7.3 Расчёт киля на прочность.

Для стрингеров выбираем профиль №410035 (масса 1пог.м.=0,147; площадь сечения 52,4 )

Шаг стрингеров выбираем по прототипу.

Определяем положение ц.т. сечения киля. Координата будет совпадать с осью симметрии сечения. Координатуможно вычислить по формуле

Далее определяем приведенные моменты инерции сечения по формулам:

- равен нулю, т.к. сечение симметричное.

Далее определяем нормальные напряжения в продольных элементах от изгибающего момента по формуле:

При этом работают стрингеры и пояса лонжеронов, воспринимающие изгибающий момент как силы растяжения и сжатия на плече, равном высоте профиля. При растяжении необходимо выполнение условия: , где

- запас прочности конструкции по разрушению.

Так как проектируемый агрегат – киль, панели, работающие на растяжение, будут работать и на сжатие. При сжатии , где

,где l – шаг нервюр

, - площадь стрингера с присоединенной обшивкой

- запас прочности конструкции по устойчивочти

Для сечений z =1,5м и z =3м, расчёт аналогичный. Из-за меньших нагрузок, количество стрингеров можно уменьшить, обрезав некоторые из них.

Перерезывающую силу воспринимают стенки лонжеронов. Так как сечения стенок лонжеронов одинаковые, нагрузка между ними распределяется одинаково. Нагрузка, приходящаяся на стенку каждого лонжерона, вычисляется по формуле: , где F – площадь сечения стенок.

Полученные значения для трёх сечений приведены в таблице № 7.1

z	1	1.5	3
Q,кг	8463.7	6892.4	3580.1
	16.7	13.6	7.1
n	2.38	2.92	5.63

Крутящий момент воспринимается обшивкой. Касательные напряжения в обшивке, возникающие при этом, можно определить по формуле:

, где - площадь ограниченная контуром,толщина обшивки. Полученные значения для трёх сечений сводим в таблицу №7.2

Z	1	1.5	3
	3302.96	2278.42	995.79
	4.468	3.08	1.34
n	2.23	3.24	7.42

Растягивающая сила от стабилизатора воспринимается лонжеронами. Нагрузка, приходящаяся на каждый лонжерон , где F в данном случае – полная площадь лонжерона (двух поясов и стенки). Полученные значения сводим в таблицу № 7.3

z	1	1.5	3
N,кг	1136	1136	1136
	1.21	1.21	1.21
n	14.3	14.3	14.3

Запас прочности слишком большой, но так как лонжерон работает ещё на изгиб и на срез, оставим его сечение прежним.

7.4 Расчёт стыка киля с фюзеляжем.

Подбор диаметров болтов стыка киля с фюзеляжем. Болты работают от действия изгибающего момента и на срез от действия крутящего момента и перерезывающей силы.

Определяющим расчётом подбора диаметра болтов является расчёт на разрыв болта от .

Величина у корня 23500 кгм

Необходимо распределить нагрузки по лонжеронам:

Определяется разрывающая сила для каждой пары болтов:

Диаметр болтов можно определить по формуле

Выбирается максимальное значение диаметра резьбы болтов

Окончательно получаем: 12 болтов диаметром 14мм.

Расчёт крепления узла стыков киля с фюзеляжем с поясом лонжерона:

Диаметр болта:

Выбираем диаметр болтов 6мм.

73