
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=Fi*φi , 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 |
|
|
|
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

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:
