
- •9. Определение нормальных и касательных напряжений.
- •9. Определение нормальных и касательных напряжений.
- •9.1. Определение нормальных напряжений.
- •9.1.1. Основные допущения.
- •9.1.1. Исходные данные
- •9.1.3. Метод расчета.
- •9.1.4. Выбор редукционных коэффициентов первого приближения.
- •9.1.5. Приближенный метод определения нормальных напряжений
- •9.2 Определение касательных напряжений
- •9.2.1. Основные допущения.
- •9.2.2. Касательные усилия в замкнутом контуре
- •9.2.3. Приближенные методы определения касательных напряжений
- •9.3.3. Распределение крутящего момента между контурами
- •9.3. Учет конусности крыла
М
инистерство
образования и науки Украины
Национальный авиационный университет
Аэрокосмический институт
Кафедра конструкции летательных аппаратов
ЛЕКЦИЯ № 9 (3)
по дисциплине "Конструкция и прочность летательных аппаратов"
9. Определение нормальных и касательных напряжений.
Составитель проф. Радченко А.И.
Киев 2009
9. Определение нормальных и касательных напряжений.
Ниже излагается расчет нормальных напряжений в сечении крыла методом редукционных коэффициентов. Он был предложен и разработан в 1932 - 1935 гг. проф. В. Н. Беляевым.
9.1. Определение нормальных напряжений.
9.1.1. Основные допущения.
Современные методы определения нормальных напряжений в крыле самолета основаны на представлении крыла в виде тонкостенной балки. Аналогия крыла с балкой становится особенно понятной, если сопоставить их деформации. Как и для балки, деформации крыла большого удлинения характеризуются одним линейным (прогибом) и одним угловым (углом крутки) смещением. Как и в случае балки, нормальные напряжения в сечении крыла определяют при следующих допущениях (рис. 9.1):
1) плоские сечения п - п, нормальные к оси z крыла, поворачиваясь при деформации (n' - n'), остаются плоскими;
2) в продольных сечениях панелей крыла нормальные напряжения σх = 0;
3) крыло рассматривается как безмоментная тонкостенная оболочка.
Первых
два допущения обосновываются наличием
в крыле часто располож
енных
нервюр, которые, соединяя различные
элементы крыла, обеспечивают его работу,
как единого целого.
Благодаря 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 напряжения σх = 0.
Возможность рассматривать
Рис. 9.1. Напряжения и деформации крыло как безмоментную оболочку
крыла обусловлена тем, что местная жесткость
при изгибе отдельных его элементов весьма мала по сравнению с жесткостью при изгибе всего сечения.
Ниже излагается расчет сечения крыла от изгибающего момента, действующего в плоскости, перпендикулярной к плоскости хорд.
9.1.1. Исходные данные
Исходные
данные: изгибающий момент М
в
сечении крыла, геометрические
характеристики сечения (рис. 9.2) и
характеристики жесткости элементов
продольного набора. Последние задаются
в виде зависимостей
напряжений σ
от деформаций ε
(рис. 9.3). Различные элементы крыла обычно
имеют неодинаковые и к тому же нелинейные
зависимости σ
от ε.
Причиной этого может быть различие в
материалах, из которых выполнены элементы
конструкции, работа отдельных элементов
за пределом пропорциональности п
осле
потери устойчивости.
Рис. 9.2. Действительное (а) и редуцированное сечения (б) крыла. Рис. 9.3. Зависимости σ-ε для различных элементов крыла.