Министерство образования Российской Федерации
Московский авиационный институт
(государственный технический университет)
Г. К. Чеботарев
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТРЕЛОВИДНОГО КРЫЛА
БОЛЬШОГО И СРЕДНЕГО УДЛИНЕНИЯ
Методические указания к курсовому проектированию
по предмету “Прочность самолета”
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
г. Таганрог
2003 г.
СОДЕРЖАНИЕ .
1. 2. 2.1 2.2 2.3
2.4 2.5 2.6 2.7 3. 3.1
3.2
3.3 3.4 3.5 3.6
3.7
3.8 3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14 3.15 3.16 4.
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
4.6
4.7 4.8 4.9 4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15 5. 5.1 5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5
5.1.6
5.1.7
5.1.8
5.1.9
5.1.10
5.1.11
5.1.12
5.2 5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4 5.2.5
5.2.6
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3 |
Содержание Исходные данные к курсовому проектированию Проектирование крыла по заданным исходным данным Определение геометрических размеров крыла Расчет относительных координат профиля сечения крыла Выбор положения лонжеронов и определение положения оси жесткости крыла Вычерчивание профиля крыла Вычерчивание схемы крыла в плане Расчет весов конструкции крыла, двигателя и шасси Расчет весов топлива в баках Расчет статического нагружения крыла Выбор расчетной схемы крыла для расчета статического нагружения Расчет полетной перегрузки и общей аэродинамической нагрузки на крыло Определение циркуляции в сечениях крыла Расчет положения центров давления в сечениях крыла Расчет погонных нагрузок на крыло от аэродинамических сил Расчет погонных нагрузок на крыло от массово-инерционных сил конструкции крыла Расчет погонных нагрузок на крыло от массово-инерционных сил топлива Расчет суммарных погонных нагрузок на крыло Расчет погонных изгибающих и крутящих моментов отаэродинамических сил Расчет погонных изгибающих и крутящих моментов отмассово-инерционных сил конструкции крыла Расчет погонных изгибающих и крутящих моментов отмассово-инерционных сил топлива Расчет суммарных погонных изгибающих и крутящих моментов Расчет сосредоточенных сил и моментов от массово-инерционных сил сосредоточенных грузов Расчет перерезывающих сил в сечениях крыла Расчет изгибающих моментов в сечениях крыла Расчет крутящих моментов в сечениях крыла Проектировочный расчет сечений крыла на статическую прочность Выбор конструктивно-силовой схемы крыла Выбор расчетного сечения крыла Выбор расчетной схемы сечения Построение профиля расчетного сечения Расчет геометрических характеристик контура расчетного сечения крыла Выбор материалов для изготовления силовой части конструкции крыла в расчетном сечении Расчет толщины обшивки в расчетном сечении крыла Расчет толщин стенок лонжеронов в расчетном сечении крыла Выбор шага стрингеров Расчет нагрузок на панели продольного набора в расчетном сечении крыла Расчет площадей поперечных сечений полок лонжеронов в растянутой зоне расчетного сечения крыла Расчет площадей поперечных сечений стрингеров в растянутой зоне расчетного сечения крыла Расчет площадей поперечных сечений полок лонжеронов в сжатой зоне расчетного сечения крыла Расчет площадей поперечных сечений стрингеров в сжатой зоне расчетного сечения крыла Вычерчивание схемы расчетного сечения крыла Поверочный расчет сечения крыла на статическую прочность Расчет нормальных напряжений в расчетном сечении крыла Расчет геометрических характеристик стрингера с присоединенной обшивкой в растянутой зоне расчетного сечения крыла Расчет геометрических характеристик полок лонжеронов с присоединенной обшивкой и стенкой в растянутой зоне расчетного сечения крыла Расчет геометрических характеристик стрингера с присоединенной обшивкой в сжатой зоне расчетного сечения крыла Расчет геометрических характеристик полок лонжеронов с присоединенной обшивкой и стенкой в сжатой зоне расчетного сечения крыла Расчет коэффициентов редукции в растянутой зоне расчетного сечения крыла Расчет коэффициентов редукции в сжатой зоне расчетного сечения крыла Выбор расчетной схемы для расчета геометрических характеристик расчетного сечения крыла Расчет координат центров тяжести площадей поперечных сечений элементов продольного набора расчетного сечения крыла
Расчет редуцированных площадей поперечных сечений элементов продольного набора расчетного сечения крыла Расчет геометрических характеристик расчетного сечения крыла Расчет момента инерции расчетного сечения крыла относительно нейтральной оси Расчет нормальных напряжений в элементах продольного набора сечения крыла Расчет касательных напряжений в расчетном сечении крыла Выбор основной системы для расчета касательных напряжений в расчетном сечении крыла Расчет потоков касательных усилий в основной системе от перерезывающей силы Расчет крутящего момента в расчетном сечении крыла от потоков касательных усилий в основной системе от перерезывающей силы Расчет коэффициентов канонических уравнений метода сил Расчет неизвестных крутящих моментов в расчетном сечении крыла Расчет суммарных потоков касательных усилий и касательных напряжений в расчетном сечении крыла Анализ прочности конструктивных элементов в расчетном сечении крыла Анализ прочности элементов продольного набора в расчетном сечении крыла Анализ прочности обшивки и стенок лонжеронов в расчетном сечении крыла Расчет коэффициентов запаса прочности конструктивных элементов в расчетном сечении крыла
|
2 5 5 5 6 8
9 9 11 11 17 17
17
21 22 23 23
25
26 28
30
32
33
37
39 42 46 55
55 55 56 57 59
61
61 62 64 64
65
68
69
72
73 83 83 83
84
87
88
91
92
92
92
93
93
95
95
106 106
106
109
112 116
117
120
120
120
120
|
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
1.1. Номер варианта курсовой работы - №99.
Класс самолета в соответствии с классификацией Норм прочности - В.
1.3. Взлетный вес самолета G = 150 000 даН.
1.4. Максимально допустимое число М полета Mmax.max. = 0,7 .
1.5. Максимально допустимая индикаторная скорость полета Vmax.max. = 600 км/час .
1.6. Площадь крыла в плане S = 260 м2.
1.7.
Угол стреловидности крыла по передней
кромке
= 20
о
.
1.8.
Удлинение крыла
= 9,0 .
1.9.
Cужение крыла
= 3,0 .
1.10.
Относительная толщина профиля крыла
= 0,16 .
1.11. Количество двигателей на крыле nдв. = 4 .
Примечание :
Количество двигателей на крыле задается на две консоли.
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРЫЛА ПО ЗАДАННЫМ ИСХОДНЫМ ДАННЫМ .
2.1. Определение геометрических размеров крыла.
Размах крыла определяется по формуле ( 2.1.1. )
l
=
=
= 48,4 м.
где
= 9,0 - удлинение крыла,
S = 260 м 2 - площадь крыла в плане.
Концевая хорда крыла определяется по формуле ( 2.1.3. )
bк
=
=
= 2,69 м.
где
= 3,0 - сужение крыла.
Хорда крыла по оси самолета определяется по формуле ( 2.1.3. )
b0
=
bк
= 3
2,69
= 8,07 м.
Хорда произвольного сечения крыла определяется по формуле (2.1.4.)
b = b0 - kb z
Коэффициент пропорциональности kb в ( 2.1.4. ) определяется по формуле ( 2.1.5. )
kb
=
(
b0
- bк
) =
(
8,07 - 2,69 ) = 0,2223
2.2. Расчет относительных координат профиля сечения крыла.
Определение
относительных координат профиля сечения
крыла производится пересчетом по
заданной относительной толщине
относительных координат эталонного
профиля. Пересчет относительных координат
точек контура с эталонного на заданный
профиль производится по формулам (
2.2.2. )
=
=
= 0,8
=
=
= 0,8
где
= 0,16 – относительная толщина профиля сечения крыла.
Расчет относительных координат профиля крыла сводится в таблицу 2.1.
Таблица 2.1.
Расчет относительных координат профиля крыла.
|
|
|
|
|
0,00
0,02
0,04
0,06
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1.00
|
0,000
0,050
0,072
0,088
0,110
0,127
0,137
0,140
0,140
0,132
0,117
0,097
0,075
0,052
0,026
0,000
|
0,000
- 0,030
- 0,040
- 0,045
- 0,052
- 0,056
- 0,059
- 0,060
- 0,060
- 0,056
- 0,050
- 0,042
- 0,032
- 0,022
- 0,012
0,000
|
0,000
0,040
0,058
0,070
0,088
0,102
0,110
0,112
0,112
0,106
0,094
0,078
0,060
0,042
0,021
0,000
|
0,000
- 0,024
- 0,032
- 0,036
- 0,042
- 0,045
- 0,047
- 0,048
- 0,048
- 0,045
- 0,040
- 0,034
- 0,026
- 0,018
- 0,010
0,000
|
