Материал: 4 часть баранов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Уточненной положение нейтральной оси можно найти из условия, что :

Касательные напряжения в поясах отсека вычисляются по формуле:

где – статический момент отсеченной части приведенного сечения относительно центральной оси, параллельной оси z.

Результаты расчетов , приведены в таблице 2. Значения нормального напряжения в последнем поясе и наибольшее значения касательного напряжения в обшивке в нулевом приближении являются исходными данными для поверочного расчета в программе OTCEK.EXE. Результат работы представлен на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 – Поверочный расчет, выполненный в программе OTCEK.EXE

Таблица 2 – Расчёт нормальных и касательных напряжений.

i

θi

Yi

Fпояс

φ(0)i

b(0)пр i,мм

Fi , мм2

F=Fii , мм2

Sx=Fi*φi*yi , мм3

Iz=Fi*φi*yi2, мм4

σri,МПа

Siотс, мм3

, МПа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

13

14

1

2,6086957

998,9637

0

0

91,061

0

0

0

0

300,1638

0

0

2

7,826087

990,6859

0

0

91,061

0

0

0

0

298,0776

0

0

3

13,043478

974,1991

0

0

91,061

0

0

0

0

293,9225

0

0

4

18,26087

949,6397

0

0

91,061

0

0

0

0

287,7329

0

0

5

23,478261

917,2113

0

0

91,061

0

0

0

0

279,5601

0

0

6

28,695652

877,1826

0

0

91,061

0

0

0

0

269,4718

0

0

7

33,913043

829,8853

0

0

91,061

0

0

0

0

257,5516

0

0

8

39,130435

775,7113

0

0

91,061

0

0

0

0

243,8984

0

0

9

44,347826

715,1095

0

0

91,061

0

0

0

0

228,6251

0

0

10

49,565217

648,5821

0

0

91,061

0

0

0

0

211,8585

0

0

11

54,782609

576,6803

0

0

91,061

0

0

0

0

193,7374

0

0

12

60

500

1214

1

91,061

1286,849

1286,849

643424,4

321712200

174,4119

1060336,23

33,40521

13

65,217391

419,1765

0

0

91,061

0

0

0

0

154,0423

0

0

14

70,434783

334,8796

0

0

91,061

0

0

0

0

132,7973

0

0

15

75,652174

247,8078

0

0

91,061

0

0

0

0

110,8529

0

0

16

80,869565

158,6825

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

24202,96

3840587,355

88,39099

0

0

17

86,086957

68,24241

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

10408,63

710310,2462

65,59772

0

0

18

91,304348

-22,7632

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-3471,94

79032,52762

42,66192

0

0

19

96,521739

-113,58

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-17323,7

1967634,717

19,77367

0

0

20

101,73913

-203,456

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-31032

6313648,282

-2,87739

1078718,91

33,98434

21

106,95652

-291,646

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-44483,1

12973321,88

-25,1036

1083650,47

34,13971

22

112,17391

-377,419

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-57565,6

21726376,19

-46,7207

1075499,52

33,88292

23

117,3913

-460,065

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-70171,1

32283289,94

-67,5496

1054743,06

33,229

Продолжение таблицы 2

24

122,6087

-538,899

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-82195,2

44294876,36

-87,4177

1021962,55

32,19627

25

127,82609

-613,267

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-93538,1

57363833,06

-106,16

977839,088

30,80619

26

133,04348

-682,553

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-104106

71057883,42

-123,622

923147,763

29,08318

27

138,26087

-746,184

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-113811

84924074,86

-139,659

858751,228

27,0544

28

143,47826

-803,631

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-122573

98503760,96

-154,137

785592,558

24,74959

29

148,69565

-854,419

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-130320

111347771,9

-166,937

704687,435

22,20072

30

153,91304

-898,128

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-136986

123031271,6

-177,953

617115,729

19,44183

31

159,13043

-934,394

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-142518

133167809,5

-187,093

524012,554

16,50868

32

164,34783

-962,917

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-146868

141422103,5

-194,281

426558,856

13,43846

33

169,56522

-983,462

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-150002

147521129,7

-199,459

325971,634

10,26953

34

174,78261

-995,857

116,1

1

45,5305

152,5244

152,5244

-151892

151263153

-202,583

223493,85

7,04103

9656,47

-3128493

4417856938

4.3 Расчет трех наиболее нагруженных панелей дополнительных напряжений в обшивке и стрингерах.

По результатам поверочного расчета программы OTCEK.EXE, выбираем панели №22, №28, №34

Напряжения в обшивке вычисляются по формуле:

где – коэффициент коррекции,

- угол наклона гофр (см. рисунок 4.6)

Коэффициент коррекции находится по формуле:

Так как то

Получаем

где

- принимаем из данных программы OTCEK.EXE.

Тогда напряжения в обшивке будут равны

Сжимающие напряжения в стрингере за счет потери устойчивости обшивки от сдвига определяем следующим образом:

где – приведенная площадь сечения стрингера,

где – участок обшивки, примыкающей к стрингеру,

Получаем

Напряжения изгиба в среднем сечении стрингера определяем по формуле:

где – максимальный изгибающий момент,

- момент инерции сечения стрингера относительно оси с учетом прикрепленного к нему участка общивки,

- расстояние от оси , изображенной на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 – К расчету стрингера на изгиб

где – погонная поперечная нагрузка.

Получаем

Найдем момент инерции сечения относительно оси :

где

Получаем

где МПа, где берем из результатов программы OTCEK.EXE;

если

– критические напряжения для каждой панели.

где

– берем из результатов программы OTCEK.EXE.

Характеристики выбранного профиля, изображенного на рисунке 4.7 равны:

Наибольшие сжимающие напряжения изгиба будут наблюдаются в точке 1, наибольшие растягивающие напряжения наблюдаются в точке 2.

Для выбранных точек имеем:

По рисунке 4.7 видно, что

Момент инерции для панели №22 получим равным

Тогда получаем наибольшие сжимающие и растягивающие напряжения будут равны

Окончательные напряжения в стрингере находим как

Результаты расчетов приведены в таблице 3.

Таблица 3 – 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

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: