجناح من أجل فهم سلوكهما. يتم إجراء تحليل الاهتزاز الحر أيضًا باستخدام برنامج العناصر المحدودة MSC / PATRAN وMSC / NASTRAN v2004 لنفس تكوينات الجناح. تم العثور على أقصى صلابة للانحناء وصلابة الالتواء وصلابة اقتران الانحناء والالتواء عند اتجاهات الألياف ᵒ0 و±ᵒ30 و±ᵒ20 على التوالي لـ CAS ومع اقتران صفري لنماذج CUS. وقد وجد أن صلابة الجناح تتناسب بشكل عالميا مع نسب العرض إلى الارتفاع. لوحظت اختلافات مماثلة في صلابة المواد والترددات الطبيعية وأشكال الأنماط مقابل زوايا الألياف. إن تأثير نسبة العرض الى الارتفاع على تردد الانحناء الأساسي يكاد يكون مهملاً مقارنة بتردد الالتواء، في حين أن تأثير K أكثر وضوحًا على تردد الالتواء مقارنة بتردد الانحناء.
ABSTRACT
This paper discusses the effect of some parameters such as fibre orientations, laminate stacking sequence, aspect ratios and stiffness of the rectangular composite wing box models for the free vibration analysis on two wing configurations, the first one producing a material coupling, bend-twist stiffness and the other without material coupling, bend-twist stiffness vanishes. A computer program within MATLAB language is developed to deal with the calculation of the bending, torsion and bend-twist stiffnesses (EI, GJ, and K) for the two wing configurations in order to understand their behaviour. Free vibration analysis is also carried out using the finite element program MSC/PATRAN and MSC/NASTRAN v2004 for the same wing configurations. The maximum bending stiffness, torsion stiffness and bend-twist coupling stiffness are found at 0o, ±30 o and ±20 o fibre orientations respectively for the CAS and with zero coupling for the CUS models. It was found that wing stiffnesses are universally proportional with the aspect ratios. A similar variations of the material stiffnesses, eigenvalues and associated eigenvectors versus fibre angle are observed. The effect of aspect ratio on the fundamental bending frequency is almost negligible compared with the torsional frequency, whereas K is more pronounced on the torsional frequency compared with bending frequency.
