26 Расчет, тонкостенных конструкций, работающих на кручение.

При работе самолетных конструкций часто возникает крутящие моменты. Наилучшим образом эта нагрузка воспринимается замкнутым тонкостенным контуром. В случае разреза в замкнутом контуре в десятки раз увеличивается действующие касательные напряжения, при этьом возникают деформации конструкции.

касательные усилия в боковинах 1 выполняющих роль стенок уравновешивают поперечную силу Q. Продольные усилия Sпов в верхнем и нижнем своде 2 уравновешивают Мк.

При действии на оболочку системы сил или моментов происходит последовательное суммирование заделки местных усилий и моментов сжимаемых с промежуточных диафрагм 3.

Под действием q_к возникают касательные напряжения τ_к которые тем больше чем тоньше толщина обшивки при q_к=const.

Если тонкостенная конструкция состоит из нескольких связанных м/у собой контуров, то действие Мк распределяется м/у контурами исходя из условия одинаковых углов закручивания пропорционально жесткости на кручение каждого контура.

28.Силовые элементы и конструктивные схемы крыльев. Конструкция элементов крыла.

Крылья различных типов обычно представляют собой наборы однотипных элементов, участвующих в восприятии внешних нагрузок и составляющих его конструктивно-силовую схему. К продольному набору относятся лонжероны, продольные стенки и стрингеры. Поперечный набор крыла обычно состоит из нервюр.       Лонжероны воспринимают изгибающий момент и поперечную силу. Изгибающий момент воспринимают пояса лонжеронов. Стенки лонжеронов работают на сдвиг. Стенки совместно с обшивкой образуют замкнутые контуры, воспринимающие крутящий момент.       Стрингеры - продольные элементы, участвующие в восприятии изгибающего момента. В них действуют осевые силы сжатия или растяжения. Стрингеры подкрепляют обшивку, воспринимают местную воздушную нагрузку и передают ее на нервюры. Типовые сечения стрингеров

      Нервюры составляют поперечный силовой набор крыла. Они передают аэродинамическую нагрузку с обшивки на стенки лонжеронов. Нервюры придают форму профилю, подкрепляют продольные элементы и обшивку. Под действием нагрузок нервюра работает на сдвиг и изгиб в своей плоскости. Силовые (или усиленные) нервюры, кроме того, воспринимают большие сосредоточенные нагрузки и распределяют их между основными силовыми элементами. Нервюры по назначению делятся на нормальные и силовые (или усиленные), по конструктивной схеме - балочные, рамные и ферменные.   Конструктивно нервюра состоит из трех частей (если в крыле два лонжерона) - носовой, средней и хвостовой. Силовые нервюры устанавливаются в местах действия больших сосредоточенных сил и имеют мощные пояса и более толстые стенки.       Обшивка образует гладкую, удобообтекаемую поверхность, герметизирует крыло. Она воспринимает аэродинамическую нагрузку, работает на кручение, и на изгиб.  Может быть выполнена из листового материала (однослойная), в виде монолитных панелей или в виде многослойной конструкции.

внахлест /внахлест с подсечкой /встык /встык на силовом элементе

Варианты соединения

      Толщина обшивки колеблется в пределах от 0,8 до 8,0 мм и зависит от конструкции крыла и действующих в данном сечении нагрузок.  Кроме листовой, применяют обшивку, в виде монолитных панелей. Их ставят в наиболее нагруженных зонах крыла. Многослойная обшивка состоит чаще всего из двух тонких металлических листов - несущих слоев, между которыми расположен заполнитель.

      Лонжероны это продольные балки, состоят из поясов и стенок. Их доля в массе крыла может доходить до 30-40%. Большая часть массы самого лонжерона приходится на его пояса, в которых при изгибе возникают наибольшие нормальные напряжения.

Типовые сечения поясов лонжеронов.

      Пояса лонжеронов представляют собой катаные или прессованные профили различного сечения. Корневые части лонжеронов заканчиваются мощными стыковочными узлами, которые передают силы и моменты с консолей крыла на центроплан или непосредственно на фюзеляж.

Силовые схемы подразделяют на два типа: лонжеронные и моноблочные. Лонжеронным называется крыло, у которого изгибающий момент воспринимается мощными поясами лонжеронов. Моноблочным называется крыло, у которого во всех сечениях изгибающий момент воспринимается верхней и нижней панелями, состоящими из толстой обшивки.

32.Конструкция обшивки Обшивка образует поверхность крыла, придает ему обтекаемую в соответствии с выбранным профилем форму, непосредственно воспринимает аэродинамическую нагрузку и передает ее на элементы продольного и поперечного набора крыла, работает на сдвиг от кручения крыла, принимает участие в восприятии изгибающего момента М, работая при этом вместе со стрингерами на растяжение или сжатие. Отношение массы обшивки к массе крыла равно 0,25.. 0,4 в зависимости от силовой схемы крыла. Толщина обшивки б_об может быть от нескольких десятых миллиметра до десяти мм и более. Листы обшивки соединяют встык или внахлестку. При помощи заклепочных, клеевых и сварных швов. Обшивка слоистой конструкции состоит из двух тонких метал­лических листов, связанных между собой легким (р=30... 100 кг/м³) заполнителем пористой или сотовой конструкции.

Монолитные панели. Стремление уменьшить число соединяемых деталей и повысить герметичность крыльев, заполняемых топливом, за счет уменьшения числа швов, а также стремление получить гладкое крыло достаточной прочности и жесткости при меньшей массе привели к разработке и внедрению монолитных панелей — конструкций, где обшивка и подкрепляющие ее ребра жесткости образуют единое целое.