VERIFICA SEGGIOLINO

PREMESSA

La struttura che sorregge il seggiolino è composta di due aste verticali a L che sono agganciate inferiormente alla trave quadrata cava dell’autogiro (punto C), e superiormente ad altre due profilati a L sistemati come nella figura riguardante la verifica a sforzo di taglio.
Per il carico che dovrebbe essere sorretto dall’intera struttura, si è tenuto conto della massa di un pilota che potrebbe pesare circa 90 Kg i quali vengono distribuiti uniformemente lungo le due travi orizzontali.
La struttura verrà di seguito verificata moltiplicando il carico per il coefficiente di contingenza 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 pilota = 90 Kg
F = peso pilota = m * g = 90 * 9.81 = 882.9 N

FORZE

mTOT = m * n1 = 90 * 2 = 180 Kg
Q = mTOT * g = 180 * 9.81 = 1765.8 N
Q = forza totale
FORZA DISTRIBUITA
q = (m *n1 *g)/L = (90 * 2 *9.81)/240 = 7.36 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= ± 7.36 × 120 = 883.2 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 × 2 = 150 mm2
tmax = (3 × T)/(2×A) = (3 × 883.2)/(2×150)= 8.9 N/mm2

Area resistente

Schema travi orizzontali a supporto del seggiolino.
L’area tratteggiata risulta essere soggetta a taglio.
MARGINE DI SICUREZZA
Ms = tamm/ttmax -1 > 0
Ms= 53.9/8.9 - 1 = 5

VERIFICA A SFORZO NORMALE

Essendo Ax = 0 non ci sarà il diagramma dello sforzo normale N.

VERIFICA A MOMENTO FLETTENTE

MOMENTO MASSIMO
Mmax = -7.36 × 120 × 60 = - 52992 Nmm
M = momento flettente

Diagramma Momento Flettente

SOLLECITAZIONE UNITARIA
smax = Mmax/Wx = (Mmax × Ymax)/Imin
smax = (52992 × 17.65)/(2×7035.4) = 66.5 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= 93.3/66.5 - 1 = 0.4

VERIFICA A sid

s IDEALE
sid = (s2 + 3*t2)1/2=73.23 N

MARGINE DI SICUREZZA
Ms = samm/sid -1 > 0
Ms= 93.3/73.23 - 1 = 0.27

VERIFICA A CARICO DI PUNTA

Carico di punta

Fcr = (p2 × E × Imin)/lo2 = (p2 × 70000 ×7035.4)/3122 = 49933.2 N
Q < Fcr
1765.8 < 49933.2
Indaur