- •Содержание
- •1. Расчет лонжеронов 1.1 Исходные данные
- •1.2 Проектирование поперечного сечения
- •1.3 Проектирование стойки-балки
- •1.3.1 Расчет параметров пластины
- •1.3.2 Расчет вилки
- •1.3.3 Расчет клеевого соединения
- •1.4 Проектирование узла крепления балки
- •1.4.1 Расчет параметров пластин
- •1.4.2 Расчет клеевого соединения на стенке
- •1.4.3 Расчет проушины
- •2. Проектирование стержня 2.1 Проектирование поперечного сечения
- •2.2 Проектирование законцовок стержня
- •2.2.1 Расчет параметров резьбовой части
- •2.2.2 Расчет уха
- •2.2.3 Расчет крепежного элемента
- •3. Расчет нервюр
- •3.1 Проектировочный расчет усиленных нервюр
- •3.2 Расчет устойчивости стенки нервюры
- •4. Расчет обшивки крыла
- •4.1 Проектирование обшивки
- •5. Расчет элерона
- •5.1 Параметры элерона, его навеска на крыле
- •5.2 Аэродинамическая компенсация элеронов
- •5.3 Нагрузки, действующие на элерон
- •5.4 Проектирование лонжерона элерона
- •5.5 Расчет обшивки элерона
- •5.6 Расчет узлов навески
- •6. Расчет качалки
- •6.1 Расчет геометрических параметров качалки
- •6.2 Расчет проушины в тягах управления
- •6.3 Расчет вилки качалки
- •6.4 Расчет ступицы
- •7. Расчет закрылка
- •7.1 Нагрузки, действующие на закрылок
- •Заключение
2.2 Проектирование законцовок стержня
Для изготовления законцовок стержня, переходной втулки и оси, соединяющей пару ухо-вилка выберем 30ХГСА с пределом прочности . На рис.2.1 представлен эскиз законцовки стержня с указанием геометрических размеров.
Рис.2.1 - Эскиз законцовки стержня
2.2.1 Расчет параметров резьбовой части
Определим минимальный внутренний диаметр резьбы из условия прочности резьбы на срез
, (2.6)
где: N - усилие в стержне:
Н;
k - коэффициент запаса:k=3;
Р - шаг резьбы:P=3мм;
z - число витков резьбы:z=8;
- предел прочности материала:
МПа;
Отсюда мм.
Конструктивно принимаем резьбу М26Ч3 ГОСТ 9150-59 [1].
Проверим выполнение условия смятия резьбы
; (2.7)
Где d1 - внутренний диаметр резьбы:d1=23мм;
- предел прочности материала на смятие:
МПа;
МПа.
Условие прочности на смятие резьбы выполняется.
Конструктивно принимаем длину резьбовой части законцовки lp=48 мм. Определим диаметр облегчающего отверстияd0из условия прочности
; (2.8)
Отсюда
мм.
В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69) принимаем (мм).
2.2.2 Расчет уха
Для устранения несоосности и перекоса отверстий уха и вилки предусматриваем установку шарнирного подшипника в отверстии уха.
В соответствии с усилием в стержне был выбран подшипник ШМ15 ГОСТ 3635-78 со следующими характеристиками (рис.2.1):
С=9200Н;dп=15мм;Dп=28мм;b1=12мм;b=8мм.
Выполним Крепление подшипника в проушине, как показано на рис.2.1 Конструктивно определяем толщину проушины Н=13мм.
Определим наружный диаметр проушины из условия прочности на разрыв
; (2.9)
Отсюда мм.
В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69) принимаем мм.
Проверим выполнение условия прочности проушины на смятие
; (2.10)
- условие прочности проушины на смятия выполняется.
Из условия прочности на срез проушины до края определим а- расстояние до края
; (2.11);.
Принимаем а=3мм.
2.2.3 Расчет крепежного элемента
Выполним проверку условия прочности на срез крепежного элемента, соединяющего вилку и проушину. Материал крепежного элемента 30ХГСА.
; (2.12)
где d - внутренний диаметр подшипника, d=15мм;
- условие прочности крепежного элемента на срез выполняется.
Выполним проверку условия прочности на смятие крепежного элемента
; (2.13)
- условие прочности крепежного элемента на смятие выполняется.
3. Расчет нервюр
3.1 Проектировочный расчет усиленных нервюр
Усиленные нервюры помимо сохранения аэродинамического контура и восприятия воздушной нагрузки, предназначены для восприятия больших сосредоточенных нагрузок от прикрепленных к ним агрегатам (от шасси, двигательных установок, баков, узлов подвески элеронов и закрылков и т.д.). Кроме того, усиленные нервюры применяются для восприятия касательных сил с контура обшивки и передачи их или на другой контур, или являются элементами местного усиления конструкции в местах, где происходит резкое перераспределение нагрузки (нервюры, окантовывающие вырез по люк шасси, бортовая нервюра и т.д.). Так как воздушная нагрузка значительно меньше действующих на нервюру сосредоточенных сил, то при проектировочном расчете ею обычно пренебрегают. Сечения поясов нервюр постоянные и при проектировочном расчете их можно определить по наибольшему изгибающему моменту, действующему в плоскости нервюры [4].
Проведем расчет усиленной нервюры расположенной в районе узла навески элерона.
Схема нагружения нервюры показана на рис.3.2.
Т.к. реакции распределяются пропорционально изгибным жесткостям полок, которые, в свою очередь, пропорциональны квадрату высот, можем записать:
. (3.1)
Второе уравнение для определения неизвестных:
; (3.2) где=8688 Н.
Отсюда можем найти R1 = 7155Н, а R2= 1533H.
Крутящий момент определяется по формуле
, (3.3)
где - расстояние отдо центра жесткости сечения;
Определим центр жесткости (рис.3.1):
,
м
Рис.3.1 Положение центра жесткости
Рис.3.2 Схема нагружения силовой нервюры
Формой поперечного сечения для нервюры был выбран швеллер. Полки будут иметь угол укладки , а стенка -. Стенка и полка изготавливается из стеклопластика. Свойства материала приведены в таблице 1.3.
Проектирование нервюры производится на основе разделения функций ее элементов (изгибающих момент и осевая сила воспринимаются полками, а поперечная сила - стенкой). Условием оптимальности нервюры является минимум погонной массы, определяемой выражением:
, (3.4)
где ,- плотности материалов полки и стенки соответственно;
- ширина полок;
- толщина заплечиков.
Ограничениями на проектные параметры нервюры являются условия прочности полок и стенки, а также их соединения:
; (3.5); (3.6)
; (3.7), (3.8)
где ,,,- пределы прочности КМ верхней и нижней полок, стенки, а также соединяющего их материала соответственно;
- эффективная высота стенки:
, (3.9)
где - строительная высота стенки.
Из условия (3.8) с учетом (3.9) запишем выражение для определения минимального потребного значения ширины полок [3]:
, (3.10)
где - максимальное поперечное усилие, действующее в лонжероне;
- предел прочности соединения (т.е. клея), FC= 29,4 МПа;
- текущая строительная высота стенки.
Определяем минимальную потребную ширину
.
. (3.11)
Однако при такой ширине полок условие их прочности не будет выполняться, следовательно, ширина полок по длине балки принимается .
Определим толщину полок
, (3.12)
где - максимальный изгибающий момент,= 1387,2·103Н·мм;
FП- предел прочности материала полки, FП = 280 МПа.
Толщину полок округляем в большую сторону до целого количества слоев, причем так, чтобы полки не теряли устойчивость, поэтому принимаем толщину полки равную 1,25 мм.
Толщину стенки определим по формуле
(3.13)
где, - максимальное поперечное усилие, действующее в лонжероне;
- предел прочности материала стенки, FC= 280 МПа;
- минимальная строительная высота стенки
Толщину стенки округляем в большую сторону до целого количества слоев и кратных 4. Принимаем .