Вопрос 4. Модель дискретного процесса нагружения
Доля
времени, проведенного самолетом в
условиях значительной турбулентности,
невелика. Например, в течение 2 – 3 -
часового полета среднемагистрального
самолета в среднем лишь 3—5 раз пик
перегрузки, вызваной вертикальными
порывами, выходит за пределы
.
Условия дискретного нагружения
описываются функцией
,
определяющей число порывов ветра с
вертикальной скоростью
,
превышающей предельные порывы со
скоростью
и зависящей от высоты полета (рис. 121).
При известной скорости полета
повторяемость превышений, отнесенная
к единице расстояния (обычно 100 км),
пересчитывается в повторяемость,
отнесенную к единице времени
,
(обычно 1 ч):
Рис. 121. Диаграмма повторяемости вертикальных порывов
Различают
три вида повторяемости — для грозовой,
облачной ясной погоды и для каждого
указывается относительная продолжительность.
Для ясной погоды
.
За
модель процесса нагружений принимается
детерминированный (детерминированные
- динамические системы, состояние
элементов которых в данный момент
времени полностью определяет их состояние
в любой предыдущий или следующий момент)
времени типовой полет с зафиксированными
продолжительностью и профилем. Типовой
полет разбивается на участки
,
в пределах которых условия нагружения
принимаются постоянными. Выделяют,
например, участки полета на постоянной
высоте; участки, на которых выпушена
механизация (это существенно изменяет
картину распределения нагрузки и на
крыло и на оперение); участки, на которых
выполняются маневры, и др. Для каждого
выделенного участка продолжительностью
весь диапазон скоростей порывов W
разбивается на несколько интервалов j
границами
и
,
где
.
Среднему
значению
соответствует суммарная повторяемость
всех порывов со скоростями, лежащими в
этом интервале:
В
дальнейших расчетах может рассматриваться,
например, «жесткая» модель самолета.
Тогда один порыв со скоростью
вызывает один цикл изменения со средним
напряжением
и амплитудой
.
Характеристики напряженного состояния
Рассмотрим
расчетное сечение силового элемента
(с
),
работающего на растяжение, и определим
характеристики его напряженного
состояния в типовом полете
и
.
При остатке топлива и других параметрах,
соответствующих
-му
участку типового полета, в нем имеется
избыток прочности (
).
Тогда при перегрузке в горизонтальном
полете
.
соответствующее значение среднего
напряжения
.
Амплитуда
напряжения, соответствующая приращению
перегрузки
,
вызванному порывом ветра со скоростью
,
имеет вид
Получаем
блок нагружения, соответствующий
типовому полету, описываемый совокупностью
параметров циклических нагрузок,
входящих в этот блок.
Лекция Структурные модели объектов
Для расчетов параметров надежности удобно использовать структурно - логические схемы надежности ТС, которые графически отображают взаимосвязь элементов и их влияние на работоспособность системы в целом. Структурно - логическая схема представляет собой совокупность ранее выделенных элементов, соединенных друг с другом последовательно или параллельно. Критерием для определения вида соединения элементов (последовательного или параллельного) при построений схемы является влияние их отказа на работоспособность ТС.
Последовательным (с точки зрения надежности) считается соединение, при котором отказ любого элемента приводит к отказу всей системы.
Параллельным (с точки зрения надежности) считается соединение, при котором отказ любого элемента не приводит к отказу системы, пока не откажут все соединенные элементы.