Учебное пособие 1329

Из эпюры QPO в промежутке от второй до первой опор вычитают реакцию R20 и получают эпюру перерезывающих

сил руля QP (на рис. 30,а она заштрихована). Скачок над

первой опорой и будет R10 . Реакцию можно определить из уравнения статики

определимой системе изображена на рис. 30,б (она заштрихована). Разделив эпюру изгибающих моментов на

руля – истинную форму кривой упругой оси (рис. 30,г). Вычисление перемещений (рис. 30,д) удобно вести относительно подвижной линии, проходящей через шарниры 1 и 2. Аналогичным способом находят прогибы

стабилизирующей поверхности 30 , приложив в шарнирах

реакции R10 и R20 и сменив их направление на обратное.

90

Рис. 30

Шарнир 3 в статически определимой системе для руля и стабилизатора получит разные перемещения, что в действительности невозможно. Это расхождение должна

91

уничтожить сила, приложенная в точке 3. Приложим в точках

3 и 3' (рис. 30,д), единичные силы и найдём прогибы от этого нагружения 33 и 33. В действительности, в шарнире

Точка 3 является общей для стабилизатора и руля, следовательно

3 3 или 30 R3 33 30 R3 33 ,

отсюда R3 30 30 .

33 33

Зная R1 , R2 , R3 , и, построив эпюры Q,M,MKP , производят расчёт сечений стабилизатора, киля и рулей на изгиб, сдвиг и кручение методами, разработанными для крыла.

9.2. Расчёт управляемого стабилизатора

Управляемые стабилизаторы не имеют самостоятельных рулевых поверхностей. Они поворачиваются вокруг оси, как правило, совпадающей с осью лонжерона. Управляемый стабилизатор по конструкции и силовой схеме представляет собой обычную несущую поверхность, поэтому его расчёт производится методами, разработанными для крыла. Отличия будут только в связи с особым креплением на фюзеляже.

92

Основным элементом управляемого стабилизатора является лонжерон 1-2-3-4-5 (рис. 31). На участке 2-4 он воспринимает изгиб и сдвиг. Рассмотрим расчёт участка стабилизатора 4-5. Как и для крыла определяют нагрузку, распределяя её по поверхности в соответствии с нормами

прочности и строят эпюры Q,M и MKP . Проводят далее расчёт сечений лонжерона на изгиб и сдвиг, а контура стабилизатора на кручение.

Рис. 32

94

Нервюры (кроме нервюры 4-6) рассчитывают, учитывая, что перерезывающая сила воспринимается только лонжероном. Выделяют грузовую площадь, относящуюся к рассчитываемой нервюре и находят нагрузки на неё (рис. 32). Нагрузки должны

уравновеситься на лонжероне R Pi и крутящим моментом обшивки

2q0 Pi i .

Подсчитывают поперечную силу и изгибающий момент на

нервюре от Pi и q0 Pi i 2 . Торцевая нервюра 4-6

передаёт MKP с обшивки на лонжерон. Расчёт клина 7-4-6 (рис. 32) начинают с распределения воздушной нагрузки между нервюрами 7-4 и 6-4 по правилу рычага. Изгибом и сдвигом они передают нагрузку на лонжерон. Одна из схем нагружения нервюры и примерные эпюры приведены на рис. 33, 34. Рассчитаем участок лонжерона 1-2-3-4, схема которого представлена на рис. 31. Нервюры 6-4 и 7-4 передают на

лонжерон в точку 4 поперечные силы Q40 6 и Q40 7 (рис.

33, 34) (они добавляются здесь к силе Q0 ) и изгибающие

M40 7 cos (рис. 32) дают скачки в эпюрах изгибающих и крутящих моментов лонжерона. В интервале 4-3 внешних

нагрузок на лонжерон нет и эпюры МКР и Q останутся неизменными.

95

Для построения эпюр на участке 1-2-3 (рис. 32) определяют усилие на качалке управления 2-8 (рис. 31):

.

Рис. 34

97

Расчётные эпюры лонжерона представлены на рис. 35.

Рис. 35

Обычными приёмами проверяют прочность сечений лонжеронов.

98

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методика расчета тонкостенных конструкций приведенные в учебном пособии применяется во многих областях техники, расчетной практике многих конструкторских бюро проектирования машиностроения, судостроения, авиа – и ракетостроение, а так же при подготовке инженеров – механиков ВУЗов ряда специальности.

Она помогает понять физическую сущность конструкций и принцип их работы, быстро посчитать и оценить конструкцию инженеру – проектировщику, расчетчику и создать ее оптимальный вариант.

Понимание и владение методикой позволяет сохранить сроки компьютерного проектирования конструкций и технологии, а также сроки запуска, отладки и отработки изделий.

Освоение изложенных методов расчета студентами позволит им стать квалифицированными инженерами.

99