Скачиваний:
196
Добавлен:
24.07.2017
Размер:
1.21 Mб
Скачать

3.2 Расчет устойчивости стенки нервюры

Принимаем, что стенка воспринимает только поперечную силу , от действия которой в плоскости стенки возникает поток касательных усилий. Формула Эйлера для определения критических усилий, при которых происходит потеря устойчивости стенки, имеет вид:

, (3.14)

где - изгибные жесткости КМ стенки, которые вычисляются по формулам:

где Еx,Еy - модули упругости стеклопластика;

δct - толщина стенки, мм;

μxy, μyx - коэффициенты Пуассона пакета стенки;

Gxy - модуль сдвига пакета стенки;

- коэффициент опирания, который зависит от упругих характеристик КМ стенки и отношения сторон стенки;

а- длина рассматриваемого участка между передним лонжероном и задней стенкой,;

Критические напряжения, вычисленные по формуле (3.14), не должны превышают предела прочности материала стенки

(3.15)

Данные для расчета приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1 - Данные для расчета стенки на устойчивость

δct,

мм

х,

мм

D1∙103Н∙мм

D2∙103

Н∙мм

D3∙103

Н∙мм

D1/D2

D1/D3

Н/мм

qd

Н/мм

1

1522

2,145

1,43

1,224

1,5

1,752

168,1

39,9

14,47

Действующие напряжения (qd) не должны превышать критические (qкр). Как видим, условие устойчивости стенки выполняется (qd<qкр).

В проектируемом крыле 10 силовых нервюр (КП.407.458м.08В.13.00.00.09СБ). Проектировочный расчет всех нервюр аналогичен выше указанному алгоритму.

4. Расчет обшивки крыла

Обшивка крыла образует внешнюю поверхность крыла. От качества поверхности крыла в определенной степени зависят его аэродинамические характеристики.

Обшивка может быть гладкой или трехслойной. Соединение обшивок в местах стыка может быть встык или внахлест. Наиболее простым является соединение внахлестку, но оно вызывает наибольшее аэродинамическое сопротивление. Наилучшим в аэродинамическом отношении и получившим, поэтому наибольшее распространение на современных самолетах является соединение встык. При соединении обшивок встык необходимо предусматривать обязательный температурный зазор равный 1мм. Стык обшивок осуществляется по элементам силового каркаса: лонжеронам, стрингерам, нервюрам [2].

На современных самолетах применяется трехслойная обшивка. Несущие слои чаще всего выполняются из стеклоткани или углеткани, а в качестве заполнителя - пенопласт или сотовый заполнитель. Несущие слои приклеиваются к заполнителю.

Трехслойная обшивка имеет ряд преимуществ по сравнению с гладкой. Трехслойная обшивка имеет большую поперечную жесткость, а следовательно и высокие критические напряжения. Также она обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Но трехслойная обшивка имеет и недостатки. Технология изготовления сложна, сложен контроль качества склейки несущих слоев к заполнителю, затруднен ремонт обшивки. Большие трудности встречаются при осуществлении стыков частей обшивки. Необходимо обеспечивать соединение не только несущих слоев, но и заполнителя, который обеспечивает их совместную работу.

В данном проекте обшивка крыла изготовляется из стеклопластика (табл.1.3).

4.1 Проектирование обшивки

Расчет обшивки будем вести на участках между нервюрами, так как в этих местах необходимо обеспечить выполнение условий устойчивости и прогиба. Для этого разделим обшивку на 3 участка. Геометрические размеры и нагрузки на участках (рис.4.1) приведены в табл.4.1.1 участок - между бортовой и первой нервюрой, 2 участок - между первой и второй нервюрой, 3 участок - между второй нервюрой и третьей нервюрой (КП.407.458м.08В.13.00.00.00 СБ). Нагрузки действующие на крыло на этих участках были рассчитаны в прочностном расчете.

Рис.4.1 Участки обшивки

Таблица 4.1 - Геометрические размеры участков и нагрузки на них

Номер участка

Размер участка (а<b)

Mz, Н мм

1

а = 400 b = 1880

6037000

2

а = 400 b = 1880

6753000

3

а = 400 b = 1880

2481400

Определим моменты, действующие в контурах:

(4.1)(4.2), (4.3)

где - площадь контуров:

мм2;мм2;мм2;

Полученные значения моментов для каждого участка сведем в табл.4.2

Рассчитаем потоки касательных усилий к контурах:

(4.4),(4.5),(4.6)

Полученные значения в табл.4.2

Таблица 4.2 - моменты, и потоки касательных усилий, действующие в контурах

Номер участка

М, Н мм

q, Н/мм

М1105

М2106

М3105

q1

q2

q3

1

0,181

5,822

0,034

1,777

10,08

0,773

2

0, 202

6,512

0,038

1,988

11,27

0,865

3

0,074

2,393

0,014

0,730

4,14

0,317

Следовательно, нагрузка, действующая на обшивку qdсоставляет: 1 участок - 10,08 Н/мм, 2 участок - 11,27 Н/мм, 3 участок - 4,14 Н/мм.

Расчет гладкой обшивки

Толщину обшивки рассчитываем из условия прочности по формуле

, (4.7)

где - толщина монослоя;

- предел прочности материала на сдвиг.

Полученные значения толщин обшивок для каждого участка равны 0,5мм.

В связи с технологическими оганичениями увеличим значение велчины обшивки до 4 мм.

Проверим полученные значения толщин обшивок на соблюдения условий устойчивости и прогиба.

Проверка на устойчивость:

Рассчитаем изгибные и крутильные жесткости для каждого участка:

Определим коэффициент операния k для каждого участка, данные сведем в табл.4.3:

Таблица 4.3 - Данные для расчета стенки на устойчивость.

Номер участка

b/a

D1/D2

D3/D1

k

1

2,686

1

0,571

5,14

2

2,686

1

0,571

5,14

3

2,686

1

0,571

5,14

Определим критические касательные усилия для каждого участка:

(4.8)

Должно выполняться условия , сравнивая данные занесенные в табл.4.4, можно сделать вывод, что условие по устойчивости обшивки выполняется

Таблица 4.4 - Значения критических и действующих усилий

Номера участков

qкр, Н/мм

qd, Н/мм

1

264,599

10,08

2

264,599

11,27

3

264,599

4,14

Проверим по допускаемым прогибам

(2.9)

где k1- ограничение на относительный прогиб, 0,01;

р - распределение давления по хорде.

Полученные значения для каждого участка занесем в табл.4.5

Таблица 4.5 - Данные для расчета обшивки на прогибы.

Номера участков

Р

1

0,0086

0,0088

2

0,008

0,0088

3

0,0076

0,0088

Условия выполняется.

Обшивка приклеивается к полкам нервюр и лонжеронов клеем ВК - 9. Проводиться поэтапная склейка: вначале внутренняя, а затем наружная.

Соседние файлы в папке Крыло чертежи