Московский Авиационный Институт

(Национальный исследовательский университет)

Лабораторная работа №1

По дисциплине

«Автоматизация ПКР»

Вариант № 1 – 1

Работа № 1

«Автоматизация инженерных работ с использованием различных комбинаций средств автоматизации (текстовые процессоры, электронные таблицы, системы машинной графики, алгоритмические языки программирования и т.п.)».

Выполнил: студент группы 01-406 Бобков К.А.

Проверил: преподаватель Ларионова Е.В.

Задание.

• Автоматизировать труд конструктора при разработке заклёпочного стыка стрингеров через накладку в зоне нервюры (см. рис. 1.1).

• Определить количество, диаметр, шифр и расположение заклёпок крепления стрингеров с накладкой и обшивкой.

• Определить геометрические размеры накладки.

• Обеспечить минимальную массу соединения.

Эскиз подобного соединения:

Рис. 1.1.

Исходные данные.

Сила	2000
Материал стрингера	Д16Т
Толщина полки стрингера	1,5…2
Профиль стрингера – уголок равнобокий и равностенный, площадь которого определяется по его несущей способности на растяжение от заданной силы.

1 Расчета узла перестыковки стрингера в зоне нервюры.

1. Необходимо произвести анализ исходных данных.

2. Задаемся диаметром заклепок (3, 5, 6, мм).

3. Необходимо подобрать стрингер по его несущей способности на растяжение:

1. Определяем потребную площадь стрингера .

Где:

– потребная площадь стрингера, мм², – заданная нагрузка, , - материала стрингера, , - диаметр заклепки, мм, - толщина полки стрингера, принимаем равную максимально возможной – 3 мм;

2. По потребной площади подбираем профиль стрингера. (учебник)

4. Примем материал накладки – Д16Т (аналогичный материалу стрингера).

5. Расчет необходимого количества заклепок

Где:

– необходимое количество заклепок, – заданная нагрузка, , – разрушающее усилие среза заклепок по одной плоскости при T = 20° C, даН

(определяется по таблице):

Разрушающие усилия среза заклёпок из материала В65 по одной плоскости при T=20°, даН.
Диаметр заклёпки d мм.	Площадь среза мм2	Pсреза
3.0	7.07	191
5.0	19.64	530
6.0	28.30	763

Количество заклепок не должно быть менее 3 и более 6 по направлению действия нагрузки.

6. Рассчитываем силу , приходящуюся на одну заклепку:

7. Проверим полку стрингера на смятие:

8. Расчет толщины накладки исходя из условия смятия:

9. Определяем геометрические параметры расположения заклепок (см. рис.1.2).

Перемычка «m» – расстояние от края стрингера и накладки до центра крайней заклепки, по направлению действующей силы:

, мм,

где: - диаметр заклепки, m – перемычка.

1. Шаг расположения заклепок : , мм, где - диаметр заклепки.

5

15

12

38

22

Рис. 1.2.

10. Определяем геометрические параметры накладки с учетом действующих напряжений в сечениях А-А и Б-Б (см. Рис. 1.2). Ширина накладки не должна быть меньше ширины полки стрингера.

1. Определяем ширину накладки в сечении Б-Б.

где:

- ширина накладки в сечении Б-Б, мм, – действующая сила, , – коэффициент концентрации напряжений, - толщина накладки, мм, – диаметр заклепки, мм.

2. Определяем ширину накладки в сечении А-А.

где:

- ширина накладки в сечении А-А, мм, – сила действующая на 1 заклепку, , – коэффициент концентрации напряжений, - толщина накладки, мм, – диаметр заклепки, мм;

Если полученное значение меньше ширины полки стрингера, необходимо считать ; - ширина полки стрингера.

11. Определяем массу накладки.

Расчетные формулы:

где:

- масса накладки, г, V – объем накладки, см³, - плотность материала накладки - Д16Т, – шаг установки заклепок, - площадь накладки, мм² – диаметр заклепки, мм, - толщина накладки, мм, - ширина накладки в сечении А-А, мм, - ширина накладки в сечении Б-Б, мм, - количество заклепок, m – перемычка, мм, - ширина полки нервюры – выбирается из конструктивных соображений.

Действующая сила, даН.	2000
Толщина обшивки, мм.	1,5

Характеристики материала накладки.
материал накладки	Д16Т
Допускаемое напряжение на растяжение накладки, даН/мм2	42
Допускаемое напряжение на смятие накладки, даН/мм2	54,6

Характеристики материала стрингера.
материал стрингера	Д16Т
Допускаемое напряжение на растяжение стрингера, даН/мм2	42
Допускаемое напряжение на смятие стрингера, даН/мм2	54,6

1. Определение геометрических параметров стрингера
Диаметр заклепки, мм.	3		5		6
Потребная площадь сечения стрингера, мм2.	56,61905		62,61905		65,61905
Площадь сечения стрингера из нормали, см2	0,76		0,76		0,76
Ширина полки и стенки стрингера, мм.	20		20		20
Толщина полки и стенки стрингера, мм.	2		2		2
2. Определение необходимого количества заклепок в однорядном шве. Материал заклепок В65.
Диаметр заклепки, мм.	3		5		6
Разрушающее усилие среза заклепок по одной плоскости при T = 20° C, даН	191		530		763
Количество заклепок, шт.	11		6		3
Сила приходящаяся на одну заклепку, даН	181,8182		500		666,6667
Запас прочности заклепки на срез.	1,0505		1,06		1,1445
Условие установки заклепок в один ряд не более 6 шт.	нет		да		да
3. Условие работы стрингера на смятие.
Диаметр заклепки, мм.	3		5		6
Действующие напряжения на смятие стрингра. даН/мм2	30,30303		50		55,55556
Запас прочности работы стрингера на смятие.	1,8018		1,092		0,9828
Стрингер работает на смятие	да		да		нет
4. Определение толщины накладки исходя из условия смятия.
Диаметр заклепки, мм.		3		5		6
Толщина накладки, мм.		1,2		1,9		2,1
Толщина накладки с учетом нормали, мм.		1,2		2		2,5
Действующие напряжения на смятие накладки, даН/мм2		50,50505		50		44,44444
Запас прочности накладки на смятие.		1,08108		1,092		1,2285
Данная толщина накладки подходит (с учетом работы накладки на смятие).		да		да		да
5. Определение геометрических параметров расположения заклепок.
Диаметр заклепки, мм.		3		5		6
Шаг расположения заклепок - "t", мм.		9		15		18
Перемычка "m", мм.		8		12		14
6. Определяем геометрические параметры накладки с учетом действующих напряжений в сечениях А-А и Б-Б.
Диаметр заклепки, мм.		3		5		6
Рассчетная ширина накладки в сечении А-А, мм.		8		14		16
Ширина накладки в сечении Б-Б, мм.		56		38		32
Ширина накладки в сечении А-А, мм.		22		22		22

7. Рассчет массы накладки с учетом веса заклепок.
Полтность материала накладки, г/см3										2,8		2,8		2,8
Площадь накладки, см2										48,86		25,84		21,5
Объем накладки "V", см3										5,8632		5,168		5,375
Масса накладки "М", г.										16,417		14,4704		15,05
8. Вывод
Минимальная масса накладки								14,4704