Structures aéronautiques (MECA0028-1)

Projet : Pré dimensionnement du fuselage d’un avion semi acrobatique

Ludovic Noels

L.Noels@ulg.ac.be

Année académique 2011-2012

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VS

Enoncé du projet Il est demandé de vérifier par un modèle élément fini la validité de l’étude de pré dimensionnement analytique, du fuselage d’un avion semi acrobatique, réalisée lors du cours de Structure Aéronautique. Chaque groupe de 2 étudiants remettra un rapport présentant et discutant

• Le niveau de détails considéré pour la modélisation de la structure ; • La manière dont le chargement est appliqué à la structure ; • Les résultats obtenus ; • La comparaison avec les résultats de pré dimensionnement analytique.

En particulier, il est demandé de respecter les consignes A à D. A/ Etude : Il est demandé d’analyser le tronçon AA-BB du fuselage décrit en Annexe I, auquel est appliqué le chargement (y compris le poids propre) correspondant au point D1 de l’enveloppe de vol (voir tableau)

Case n [-] α [°] P [N] Ffin [N] Mfus=Mtail+1.13 m Ffin [Nm] A 6.28 18 2505 4100 10439 A’ 6.28 18 3174 4100 10439 C 6.28 6.7 137 9453 24906 D1 4.71 2.3 -5849 14778 40533 D2 0 -1.7 -11928 14778 40533

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Le tronçon AA-BB (annexe II) est constitué • D’une peau de 1mm d’épaisseur ; • De 5 « frames » (voir annexe III) ; • De 24 « stringers » de type A entre les « frames » 1 et 3, le « frame » 2 étant troué

pour les laisser passer, et de 24 stringers de type B entre les « frames » 2 et 5, le « frame » 4 étant troué pour les laisser passer (voir annexe IV).

Les détails du montage sont repris en Annexe V. B/ Hypothèses : Les hypothèses utilisées lors du pré dimensionnement analytique sont toujours d’application, à savoir

• Les constituants sont en alliage d’aluminium o Contrainte à 0.1% de déformation : 232.5 MPa o Contrainte de cisaillement maximale admissible : 145.5 MPa o Facteur de sécurité : 1.5

• Poids o De l’arrière du fuselage (au-delà de la section AA) : 1198 N o Des empennages : 674 N

• Longueurs o Du fuselage au-delà de la section AA : 4.57 m o Entre la section AA et le centre de gravité des empennages : 4.06 m

De plus, une attache par rivets ne doit pas être modélisée : les constituants peuvent être « collés » (le cas échéant) les uns aux autres.

C/ Logiciel : Le modèle élément fini peut-être réalisé dans n’importe quel code de calcul. D/ Echéancier : La date de remise du rapport est fixée au 5 janvier.

Annexe I : Géométrie du fuselage et chargement aérodynamique

V α

α-1.5° Mtail

Ffin

1.13 m

Pα-1.5°

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Annexe II : Arrangement du tronçon AA-BB

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Annexe III : Géométrie des frames

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Annexe IV : Géométrie des stringers

Type A stringer: B = 58.1 mm² Type B stringer: B = 51.9 mm²

Annexe V : Détails du montage A/ Détails A14(a) :

10 mm

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B/ Détails A14(b) :

10 mm

C/ Détails A14(c) :

10 mm

D/ Détails A14(d) :

10 mm

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E/ Détails A14(e) :

10 mm