МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра самолётостроения

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИЛОВОГО ШПАНГОУТА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению практических работ по дисциплине «Конструкция самолётов»

для студентов специальности 24.05.07 «Самолёто- и вертолётостроение»

очной и заочной форм обучения

Воронеж 2019

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИЛОВОГО ШПАНГОУТА

Шпангоут фюзеляжа представляет собой плоскую раму постоянного или переменного сечения, нагруженную в общем случае произвольной системой сил. При таком нагружении в каждом поперечном сечении шпангоута

раскрытия статической неопределимости использован метод сил. Выберем эквивалентную систему, разрезав мысленно шпангоут в точке А (рис. 1). Тогда для эквивалентной системы получим

единичных нагрузок, приложенных в направлении в разрезанном шпангоуте.

Рис. 1. Нагружение силового шпангоута

3

Неизвестные усилия найдем из системы канонических уравнений:

∆ + 3 ( = 1,2,3),

=1 где ∆ = ∫ 0 и = ∫ ;

– изгибная жесткость сечения шпангоута.

Положительные направления внутренних усилий показаны на рис. 2.

∆ = −∆cos( − ), ∆ = −∆sin( − ).

4

5

Рис. 4. Элементарная дуга шпангоута

Для двух схем нагружения данные интегралы приведены (для разрезанного шпангоута) в таблице [2].

нагрузок в разрезанном шпангоуте.

6

= −2 (sin − cos )

= − = 2 −02 sin=2−0 2 0 sin= −2 0 (1 −cos )

После нахождения M, N и Q проводим эскизное проектирование, а затем проверочный расчет, при котором находим нормальные и касательные напряжения в любом сечении шпангоута.

7

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Пример

По исходным данным провести проектировочный расчет на прочность силового шпангоута задней точки крепления киля (узел крепления моментный) для полетного случая «B».

Схема крепления киля к фюзеляжу показана на рис. 5.

Рис. 5. Хвостовая часть фюзеляжа с силовыми шпангоутами 1во и 2во

Решение:

Определяем момент поверхностных= сил из соотношения

;

8

Определяем реакцию безмоментного узла крепления киля из

Определяем реакцию моментного узла крепления киля из выражения

а 2= ∆м.ГО ∙( + ).

Принимаем1следующую2 расчетную схему нагружения шпангоута (рис. 6), где F – реакция или .

Рис. 6. Параметры и нагрузки силового шпангоута

Выбираем основную статически определимую систему нагружения, выбрав место разреза. В месте разреза прикладываем неизвестные2 = 0 усилия, отбросив те, значения которых равны нулю. В нашем случае (в силу симметрии нагружения). Основная система приведена на рис. 7.

9

10