Материал: 4-4

,

,

,

,

,

.

5. Для сечения имеем:

,

,

,

,

,

.

Эпюры и графики распределения , , и , представлены на рисунках 2.2-2.5.

Рисунок 2.2 — Эпюра

Рисунок 2.3 — Эпюра

_{Рисунок} 2.4 — Эпюра

Рисунок 2.5 — Эпюра

2.3 Подбор сечения шпангоута

Определим максимальные значения изгибающего момента, нормальной и перерезывающей сил по абсолютной величине:

,

,

,

.

Рассмотрим типовое сечение силового шпангоута, изображенное на рисунке 2.6. Оно состоит из двух поясов, стенки и части обшивки корпуса летательного аппарата, работающего совместно со шпангоутом.

Рисунок 2.6 — Типовое сечение шпангоута

Введем следующие обозначения:

• – площадь сечения пояса, состоящего из двух прессованных уголков,

• – высота стенки,

• =1,5 м – толщина стенки.

Для определения значений , и воспользуемся следующими формулами:

Коэффициент определяется по формуле:

где – модель упругости материала Д16АТ.

В этих формулах это критическое напряжение для полки пояса, при подборе пояса его можно принять

МПа.

Определим высоту стенки и площадь сечения пояса

Исходя из величины

подберём по каталогу подходящий профиль. Типовое изображение профиля представлено на рисунке 2.7

Рисунок 2.7 — Геометрические характеристики уголка

Возьмем профиль Пр100-35 ГОСТ 410065 имеющий следующие геометрические характеристики:

• мм² – площадь сечения пояса из каталога,

• мм – высота профиля,

• мм – толщина профиля,

• мм – координаты центра тяжести,

• мм⁴ – момент инерции профиля.

По геометрическим характеристикам этого профиля определяем для него величину критического напряжения для полки пояса , и уточняем значение высоты стенки шпангоута:

Критическое напряжение местной потери устойчивости полки профиля превышает предел пропорциональности материала равный МПа, поэтому

где

Вычислим уточненное значение высоты стенки шпангоута:

Найдём толщину стенки шпангоута:

Округлим полученные значения

2.4 Подбор диаметра заклепки сборки шпангоута

Используем двухсрезную заклепку, для которой величина срезающей силы равна

,

где мм – шаг заклёпок.

Подсчитаем нагрузку, приходящуюся на одну заклёпку

Определим площадь сечения заклёпки

,

гдеМПа – предел прочности материала на сдвиг.

Вычислим

Диаметр заклёпки вычислим по формуле:

Округлим полученное значение до стандартного

2.5 Подбор диаметра заклепки, крепящей шпангоут к обшивке

Нагрузка действующая на заклёпку, крепящую шпангоут к обшивке определяется по формуле

,

где мм – шаг заклёпок.

Подсчитаем нагрузку, приходящуюся на одну заклёпку

Определим площадь сечения заклёпки

,

где МПа – предел прочности материала на сдвиг.

Вычислим

Диаметр заклёпки вычислим по формуле

Округлим полученное значение до стандартного:

На рисунке 2.8 представим расчетную схему:

Рисунок 2.8 - Расчётная схема

2.6 Поверочный расчет шпангоута

Рассмотрим поперечное сечение шпангоута, изображенное на рисунке 2.9 и имеющего следующие характеристики:

мм – длина равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – высота стенки шпангоута,

мм – толщина стенки шпангоута,

мм² - площадь равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – толщина равнополочного профиля уголкового сечения,

мм – диаметр заклепки для сборки шпангоута,

мм – диаметр заклепки, крепящей шпангоут к обшивке,

мм – толщина обшивки.

Рисунок 2.9 — Поперечное сечение шпангоута

Вычислим расстояние между заклёпками и

Определим ширину присоединенной обшивки:

Площадь поперечного сечения с учетом ослабления отверстиями под заклепки:

Статический момент сечения относительно оси :

Координата центра тяжести:

Момент инерции сечения шпангоута относительно оси :