SolidWorks - делаем летающее крыло из потолочки

[Val]

@@Итак - нарисуем в SW летающее крыло из потолочки.

@@Несколько слов о том, как мы строим крыло. Дело в том, что в жизни крыло строится от каркаса (логично) и только построив каркас, крыло обтягивается оболочкой. В плане же моделирования в SW полезно пойти другим путем - сначала по простейшему <скелету> нарисовать оболочку, а потом внутри выстроить все элементы каркаса. Это позволяет получить внешнюю поверхность оболочки максимально приближенной к идеалу (выбранному профилю крыла), а все внутренние элементы уже при построении получат очертания с учетом толщины оболочки.

 

С чего начать

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Для начала на плоскости "Сверху" создадим эскиз крыла в плане сверху. Обратите внимание: я специально продлил заднюю кромку до продольной оси ЛА. Таким образом, я получил точку, где будет заканчиваться корневой профиль крыла.

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

@@Выбрав точку на краю крыла и плоскость "Справа" создадим вспомогательную плоскость (на ней в дальнейшем будем рисовать конечный профиль крыла).

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@На плоскости справа рисуем корневой профиль. Для этого берем таблицу точек профиля и ставим точки по координатам из таблицы. Далее по точкам обводим двумя сплайнами. Если обвести одним - то полученный профиль (с полукруглой задней кромкой) потом не удастся вытянуть в тонкостенную бобышку. Конкретно для ЦАГИ12, используемого в примере, наилучший вариант, когда один сплайн ведет от задней кромки, по верхней поверхности, через лобик на нижнюю поверхность и только последние две точки соединяются вторым сплайном.

@@Сплайны делаются пропорциональными и растягиваются по линии корневого сечения крыла.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Через буфер обмена переносим профиль в эскиз на вспомогательной плоскости. В этом эскизе нужно будет провести осевую линию от передней кромки под углом в сторону задней, наклон этой осевой линии даст нам угол крутки конечного профиля крыла.

@@После того, как угол крутки будет задан, профиль притягивается к начальной точке линии лобиком, а хвостик помещается на линию так, чтобы проекция конечной точки на горизонтальную плоскость пришлась на конечную точку на первом (базовом) эскизе.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

Строим оболочку крыла

@@Вообще, оболочку в SW правильнее строить из листового металла, но я обхожусь и без него - строю все из твердых тел. Недостаток - невозможность получить точные развертки оболочки, но, как показывает практика, - точные развертки из потолочки и не нужны - их всегда нужно вырезать с небольшим припуском и лишнее отрезать уже по месту. А информацию для построения приблизительной развертки можно будет почерпнуть и из модели построенной из твердых тел, но об этом чуть позже...

@@Итак, выбрав начальный и конечные профили крыла, выбираем элемент <бобышка основание по сечениям>. Сначала мы увидим полностью заполненное внутри тело, образованное сечениями - на этом моделирование крыла можно закончить, если мы режем крыло струной из цельного куска пенопласта.

@@Но мы идем дальше - мы же строим крыло наборное, из потолочки. Выбираем <тонкостенный элемент>. Сначала изменяем направление оболочки - внутрь. А затем увеличиваем толщину оболочки до 4 мм (непонятно почему, но если я делаю эти шаги в другой последовательности, то ничего не получается).

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Полученная оболочка должна быть вырезана по задней кромке - в середине окно под винт, а по остальной части заднее кромки под элевон. Весь этот вырез строится эскизом на горизонтальной плоскости, тут нам очень пригодится базовый эскиз - просто обведите осевые линии базового эскиза. Заднюю линию эскиза можно провести немного дальше.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Выбрав эскиз выреза, выбираем элемент <вытянутый вырез>. Для того, что бы крыло было вырезано не только сверху, выбираем <направление 2> и подбираем глубины вырезов так, что бы заведомо выйти за пределы оболочки.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Итак, мы получили полностью сформированную оболочку крыла. Несмотря на то, что развернуть в развертку эту оболочку SW не сможет, мы все же сможем по доступным данным прикинуть приблизительную развертку.

@@Выбрав в инструментах <измерить> кликните линейкой по верхней кромке нашей оболочки в области корневого сечения. И вы получите длину дуги.

 

 

@@Подобными измерениями мы можем получить все интересующие нас размеры для формирования развертки. Нарисованная на бумаге или прямо на потолочке, такая развертка вырезается с небольшими припусками (особенно в области носика корневого сечения - там будет загиб по профилю, который потребует больше материала, что бы накрыть корневую нервюру полностью).

 

Нервюры

@@Первая нервюра будет располагаться в корне крыла - две эти нервюры будут склеиваться при склеивании половинок крыла.

@@Построим эскиз нервюры на горизонтальной плоскости. На этой плоскости нервюра будет выглядеть как прямоугольник шириной в 4 мм, от передней до задней кромки оболочки. Но будьте внимательны - эскиз нервюр не должен выступать за пределы оболочки!

@@Выбрав эскиз нервюры, вбираем элемент <вытянутая бобышка/основание>. Выбираем <вариант до тела> и выбираем тело - оболочка крыла.
""""Так как мы будем строить нервюру как отдельное тело, то галочку на <результат слияния> нужно убрать.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Мы получили верхнюю половинку нервюры. Теперь пристроим к ней нижнюю часть.

@@Выбрав тот же эскиз (теперь он находится внутри элемента <вытянуть>). Снова выбираем <вытянутая бобышка/основание>. Новая вытяжка тоже делается до тела оболочки. Но теперь мы объединим нижнюю часть нервюры в общее тело с верхней частью. Для этого галочку на <результат слияния> оставим, но вот снизу, в <Обл. действия элемента>. Нужно будет снять галочку с <автовыбор> и выбрать тело верхней половинки нервюры. Если SW дать сделать автовыбор, то нижняя половинка сольется со всем, чем можно - т.е. и с верхней половинкой и с оболочкой, а мы этого не хотим.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Если посмотреть на твердые тела в дереве элементов слева экрана, то мы увидим что у нас теперь два твердых тела - оболочка и корневая нервюра. Именно это нам и требуется.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Следующую нервюру мы расположим по оси коробки мотто-рамы и батарейного отсека - т.е. на расстоянии 15мм от продольной оси. Здесь мы поступаем точно так же как с корневой нервюрой. Но при работе с нервюрами под поверхностью оболочки сама оболочка будет мешаться - поэтому, выбрав тело оболочки, погасим его - <скрыть твердое тело>.

@@Дальнейшее построение нервюры делается точно также как предыдущей, только тело, до которого строится вытяжка, нужно будет выбирать в дереве элементов - на модели то его не видно.

 

 

@@Следующие нервюры строятся точно также. Но вот та, что в середине крыла - может быть построена другим способом. Для ее построения эскиз на вертикальной плоскости - просто прямая линия. А вот вытяжка делается тонкостенным элементом. Полученный результат будет точно таким же, как если бы мы строили на основе прямоугольного базового эскиза. В общем-то - это незначительная разница - но если внутри крыла нервюр много - этот способ может значительно сократить объем работы по рисованию эскизов нервюр на вертикальной плоскости.

 

 

@@А вот с построением конечной нервюры - придется повозиться. Дело в том, что оболочка нижней своей частью на конце крыла поднимается над горизонтальной плоскостью. И построенный на ней эскиз не сможет быть вытянут для формирования нервюры внутри оболочки. Для базового эскиза нервюры нам придется построить дополнительную, вспомогательную плоскость. Для построения плоскости нам придется построить эскиз осевой линии конечного профиля (той самой, на которой мы задавали угол крутки конечного профиля в самом начале). В качестве еще одного элемента задающего плоскость выберем конечную точку на задней кромке третьей нервюры (там, где заканчивается окно под винт).

 

 

@@Теперь в этой вспомогательной плоскости строим эскиз конечной нервюры и делаем вытяжки. Тут мы столкнемся с очередной сложностью - т.к. вспомогательная плоскость эскиза не параллельна горизонтальной плоскости, то вытяжки эскиза проведенного по самому краю не будут ограничиваться телом оболочки и SW откажется строить такие вытяжки. Придется сдвинуть эскиз конечной нервюры немного внутрь крыла.

@@Помудрив с подбором положения базового эскиза для конечной нервюры, мы ее, наконец, построим. И приступим к продольному набору. Сначала необходимо закрыть щель в оболочке сзади. В области окна под винт, строим вытяжки по базовому эскизу на вертикальной плоскости, точно так же как строили нервюры. Но этот элемент стоит продлить и дальше - он будет задним лонжероном в крыле.

@@А вот для того, что бы закрыть щель на задней кромке придется снова воспользоваться нашей кривой вспомогательной плоскостью, которой мы пользовались для конечной нервюры. И тут снова придется подбирать положение эскиза так, что бы SW смог сделать вытяжки.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Точно так же как задний, строим и передний лонжерон. Для лобика рисуем более толстый эскиз, чем для лонжеронов, но формируется он точно так же как лонжероны.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Вот мы и построили весь каркас крыла. Крыло у нас - довольно сложное по форме (тут и двояковыпуклый S-профиль, и геометрическая крутка). Что бы сформировать его именно таким как мы хотим, потребуется стапель - иначе ни крутки ни нижней кривизны мы не сможем получить.

@@Обратите внимание: сами нервюры - не силовые элементы конструкции, силовым является продольный набор, а нервюры потребуются для формирования профиля, поэтому, вырезанные целиком нервюры в дальнейшем будут разрезаться в местах, где они сливаются с лонжеронами и лобиком, а вот лобик и лонжероны будут цельными.

@@А теперь - стапель.

 

Сборочный стапель

@@Для стапеля нам потребуется еще одна вспомогательная плоскость, она будет параллельна горизонтальной, но отстоять вниз на высоту стапеля.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Собственно, после построения этой плоскости, дальнейшие действия с учетом полученного ранее опыта вопросов вызывать не должно. Строим эскизы продольного и поперечных наборов стапеля, делаем вытяжки до оболочки и не забываем убирать галку на слияние тел - нам нужны отдельные тела для каждого из элементов. Оболочку можно и высветить, а можно так и оставить погашенной - на ваш вкус.

@@Вот что должно получиться (тут скрыта не только оболочка, но и весь каркас крыла):

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@Самое сомнительное место - это передняя часть стапеля - там такой изящный срез получается, сделать который из потолочки не удастся. Лучше всего там просто сделать полочку по нижней кромке этого среза. Собственно по крылу мы все сделали - если не смущает сложность - то можно начинать строить - гасим все ненужные тела, кроме того, шаблон для которого мы собираемся печатать. И создаем чертеж:

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

@@На чертеже выберем вид сбоку и масштаб 1:1.

 

@@Далее смотрите этот рисунок (откроется в новом окне).

 

Если горизонтально расположенного листа A4 не хватит, то можно взять A3. Хуже всего с лонжеронами - их и на A3 не уместить, но посмотрите внимательно - лонжероны у нас практически не отличаются от прямой сужающейся балки - т.е. их шаблоны 1:1 и не нужны - просто достаточно распечатать их в уменьшенном виде и проставить размеры. А вычертить их можно прямо на потолочке, по линейке.

@@Я печатал шаблоны нервюр вместе с поперечными элементами стапеля на отдельных листах в двух экземплярах и просто наклеивал их на потолочку двусторонним скотчем. С вырезанных нервюр шаблоны я срывал, а со стапельных - не обязательно.

""""Лобик правой и левой части крыла (так же как и задний лонжерон) я делал из склеенных листов потолочки как единое целое (это общий элемент для всего крыла). Далее я собрал стапель, т.е. без разницы, продольные или поперечные элементы резать или делать пазы. На стапель нужно положить заранее сформированную нижнюю оболочку. Подрезать по шву и склеить. Далее на нижней поверхности собирается весь каркас. Верхняя оболочка (тоже предварительно отформованная) приклеивается по отдельности - сначала одна половинка, потом вторая (в стык по центральному шву с первой). Развертку верхней оболочки надо делать с большими припусками по внутреннему краю, и аккуратно подрезать.

@@Пока достроить крыло по такой технологии я не успел, по причине катастрофической нехватки времени, - сделаны только скелет и стапель. Однако я его когда-нибудь обязательно дострою. Если вы нарисовали это крыло сами по моим инструкциям - то нарисовать более простое крыло - вам уже не составит труда.

@@Тут еще не нарисован элевон. И, собственно, нарисована пока только одна половина крыла и стапеля. Думаю, что дорисовать это - вы сможете сами. Просто постройте начальные и конечные сечения элевона и объедините их бобышкой по основаниям. Вторую половину всего, что мы нарисовали можно получить зеркальным отражением.

@@Пробуйте - дерзайте, и все получится.

 

@@Весь проект в SilidWorks - скачать (zip-архив, 430 кБ)