ПЗ(Фінал_суббота)v3

Контроль панелей із застосуванням пружного заневолівання допускається за умови повного прилягання не менше 50% контрольованих поверхонь до стапеля. Максимальна кількість осей нервюр і стрингерів, за якими здійснюється притиск панелей, не повинен перевищувати 50% від загального числа нервюр в агрегаті.

У таблиці 4.1 показані максимально можливі зусилля пружного заневолівання панелей при проведенні контрольних операцій залежно від середньої товщини полотна панелі на ділянці і бази докладання зусиль.

Табл.4.1 Зусилля пружного зеневолівання

Контроль геометричної форми панелей здійснювався із застосуванням стапелів, які копіюють форму теоретичного контуру. У таблиці 4.2 представлені результати промірів відхилень від заданого контуру в місцях перетину осей стрингерів і нервюр до панелі.

Вибрані деталі є типовими представниками монолітних композиційних панелей, застосовуються в авіаційній промисловості:

-Монолітні композиційні панелі одностороннього оребрения,

-Стрингерний силовий набір,

-Зміна товщини полотна панелі в різних зонах,

-Наявність поздовжньої і поперечної кривизни,

-Наявність елементів, що змінюють жорсткість панелі на локальних ділянках (вирізи, потовщення полотна).

Панель верхня у середній частині крила (рис. 3.3) являє собою трапецевидну форму в плані, габаритні розміри якого 11600x1000x50 мм. Панель має стрингерне одностороннє оребрення у вигляді Г-образного профілю, з змінними розмірами по зонах; змінну товщину полотна, яка змінюючись по зонах, в межах однієї зони залишається постійною; поперечну кривизну у малому ступені.

Рис. 4.3. Вид в плані панелі

\Табл. 4.2. Результати замірів відхилень панелі

Аналіз даних, представлених в таблиці 4.2 дозволив зробити висновок, що монолітна панель після технологічного процесу виготовлення знаходиться в складно деформованому стані типу «Пропелер» (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Схема деформації панелі типу «пропелер» На рис. 4.5. представлено панель крила літака перед силовим замиканням

зі складальним стапелем. Зони, позначені штрихуванням, характеризують області з мінімальними відхиленнями похибки форми.

Рис. 4.5. Плями контакту панелі із складальним стапелем З аналізу наведеного малюнка слідує, що області, що знаходяться поза

контакту з рубильниками, мають значні розміри і вимагають силового замикання.

На закінчення відзначимо, що обґрунтована необхідність проведення пружного складання ставить завдання визначення його зусиль і виникаючих при цьому складальних напруг.

4.2. Метод розрахунку сил при складанні

У загальному вигляді задача може бути сформульована таким чином. При відомих відхиленнях форми панелі від теоретичного профілю, визначити зусилля, які, деформуючи панель, повертають її до контуру, заданому конструктором.

Будемо вважати, що в процесі деформації панель знаходиться в умовах плоского напруженого стану. Таке припущення дозволяє здійснювати

членування панелі в напрямку осей симетрії. Для вирішення поставленого завдання приймемо такі припущення:

-Притиск в процесі складання здійснюється з використанням пристроїв, які забезпечують повну компенсацію відхилень від базової поверхні в кожній точці контуру;

-Компенсація забезпечується в межах пружності матеріалу.

Процес установки панелей в складальному пристосуванні полягає в суміщенні базової поверхні деталі і рубильників складального пристосування. У параграфі 4.1 (рис. 4.5) було показано, що панель стикається зі складальним пристосуванням в межах плями контакту і залишається велика зона поза плями контакту. Для панелі плямаконтакту знаходиться між нервюрами Н7 та Н19 в центральній частині панелі. Вільні праві і ліві краю панелі не стосуються складального пристосування. У зв'язку з цим в процесі складання за допомогою

рубильників здійснюється послідовне замикання панелі з пристосуванням в ліву і праву сторону від плями контакту.

Силове замикання між встановлюваної панеллю і рубильником складального пристосування відбувається під впливом зовнішніх сил Рп (рис. 4.10), які прикладаються в точках фіксації.

Рис. 4.10. Схема силового замикання панелі з рубильниками складального пристрою

Процес фіксації деталі по рубильника стапеля складального пристосування супроводжується зміною первинних величин похибок форми fi за рахунок їх пружного компенсування силами Р "та виникненням в конструкції зібраного вироби додаткових напруг складання σскл

Рубильники стапеля, як правило, розташовані вздовж що базується контуру деталі з певним кроком L, а їх монтаж проводиться з відхиленнями від номіналу в кожній точці контуру.

Величини похибок контурів монолітних панелей і базових рубильників складальних пристосувань утворюють зазори і натяг, характеризуються як похибки ув'язки:

Де fп – похибка виготовлення панелі;

δр – похибка виготовлення рубильника.

Враховуючи значну складність монолітних панелей і характер розподілу деформацій, для виконання розрахунку приймемо ряд умов:

1.Похибкою виготовлення і монтажу рубильника складального оснащення, як величини значно меншою, ніж похибка виготовлення панелі нехтуємо. За умови δр1= δр2 =... = δрі =... = δрп = 0 коливання величин похибок базування в кожній точці будуть залежати тільки від похибок форми панелі fп.

2.При виконанні розрахунку необхідних зусиль компенсації в якості відомих параметрів прийматимуться:

- Крок установки базово-фіксуючих пристроїв;

- Експериментально заміряні відхилення контуру панелі (fп); - Геометричні характеристики панелі.

З урахуванням прийнятих припущень і, розташовуючи експериментально встановленими відхиленнями (див. табл. 4.2), складемо систему рівнянь для розрахунку сил пружного замикання.

Під впливом зовнішніх навантажень з боку притисків базуються деталь прогинається до суміщення з базовою поверхнею. величина цього прогину обмежена величиною похибки виготовлення деталі fп.

У складальному пристосуванні панель фіксують в певній послідовності від середини прольоту вліво і вправо.

Подібний порядок фіксації панелі в пристосуванні дозволяє розглядати деталь на кожній дільниці як консольно защемлення балку, що дає можливість виразити величину прикладених сил Рп через прогини fп, заміряні експериментально, за відомими формулами опору матеріалів.

Для розрахунку зусиль, необхідних для пружної компенсації відхилень панелі, використовували її уявлення як набір паралельних балок, оскільки попередні розрахунки показали, що жорсткість панелі в поперечному напрямку в 70 разів нижче жорсткості в поздовжньому, тому тут цілком підходить гіпотеза плоско-напруженого стану.

Ширину і профіль поперечного перерізу балки (рис. 4.11) визначали за формулою:

Рис. 4.11. Схема визначення ширини полки Для балок, що представляють крайове перетин панелі в поздовжньому

напрямку, ширина відповідно визначатиметься за формулами (3.3) в Залежно від місця розташування:

Як відомо, жорсткість балок при згині визначається по залежності:

(4.7)

Постійні для розглянутої системи величини аік називаються коефіцієнтами впливу гнучкості. Рішення системи лінійних рівнянь виконано матричним методом.

Прогин консоль але закріпленої балки (рис. 4.13) визначався в точках 1, 2,..., п-1, п за формулою:

(4.8)

де l - відстань від закладення до перетину, в якому визначається прогин; x- відстань від закладення до точки прикладання сили.

Для 0 <l<x:, формула (3.8) набуває вигляду:

(4.9)

Коефіцієнти впливу відповідно до теореми про взаємність переміщень мають властивості симетрії:

(4.10)

Рівняння в матричної формі записуються наступним чином:

(4.11)

(4.12)

Провівши розрахунки для різних параметрів l i х, отримали коефіцієнти впливу тібкості у формі трикутної матриці:

(4.13)

де перший коефіцієнт позначає, на яку точку надає дію сила Рп, прикладена в точці позначеної другим коефіцієнтом.

Враховуючи властивості симетрії коефіцієнтів, заповнюємо вільні осередку матриці.

Наприклад, для випадку рівного відстані а між осями нервюр була отримана матриця коефіцієнтів пружного впливу (для 4-х елементів і далі до

20-ти):

(4.14)

Прогин ж у будь-якій точці розраховувався на підставі формули (4.11), яка в матричної записи виглядає наступним чином:

(4.15)

За межі матриці коефіцієнтів пружного впливу винесено множник, що враховує геометричні характеристики перерізу:

(4.16)

де а - відстань між контрольними точками.

Враховуючи цю обставину і знаючи матрицю коефіцієнтів впливу, можливий розрахунок панелі будь-якого постійного поперечного перерізу. Обернення матриці (4.15) дає коефіцієнти впливу жорсткості для

розрахунку зусиль Р1, Р2…, Рп, необхідних для компенсації заміряних прогинів f1, f2, …, fп:

(4.17)

Таким чином, маючи похибки форми, за представленими залежностям (3.11, 3.15), можна визначити необхідні зусилля пружною компенсації.

4.3. Розрахунок зусиль прижиму монолітних композиційних напружень

Перевірочний розрахунок зусиль притиску при контрольних операціях проведений для композиційної панелі. Для неї були встановлені зусилля притиску, компенсуючі зазори між панеллю і контрольним стапелем. У процесі компенсування досягалося неповне прилягання панелі (виробнича інструкція - див параграф 4.1). Значення цих величин зафіксовані у таблиці 4.3 наведені значення маси вантажу і база його додатки на відповідних нервюрах.

Табл. 4.3 Значення маси вантажів компенсуючих відхилення панелі

Розрахунок зусиль притиску визначався в перетинах нервюр, де по конструкції стапеля передбачається встановлення силових рубильників, які для панелі знаходяться в перетинах 6, 7, 9,11, 12, 13, 15, 17, 19, 21, 23 і 25 нервюр.

При розрахунку панелі продемонструємо на перетині сьомого стрингера, для якого графік значень геометричної похибки форми представлений на малюнку 4.14.

З графіка видно, що з правого боку, починаючи з 19 нервюри, похибки зростають, досягаючи максимуму 52 мм на 25 нервюрам. З лівого боку похибки існують тільки на 6 нервюрам - 1,2 мм.

Рис. 4.14. Похибки форми панелі по 7 стрингеру Розрахунок почнемо з правого боку. Оскільки на 19 нервюрам похибка

дорівнює нулю, вважаємо, що тут існує жорстке защемлення. тоді зусилля Р, необхідне для компенсації зазору 4 мм на 21 нервюрам, згідно залежності (3.15) дорівнює 110 Н. Під дією цієї сили балка прогнеться під 23 нервюрам на 10,3 мм, а під 25 - на 16,5 мм. Зазор під 23 і 25 нервюрами залишиться 12,9 і 34,9 мм відповідно (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Схема розрахунку складальних зусиль На наступному кроці балка жорстко защемляється на 21 нервюрам. Тоді

для компенсації зазору 12,9 мм на 23 нервюрам докладемо знову зусилля Р, яке складе 340 Н і балка в перетині нервюри 25 прогнеться на 31,8 мм, а залишився зазор складе 3,1 мм.

Знову защеміло балку тепер уже на 23 нервюрам і докладемо силу Р на 25 нервюрам. Щоб вибрати зазор 3,1 мм, необхідна сила в 90 Н. Остаточно отримано, що для компенсації відхилень від теоретичного контуру правій