Материал: 4-4
По
рисунке 4.7 видно, что
Момент инерции для панели №16 получим равным
Тогда получаем наибольшие сжимающие и растягивающие напряжения будут равны
Окончательные напряжения в стрингере находим как
Результаты расчетов приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Расчет вторичных напряжений
4.4 Определение запасов прочности наиболее нагруженных силовых элементов
Определим
запасы прочности основных элементов
конструкции. Обшивка находится в условиях
плоского напряжённого состояния, и для
нее нужно вычислить эквивалентное
напряжение
.
Получим
Тогда запас прочности обшивки найдем как:
где
– коэффициент, учитывающий ослабление
обшивки отверстиями под заклепки, где
t
= 25 мм – шаг заклепок, d
= 2,5 мм- диаметр заклепок.
Значение
рассчитывается по формулам раздела 4.2
для данного сечения, а величина
посчитана
в разделе 4.2.
Для
сжатых стрингеров проводится проверка
на устойчивость. Общая устойчивость
проверяется по напряжениям
где
– критическое напряжение общей потери
устойчивости для выбранной панели.
Определим запас устойчивости для сжатой полки стрингера:
Определим запас прочности по разрыву для точки 2:
Проверяем заклепки на срез. При этом запас прочности:
,
где
– срезывающая сила для данной заклепки;
.
Для заклепок, крепящих обшивку к торцевому шпангоуту:
где t= 25 мм – шаг заклепок.
где
–напряжение на срез.
Для заклепок, крепящих обшивку к стрингеру:
Тогда запас прочности для заклепок, крепящих обшивку к стрингеру будет равно
Результаты расчетов представлены в таблице 7.
Таблица 7 - Определение запасов прочности наиболее нагруженных силовых элементов
|
|
Kзак |
σэквi, Мпа |
ηобш |
σ0кр общ, Мпа |
σкр общ, Мпа |
(σ I 0 +σ'i), Мпа |
ηстр |
σкр м, Мпа |
η(1)стр |
|
16 |
0,9 |
80,17151 |
4,939411 |
330,282 |
222,365 |
-50,9967 |
4,360379 |
203,42 |
2,214126 |
|
20 |
0,9 |
50,51871 |
7,838681 |
330,282 |
222,365 |
-138,866 |
1,601292 |
203,42 |
1,108217 |
|
24 |
0,9 |
6,667735 |
0 |
330,282 |
222,365 |
-174,358 |
1,275336 |
203,42 |
1,116396 |
|
|
η(2)стр |
P1, Н |
P2, Н |
P, Н |
Pср, Н |
ηср |
,МПа |
,МПа |
P1, Н |
|
16 |
14,39157 |
407,1577 |
835,8 |
929,6984 |
1246,82 |
1,341101 |
41,79 |
41,82 |
-0,6 |
|
20 |
9,5963 |
233,1553 |
469,62 |
524,3132 |
1246,82 |
2,378005 |
23,481 |
27,38 |
-77,98 |
|
24 |
2,774354 |
23,88786 |
57,02 |
61,8216 |
1246,82 |
20,16803 |
2,851 |
8,481 |
-112,6 |
|
|
σθi, Мпа |
σθi-1, Мпа |
P2, Н |
P, Н |
ηср |
|
|
|
|
|
16 |
19,442 |
11,687 |
155,1053 |
155,1064 |
8,038477 |
|
|
|
|
|
20 |
22,39 |
23,32 |
-18,6403 |
80,17694 |
15,55085 |
|
|
|
|
|
24 |
3,76 |
10,35 |
-131,713 |
173,2829 |
7,195282 |
|
|
|
|
Заключение
В первой части данной курсовой работы был произведен расчет внутренних усилий в сечениях корпуса ЛА, построены эпюры продольной, поперечной сил и изгибающего момента.
Во второй части рассчитаны усилия, действующие на круговой шпангоут, построены их эпюры, произведен подбор сечений всех силовых элементов шпангоута, проведен поверочный расчет спроектированного шпангоута, который показал, что шпангоут имеет достаточные запасы прочности и устойчивости.
В третьей части выполнен подбор толщин обечайки, днищ и площади сечения распорных шпангоутов топливного бака. Также произведен расчет топливных баков ЛА на прочность и устойчивость.
В последней части курсовой работы был произведен расчет негерметичного отсека. Были подобраны толщина обшивки, площадь сечения лонжеронов и количество стрингеров. Затем произведен расчет наиболее опасного расчетного случая нормальных и касательных напряжений, а также расчет дополнительных напряжений в обшивке и в стрингерах для наиболее нагруженных панелей. В конце были определены запасы прочности наиболее нагруженных силовых элементов, которые показали что отсек спроектирован правильно, все запасы прочности и устойчивости больше единицы.
Список использованных источников
-
Савельев, Л. М. Расчеты на ЭВМ усилий в сечениях корпуса ЛА [Текст] : методические указания / Сост. Л. М. Савельев – Куйбышев: КуАИ, 1989. – 30 с.
-
Ахмедьянов, И. С. Расчет круговых шпангоутов на ЭВМ [Текст] : методические указания / авт. состав. И. С. Ахмедьянов, М. В. Зацепина. – Куйбышев : КуАИ, 1987. – 28 с.
-
Леонов, В.И. Расчет баков летательных аппаратов на прочность и устойчивость [Текст] : учебное пособие / Сост. В.И. Леонов. - Куйбышев: КуАИ, 1990. – 74 с.
-
Савельев, Л. М. Расчет негерметичных подкрепленных отсеков [Текст] : учебное пособие. Изд. второе, переработанное / Л.М. Савельев. – Самара: СГАУ, 1995. – 52 с.