2.1.4.Расчёт толщины стенок лонжеронов

Стенки лонжеронов воспринимают потоки касательных усилий от крутящего момента и поперечных сил, действующих на лонжероны. Для определения поперечных сил каждого лонжерона сначала находят ординаты центра тяжести переднего и заднего лонжеронов:

Далее определяются осевые моменты инерции переднего и заднего лонжеронов:

Величины поперечных сил каждого лонжерона следующие:

Далее определяется положение центра жёсткости в расчётном сечении крыла по приближённой формуле (координата отсчитывается от переднего лонжерона):

Расстояние от центра жёсткости до точки приложения суммарной поперечной нагрузки в сечении равно:

где – расстояние от оси приведения до точки приложения силы

Крутящий момент в сечении относительно центра жёсткости равен:

Потоки касательных усилий от действующих в сечении поперечных сил и крутящего момента определяются по формулам:

,

,

Суммарные потоки, воспринимаемые стенками переднего и заднего лонжеронов, с учётом направления крутящего момента в расчётном сечении (рис. 4.2) равны:

Рис. 5. Определение потоков касательных усилий

Толщина стенки каждого лонжерона находится из условия:

Из ряда стандартных толщин авиационных конструкций за толщину переднего лонжерона принимается и за толщину заднего лонжерона принимается

2.1.6. Определение расстояния между рядовыми нервюрами крыла

Расстояние между рядовыми нервюрами определяется из условия равнопрочности, то есть равенства критических напряжений местной потери устойчивости стрингера и общей потери устойчивости стрингера с присоединоеннй обшивкой. Ординату центра тяжести сечения стрингера с присоединенной обшивкой найдем по формуле:

где – площадь стрингера в сжатой зоне,

– площадь присоединенного к стрингеру участка обшивки,

–ордината центра тяжести стрингера (из сортамента),

– толщина верхнего участка обшивки.

Момент инерции стрингера с присоединенной обшивкой относительно оси, проходящей через центр тяжести этого сечения и параллельной плоскости обшивки, найдем так:

где – собственный момент инерции стрингера (по сортаменту),

– положение центра тяжести изолированного стрингера,

Шаг рядовых нервюр находим по формуле:

Принимаем шаг рядовых нервюр l=750 мм.

2.2.Расчет сечения .

2.2.1.Толщина обшивки в первом приближении:

Используем формулу:

где - касательное усилие от воздействия крутящего момента ;

- разрушающее касательное напряжение.

Предполагая, что крутящий момент воспринимается наружным контуром (без хвостовой части), для касательного усилия можно записать:

где - удвоенная площадь наружного контура. При определении крутящего момента в первом приближении нужно задаться положением центра жесткости. Примем . Тогда крутящий момент .

тогда

Разрушающее касательное усилие принимаем равным: .

тогда

Принимаем

Расстояние между стрингерами t находят из условия получения волнистости крыла не выше определенного значения. Величина должна удовлетворять неравенству:

где – воздушное давление;

– коэффициент Пуассона

Е – модуль упругости материала;

– относительный прогиб.

Воздушное давление по верхней и нижней обшивкам распределено не равномерно. В условиях горизонтального полета на верхней обшивке воздушное давление составляет:

,

на нижней:

.

_{Для дальнейшего расчета принимаем}

Средняя толщина сечения определяется так:

где – коэффициент, учитывающий, что центры тяжести продольного силового набора не лежат на теоретическом контуре,

– высота переднего и заднего лонжеронов в расчетном сечении.

Нагрузка действующая на панель вычисляется следующим образом:

где – расчетное значение изгибающего момента в рассматриваемом сечении.

Нагрузку, воспринимаемую стрингерами с присоединенной обшивкой, найдем так:

где – коэффициент, учитывающий конструктивно – силовую схему крыла.