9.3Проектировочный расчет усиленной нервюры с кронштейном навески элерона

Силовые нервюры крыла воспринимают распределенные воздушные нагрузки и сосредоточенные силы от агрегатов самолета. Далее рассматривается упрощенная методика расчета силовой нервюры крыла в зоне установки кронштейна навески элерона.

Методика расчета

1. Используя плановую проекцию крыла, составляют расчетную схему нервюры крыла с учетом геометрии сечения крыла (рис. 9.12). При дальнейшем расчете предполагается, что нагрузка на элерон и реакция в опорах кронштейна определяется аналогично 9.2.2. Расчитанные значения нагрузок и геометрии нервюры заносятся в таблицу (табл. 1).

Пример заполнения таблицы

Таблица1

Данные к расчету нервюры

Нср, м	Вн , м	Ре, кг	ае , мм
0,5	2,4	280	270

Рис. 9.12. Расчетная схема нервюры.

1 – ось лонжеронов кессона крыла; 2 – ось вращения элерона; 3 – ось нервюры; 4 – элерон; l_ел – размах элерона; Р_э – нагрузка, действующая в результате отклонения элерона; R₁ и R₂ – реакции в стенках лонжеронов; Н₁, Н₂ – высоти лонжеронов; Н_ср – средняя высота стенки нервюры; b_e0, b_ek – корневая и концевая хорды элерона; а_е – расстояние от стенки заднего лонжерона до оси вращения элерона; В_н – расстояние между стенками лонжеронов; q_kp – поток распределенных касательных нагрузок.

2. Определение реакций R₁ и R₂ в стенках лонжеронов

Сила Р_э с кронштейна подвески элерона через стенку нервюры распределяется на стенки лонжеронов пропорционально жесткости лонжеронов на изгиб (считаем, длины и материал лонжеронов одинаковый):

.

Тогда значения R₁ и R₂:

;

3. Определение крутящего момента, действующего на нервюру М_кр

,

где B_н – расстояние между стенками лонжеронов.

4. Определение потока распределенных касательных напряжений q_кр:

,

где Н_ср – средняя высота стенки нервюры.

5. Сравниваем значения R₁ и R₂ и с учетом большего усилия рассчитываем перерезывающую силу в нервюре:

6. Определение необходимой толщины стенки усиленной нервюры:

,

где τ_в – допустимое напряжение материала на срез.

На основе проведенных расчетов выполняем чертеж нервюры с учетом конструктивно-технологических требований.

9.4Проектировочный расчет заклепочного соединения

При выборе типу заклепки пользуются следующими соображениями:

1. Для силовых швов, не входящих в аэродинамический контур, рекомендуется использовать заклепки с плоской головкой, позволяющие выполнять механизированную клепку.

2. Для внешних контуров целесообразно использовать потайные заклепки двух типов – с углом раствора головки 90° та 120°.

3. В местах с односторонним подходом используются заклепки со стержнем.

9.4.1Расчет параметров заклепочного шва, соединяющего пояс и стенку лонжерона

Общая расчетная схема приведена на рис. 9.13.

Рис. 9.13. Расчетная схема заклепочного соединения

Величину усилия, действующего на одну заклепку в плоскости среза, определяем из условия равновесия участка в зоне стыка стенки с поясом:

где t – шаг заклепок;

Q – перерезывающее усилие в сечении;

h – высота стенки в лонжероне;

m – количество рядов заклепок.

Поскольку величины Q, h – являются исходными данными, то задаваясь шагом заклепок t и числом рядов m, определяем усилие среза, действующее на одну заклепку и по табл. 9.2 выбираем материал и диаметр заклепки.

_{Таблица 9.2}