4.12. Расчет площадей поперечных сечений стрингеров в растянутой зоне.

В соответствии с п. 4.3. на растяжение работают стрингеры нижней панели расчетного сечения крыла. Площадь поперечного сечения одного стрингера нижней панели определяется по формуле ( 4.12.1. )

F_стр.р. = - _обш.р. t_обш. s_стр.

В соответствии с п. 4.9.

n_стр. = 11

Коэффициенты, учитывающие уменьшение площадей поперечных сечений стрингера и обшивки нижней панели за счет их ослабления отверстиями под заклепки, в соответствии с ( 4.12.2. ) и ( 4.12.3. ) принимаются :

- для стрингера

k₂ = 0,9

- для обшивки

k₃ = 0,75

Разрушающее напряжение стрингера нижней панели на растяжение определяется по формуле ( 4.12.4. )

_стр.р. = k_{1 в}

где

_в = 4 000 даН/см² - разрушающее напряжение материала стрингера нижней панели на растяжение.

Величина коэффициента k₁ в ( 4.12.4. ), учитывающего влияние концентрации напряжений в силовых элементах конструкции при наличии отверстий под заклепки, принимается в соответствии с ( 4.11.4. ) для стрингера нижней панели, изготовленного из алюминиевого сплава Д16Т

k₁ = 0,8

Тогда из ( 4.12.4. )

_стр.р. = 0,8 4 000 = 3 200 даН/см²

Коэффициент редукции обшивки в растянутой зоне определяется по формуле ( 4.12.5. )

_обш.р. =

Разрушающее напряжение обшивки нижней панели на растяжение определяется по формуле ( 4.12.6. )

_обш.р. = k_{1 в}

где

_в = 4 000 даН/см² - разрушающее напряжение материала обшивки нижней панели на растяжение.

Величина коэффициента k₁ в ( 4.12.6. ), учитывающего влияние концентрации напряжений в силовых элементах конструкции при наличии отверстий под заклепки, принимается в соответствии с ( 4.11.4. ) для обшивки нижней панели, изготовленной из алюминиевого сплава Д16Т

k₁ = 0,75

Тогда из ( 4.12.6. )

_обш.р. = 0,75 4 000 = 3 000 даН/см²

Из ( 4.12.5. )

_обш.р. = =0,9375

Из ( 4.12.1.)

F_стр.р. = - 0,9375 0,12 25,0 =

= 11,963 – 2,557 = 9,406 см²

По вычисленной из ( 4.12.1. ) площади поперечного сечения стрингера нижней панели выбирается ближайший больший по сортаменту профиль - ПР 307 - 10 с площадью поперечного сечения F = 9,509 см² ( см. таблицу 4.8. Приложения 4 ).

При выборе профиля поперечного сечения стрингера следует выполнять условие ( 4.12.7. )

t_пр. > t_обш. = 1,2 мм

Для профиля ПР 307 – 10

t_пр. = s = 3,5 мм

Условие ( 4.12.7. ) выполняется.

Контуры профилей поперечного сечения стрингеров нижней панели нанесены на схему расчетного сечения крыла ( см. рис. 4.9. ). Профиль поперечного сечения стрингера нижней панели показан на рис. 4.5.

4.13. Расчет площадей поперечных сечений полок лонжеронов в сжатой зоне.

В соответствии с п. 4.3. на сжатие работают верхние полки лонжеронов. Суммарная площадь их поперечных сечений определяется по формуле ( 4.13.1.)

F_л.сж. =

Разрушающее напряжение верхних полок лонжеронов на сжатие определяется из соотношения ( 4.13.2. )

_л.сж. = _в

где

_в = 5 500 даН/см² - разрушающее напряжение материала верхних полок лонжеронов на растяжение.

Тогда из ( 4.13.2. )

_л.сж. = 5 500 даН/см²

Из ( 4.13.1. )

F_л.сж. = = 160,78 см²

Суммарная площадь поперечных сечений верхних полок распределяется между полками переднего и заднего лонжеронов, исходя из соотношений ( 4.13.3. )

F_п.л.сж. = F_л.сж. = 160,78 =

= 160,78 =

= 160,78 = 113,55 см²

F_з.л.сж. = F_л.сж. = 160,78 =

= 160,78 = 47,23 см²

при этом должно соблюдаться условие ( 4.13.4. )

F_п.л.сж. + F_з.л.сж. = F_л.сж.

Условие ( 4.13.4. ) принимает вид

113,55 + 47,23 = 160,78 см²

Условие ( 4.13.4. ) выполняется.

Для верхних полок переднего и заднего лонжеронов выполняются расчеты всех размеров в соответствии с п. 4.9. Приложения 4.

s₁ = ( 1,1 1,2 ) t_обш. 3 мм

s₂ = ( 1,1 1,2 ) t_ст. 3 мм

15 мм b = ( 5 7 ) s₁ 30 мм

15 мм h = ( 5 7 ) s₂ 30 мм

H = 0,5

B = 4H

Для верхней полки переднего лонжерона :

s₁ = ( 1,1 1,2 ) 1,2 = ( 1,32 1,44 ) мм

s₂ = ( 1,1 1,2 ) 4,5 = ( 4,95 5,4 ) мм

принимается

s₁ = 3 мм

s₂ = 5 мм

b = ( 5 7 ) 3 = ( 15 21 ) мм

h = ( 5 7 ) 5 = ( 25 35 ) мм

принимается

b = 20 мм

h = 30 мм

H = 0,5 = 0,5 =

= 0,5 = 0,5 10,53 = 5,265 см = 52,65 мм

принимается

Н = 55 мм

B = 4H = 4 55 = 220 мм

Для верхней полки заднего лонжерона :

s₁ = ( 1,1 1,2 ) 1,2 = ( 1,32 1,44 ) мм

s₂ = ( 1,1 1,2 ) 3,5 = ( 3,85 4,2 ) мм

принимается

s₁ = 3 мм

s₂ = 4 мм

b = ( 5 7 ) 3 = ( 15 21 ) мм

h = ( 5 7 ) 4 = ( 20 28 ) мм

принимается

b = 20 мм

h = 25 мм

H = 0,5 = 0,5 =

= 0,5 = 0,5 6,71 = 3,355 см = 33,55 мм

принимается

Н = 35 мм

B = 4H = 4 35 = 140 мм

Контуры профилей поперечного сечения верхних полок переднего и заднего лонжеронов нанесены на схему расчетного сечения крыла ( см. рис. 4.9. ). Уточняем величины площадей поперечных сечений верхних полок переднего и заднего лонжеронов и определяем координаты центров тяжести площадей сечений по формулам ( 4.13.5. )

F = BH + 2bs₁ + hs₂

y₀ = [ + 2bs₁ ( t_обш. + 0,5s₁ ) + hs₂ ( H + 0,5h )]

Для верхней полки переднего лонжерона :

F = 22,0 5,5 + 2 2,0 0,3 + 3,0 0,5 = 121,0 + 1,2 + 1,5 = 123,7 см²

y₀= [ +2 2,0 0,3(0,12+0,5 0,3)+3,0 0,5(5,5+0,5 3,0 )]=

= ( 332,75 + 0,324 + 10,5 ) = = 2,78 см = 27,8 мм

Для верхней полки заднего лонжерона :

F = 14,0 3,5 + 2 2,0 0,3 + 2,5 0,4 = 49,0 + 1,2 + 1,0 = 51,2 см²

y₀= [ +2 2,0 0,3(0,12+0,5 0,3)+2,5 0,4(3,5+0,5 2,5)]=

= ( 85,75 + 0,324 + 4,75 ) = = 1,77 см = 17,7 мм

Профили верхних полок переднего и заднего лонжеронов показаны на рис. 4.6. и 4.7.