
- •1Введение
- •2Исходные данные.
- •2.1Расчетные случаи.
- •3Расчет крыла.
- •3.1Геометрические параметры крыла.
- •3.2Определение нагрузок на крыло.
- •3.2.1Определение аэродинамических нагрузок на крыло.
- •3.2.2Определение массовых нагрузок на крыло.
- •3.3Распределение нагрузок по длине крыла.
- •3.3.1Распределение аэродинамических нагрузок.
- •3.3.2Распределение массовых нагрузок.
- •3.4Построение эпюр перерезыващих сил, изгибающих и крутящих моментов.
- •3.4.1Построение эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов.
- •3.4.2Построение эпюр крутящих моментов.
- •3.5Проектировочный расчет сечения тонкостенного крыла.
- •3.5.1Исходные данные.
- •3.5.2Пересчет крутящего момента.
- •3.5.3Определение толщин стенок лонжеронов и обшивки
- •3.5.4Определение количества и площадей элементов продольного набора.
- •3.6Поверочный расчет сечения крыла методом редукционных коэффициентов.
- •3.7Поверочный расчет сечения крыла на сдвиг.
- •3.8Последовательность выполнения расчета.
- •4Расчет крыла в зоне узлов разъема.
- •4.1Расчет тонкостенной балки при торцевом нагружении.
- •4.2Особенности расчета крыла в зоне разъема.
- •5О собенности расчета крыла в зоне выреза.
- •6Расчет нервюры.
- •7Расчет оперения, элеронов, закрылков и щитков.
- •7.1Вертикальное и горизонтальное оперение.
- •7.1.1Конструктивные особенности. Исходные данные для расчета.
- •7.1.2Особенности расчета оперения.
- •7.2Расчет элеронов и закрылков.
- •7.2.1Особенности расчета элеронов и закрылков.
- •8Расчет фюзеляжа
- •8.1Нагружение фюзеляжа.
- •8.2Построение эпюр.
- •8.3Расчет фюзеляжа в регулярной зоне.
- •8.3.1Расчет сечения фюзеляжа на сдвиг.
- •8.3.2Определение центра жесткости.
- •8.3.3Расчет на кручение.
- •8.4Расчет фюзеляжа в зоне вырезов.
- •9Приложение 1.
- •9.1Распределение циркуляции по размаху плоского крыла.
- •9.2Поправки циркуляции крыла от влияния мотогондол и фюзеляжа.
- •9.3Поправки циркуляции от стреловидности.
- •10Приложение 2.
3.4.2Построение эпюр крутящих моментов.
Эпюра крутящих моментов Mz строится относительно оси жесткости крыла. Если ось жесткости не определена, то эпюра крутящих моментов строится относительно произвольной оси параллельной оси Z.
Предварительно строится эпюра погонных изгибающих моментов mz (см. рис. 3.4)
, (3.39)
где a – расстояние от оси центров давления до оси Z;
c – расстояние от оси центров тяжести до оси Z.
Р
ис.
3.4.
Для построения эпюры крутящих моментов необходимо вычислить интеграл
Вычисление данного интеграла производим методом трапеций
, (3.40)
, (3.41)
. (3.42)
Для удобства вычислений удобно воспользоваться таблицей, аналогичной таблице 3.3,
Таблица 3.4
Номер сечения, i |
|
|
mzi |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
0.0 |
|
mz1 |
|
Mz1 |
2 |
|
|
mz 2 |
|
Mz 2 |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
N-1 |
|
|
mz N-1 |
|
Mz N-1 |
N |
1.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
Вычисления по этой таблице необходимо вести снизу вверх (то есть от конца крыла к оси симметрии).
Дополнительно необходимо учитывать сосредоточенные крутящие моменты от агрегатов находящихся на крыле. Величина сосредоточенного крутящего момента вычисляется так
, (3.43)
где Pi – величина массовой силы, действующей на агрегат;
ri – расстояние от центра тяжести агрегата до оси жесткости.
После заполнения таблицы и внесения поправок от сосредоточенных моментов строим эпюру крутящих моментов Mz в удобном масштабе. Пример эпюры на рис. 3.5.
Рис. 3.5.
3.5Проектировочный расчет сечения тонкостенного крыла.
Современные методы расчета крыла на прочность основаны на представлении крыла в виде тонкостенной балки. В основу расчета нормальных напряжений положены следующие передположения о расчете силовой схему крыла:
Плоские сечения, нормальные к оси крыла, поворачиваясь при деформации остаются плоскими;
Нормальные напряжения в поперечном направлении раны нулю
Крыло рассматривается, как безмоментная тонкостенная оболочка.
Первые два предположения обосновываются наличием в крыле часто расположенных нервюр. Нервюры, соединяя различные элементы крыла, обеспечивают его работу как единого целого. По причине большой жесткости нервюр в своей плоскости, контур поперечного сечения крыла не деформируется при изгибе. Поэтому можно считать, что сжатие (растяжение) элементов продольного набора крыла не сопровождается поперечными деформациями этих элементов и нормальные напряжения в поперечном направлении нулевые.
Рассмотрение крыла, как безмоментной оболочки обусловлено тем, что местная изгибная жесткость отдельных элементов весьма мала по сравнению с жесткостью на изгиб всего сечения крыла.