Материал: Вторая часть Бубнова

2. Расчет шпангоута

   1. Графическое изображение расчетной схемы

В данной части курсовой работы рассмотрен шпангоут, нагруженный двумя радиальными силами (), двумя касательными силами ( и двумя изгибающими моментами (.

Схема нагружения изображена на рисунке 1. Значения нагрузок приведены в таблице 1.

Рисунок 1 — Схема нагружения шпангоута

Таблица 1 — Исходные данные

Радиус шпангоута:

Расстояние между шпангоутами:

Толщина обшивки:

Коэффициент безопасности:

Материал шпангоута Д16АТ имеет следующие характеристики:

2.2 Определение с помощью эвм закона изменения погонной касательной силы , изгибающего момента , перерезывающей силы и продольной силы. Посторенние эпюр , , и .

Для расчёта, и необходимо рассчитать нагрузки с учётом коэффициента безопасности

Расчетные значения усилий вычисляются по формулам:

где — - расчетные значения усилий;

- номер нагрузки.

В таком случае расчетные значения радиальных сил будут равны:

Расчетные значения касательных сил будут равны:

Расчетные изгибающие моменты будут равняться:

В соответствии со схемой нагружения шпангоута и полученными значениями расчётных нагрузок на ЭВМ вычисляются значения ,.

Расчёт проводится с помощью программы ring.exe. Результаты расчётов приведены ниже, на странице 16.

Вычислим скачки на эпюрах ,.

1. Для сечения имеем:

,

,

,

,

,

.

2. Для сечения имеем:

,

,

,

,

,

.

3. Для сечения имеем:

,

,

,

,

,

.

4. Для сечения имеем:

,

,

,

,

,

5. Для сечения имеем:

,

,

,

,

,

,

.

Эпюры и графики распределения , , и , представлены на рисунках 2-5.

Рисунок 2 — Эпюра

Рисунок 3 — Эпюра

_{Рисунок 4} — Эпюра

Рисунок 5 — Эпюра

3. Подбор сечения шпангоута

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

,

,

,

.

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

Рисунок 10 — Типовое сечение шпангоута

Введем следующие обозначения:

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

• – высота стенки,

• =2,2 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

Определим высоту стенки и площадь сечения пояса

Исходя из величины

подберём по каталогу подходящий профиль.

Рисунок 11 — Геометрические характеристики уголка

Возьмем профиль Пр100-19 ГОСТ 410058 имеющий следующие геометрические характеристики:

• мм² – площадь сечения пояса из каталога,

• мм – высота профиля,

• мм – толщина профиля,

• мм – координаты центра тяжести,

• мм⁴ – момент инерции профиля.