¿Por qué los fuselajes de doble burbuja no causan graves problemas de fatiga?

En respuesta a mis dos preguntas anteriores sobre problemas de fatiga, o la ausencia de la misma, generados por las cúspides en aviones con fuselaje de doble burbuja ( Stratocruiser , DC-9-80 ), recibí una serie de respuestas sobre cómo la presencia de una carga -El piso de apoyo unido a las cúspides del fuselaje, al estilo de la película entre dos pompas de jabón contiguas, niega cualquier susceptibilidad a la fatiga que las cúspides podrían generar de otro modo.

Por ejemplo, esta respuesta de @MaxPower a la pregunta de Stratocruiser:

No es el tipo de esquina afilada que concentra la tensión. Esa es la forma natural que permite que las partes tengan una tensión agradable y suave con la energía más baja. Si hiciera un globo de goma elástica con una membrana divisoria que creara dos cámaras y lo inflara, obtendría una forma de distribución de carga similar.

Y estos dos de la pregunta DC-9-80, uno de ellos de @JohnK:

No es un concentrador de estrés; es todo lo contrario. Lo que te estás perdiendo es que el piso mismo en la parte pellizcada forma un puente de tensión que permite un círculo más o menos 'ovalado' mientras mantiene la carga de tensión en las pieles y los marcos como si fuera un círculo puro.

Si tuviera un globo de goma lleno de aire y pudiera pasar una cuerda internamente de un lado al otro, atarlo a las paredes del globo, y luego tirar de la cuerda para apretar los lados del globo en un perfil de ocho , tendría lo mismo. Todas las cargas sobre las pieles aún están en tensión, así como las vigas del piso de puente (la cuerda).

y el otro por @Nyos:

La respuesta son pompas de jabón:

[imagen]

Están llenos de aire a una presión ligeramente más alta, y cuando están unidos entre sí, tienen una parte plana "similar a un refuerzo" entre ellos. (vea la imagen) Esto es similar a su estructura de estilo de "círculos adjuntos con refuerzo entre ellos". (fuselaje de CC)

Y más o menos entiendo lo que quieren decir, pero los aviones no están, en términos generales, hechos de películas de jabón, sino (principalmente) de aleaciones de aluminio (en el caso de la mayoría de los aviones Boeing) o plásticos reforzados con fibra ( en el caso de Airbus y los aviones Boeing más nuevos), los cuales, a diferencia de las películas de jabón, son vulnerables al agrietamiento por fatiga. Entiendo que se supone que el piso de carga extendido entre las cúspides las sostiene y hace que el área de la cúspide no sea más vulnerable a la fatiga que cualquier otra parte del fuselaje, pero me parece que eso solo funcionaría realmente si el piso tiene exactamente las mismas propiedades mecánicas (elasticidad, límite elástico, etc.) que el casco de presión exterior, lo cual es algo improbable. ¹

Por ejemplo, si el piso es más elástico que el casco de presión, la presurización de la aeronave debería hacer que se hinche hacia afuera alrededor del trópico de Capricornio, causando considerables esfuerzos de flexión en las áreas de las cúspides (aunque, admitámoslo, menos de lo que se generaría en ausencia de un piso):

(Las flechas verdes indican qué se expande en qué direcciones. Las flechas rojas indican la dirección de las tensiones de flexión resultantes en las áreas de las cúspides).

O, si el casco de presión es más elástico que el piso, los lóbulos superior e inferior del casco deberían hincharse hacia afuera, nuevamente causando considerables esfuerzos de flexión en las cúspides (aunque esta vez en la dirección opuesta):

(Las flechas verde y roja tienen exactamente el mismo propósito que en la imagen anterior).

¿Cómo y por qué esto no es un problema en la práctica?

¹ : Por ejemplo, el casco presurizado tiene que, como su nombre lo indica, resistir las tensiones radiales y circulares generadas por la presurización de la cabina, mientras que el suelo de la cabina solo tiene que resistir las tensiones longitudinales de la misma (razón por la cual los suelos de los aviones necesitan paneles de ventilación para mantener una descompresión rápida o explosiva de la bodega de carga provocando el colapso del piso y cortando los cables de control de vuelo tendidos por el piso ); como los materiales reaccionan de manera diferente al estrés de diferentes maneras, es probable que uno de los dos necesite una estructura más robusta que el otro, lo que lo hace más rígido y menos elástico. Además, los entornos de corrosión experimentados por el piso y el casco presurizado son considerablemente diferentes para la mayoría de las aeronaves, lo que probablemente provoque que uno se corroa (y se vuelva más débil y menos rígido) más rápido que el otro.