Comparative analysis of the different composite materials application aspects for the structural elements of aircraft passenger cabin

Abstract

In this work, various types of composite materials were considered, a beam of the aircraft power structure was designed, and the possibility of their use in this structure was analyzed. To determine the most suitable material in terms of structural strength and economic feasibility of its use, a comparative and economic analysis was performed and new design solutions were proposed on their basis. In the research part of the work, methods of analytical calculation, computer-aided design using CAD/CAM/CAE systems, numerical modeling and strength calculation, as well as analysis of the stress-strain state of the designed beam structure were used to confirm the strength and stiffness characteristics of the selected materials and confirm its compliance with existing standards. The results of this work can be used in the aviation industry and in the educational process of aviation specialties.

В роботі були розглянуті різні види композитних матеріалів, спроектовано балку силової конструкції літака та проаналізовано можливість їх застосування в даній конструкції. Для визначення найбільш придатного матеріалу з точки зору міцності конструкції, а також економічної доцільності його застосування було проведено порівняльний та економічний аналіз і на їх основі запропоновані нові конструктивні рішення. В дослідницькій частині роботи для підтвердження характеристик міцності та жорсткості обраних матеріалів було використано методи аналітичного розрахунку, комп’ютерного проектування за допомогою CAD/CAM/CAE систем, чисельного моделювання та розрахунку на міцність, а також аналіз напружено-деформованого стану спроектованої конструкції балки та підтверджено її відповідність існуючим нормам. Результати цієї роботи можуть бути використані в авіаційній галузі та в навчальному процесі авіаційних спеціальностей.