VERIFICA SERBATOIO

PREMESSA

La struttura del serbatoio poggia con due attacchi alla trave quadrata cava verticale dell'autogiro. Due travi a L inclinate di 58° rispetto alla trave verticale sostengono il peso del serbatoio, quindi bisogna verificare che resistano a carico di punta. Per avere ulteriore margine di sicurezza della struttura e tenendo presente delle accelerazioni si moltiplica il carico distribuito relativo al serbatoio per il coefficiente di contingenza n1. In favore di ancora maggior sicurezza il carico si considera distribuito in un solo profilo. n1 che si è tenuto conto fosse al massimo di 2g a causa delle possibili accelerazioni che si potrebbero verificare durante il volo.

DATI

MATERIALE:
AW 6061T4
E = 70000 N/mm2
sr = 235 N/mm2
ss = 140 N/mm2
n = coefficiente di sicurezza = 1,5
n1 = coefficiente di contingenza = 2
CARICHI:
m = massa del serbatoio = 25 Kg
F = peso del serbatoio = m * g = 25 * 9.81 = 245.2 N

FORZE

mTOT = 25 * 2 = 50 Kg
Q = mTOT * g = 50 * 9.81 = 490.5 N
Q = forza totale
FORZA DISTRIBUITA
q = (m *n1 *g)/L = (25 * 2 *9.81)/416 = 1.18 N/mm
L = lunghezza delle travi orizzontali
g = accelerazione di gravità

Schema

REAZIONI VINCOLARI

Reazioni vincolari

SOLLECITAZIONI AMMISSIBILI

samm = ss/n = 140/1.5 = 93.33 N/mm2
tamm = samm/(3)1/3 = 53.9 N/mm2

BARICENTRO E MOMENTO D'INERZIA

n
Xi
Yi
Ai
AiXi
AiYi
1
1,5
12,5
75
112,5
937,5
2
14
1,5
66
924
99
SOMMA
  
141
1036,5
1036,5

Baricentro

CALCOLO DEL BARICENTRO
Xg = 1036.5/141 = 7.35 mm
Yg = 1036.5/141 = 7.35 mm
Ne consegue che Ymax per calcolo della resistenza al momento flettente sarà
Ymax = L – Yg = 25 – 7.35 = 17.65 mm

CALCOLO DEL MOMENTO D'INERZIA MINIMO
Il calcolo è stato eseguito per un unico profilato a L.
Imin= [1/12 × (25×33 + 3×223 )] + 25×3× (7,35 -1,5)2 + 22×3× (12,5 - 7,35)2 = 7035.4 mm4

VERIFICA A TAGLIO

TAGLIO MASSIMO
Tmax= ± 1.18 × 237 = 280 N
DIAGRAMMA SFORZO DI TAGLIO

Diagramma Taglio

SOLLECITAZIONE UNITARIA
Si considera solo la sezione verticale in quanto si presume che essa assorba la maggior parte degli sforzi di taglio; quindi non viene applicata la formula: tmax = Tmax*Wx / (I*b)
A = area resistente
A = 25 × 3 = 75 mm2
tmax = (3 × T)/(2×A) = (3 × 280)/(2×75)= 5.6 N/mm2
MARGINE DI SICUREZZA
Ms = tamm/ttmax -1 > 0
Ms= 53.9/5.6 - 1 = 8.63

VERIFICA A SFORZO NORMALE

DIAGRAMMA SFORZO NORMALE

Diagramma sforzo normale

smax = N/Ai = 785/((22*3)+(25*3)) = 785/141 = 5.57 N/mm2

MARGINE DI SICUREZZA
Ms = samm/smax -1 > 0
Ms= 93.3/5.57 - 1 = 15.7

VERIFICA A MOMENTO FLETTENTE

MOMENTO MASSIMO
Mmax = -1.18 * 237 * 118.5 = - 33139 Nmm
M = momento flettente

Diagramma Momento Flettente

SOLLECITAZIONE UNITARIA
smax = Mmax/Wx = (Mmax × Ymax)/Imin
smax = (33139 × 17.65)/(2×7035.4) = 41.6 N/mm2
Il momento di inerzia è stato moltiplicato per 2 perché il profili resistenti sono due.

MARGINE DI SICUREZZA
Ms = samm/smax -1 > 0
Ms= 93.3/41.6 - 1 = 1.2

VERIFICA A sid

s IDEALE
sid = (s2 + 3*t2)1/2=42.7 N

MARGINE DI SICUREZZA
Ms = samm/sid -1 > 0
Ms= 93.3/42.7 - 1 = 1.18

VERIFICA A CARICO DI PUNTA

Carico di punta

Fcr = (p2 × E × Imin)/lo2 = (p2 × 70000 ×7035.4)/280.52 = 61776.2 N Q < Fcr
490.5 < 61776.2
Indaur