- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Результаты представленной выше информации изображены на Рис.9
- •Вид а-рис.12 ; Вид. Б-б. Рис.11
- •3.3. Разработка нервюры.(сечение 3-3)
- •5. Определение количества плоскостей среза для восприятия нагрузки r.
- •7. «Прочность, устойчивость, колебания», том 2. Справочник в трех томах под общей редакцией и.А. Биргера и я. Г. Пановко. Изд. «Машиностроение», Москва, 1968.
3.3. Разработка нервюры.(сечение 3-3)
При применении углепластика введём дополнительный коэффициент безопасности доп.= 1,25, при этом расчетные нагрузки будут: qτ = 4,51 даН/мм. Направление для основы 0 соответствует направлению действия нагрузки qτ. Исходя из этого, определим необходимую толщину КМУ для восприятия qτ , имея ввиду то ,что необходим слой .
= == 0,18 мм. Количество слоёв с ориентацией0 будет n45 = ==1,38 слоевn45 = 4 слоев.
Из технологически соображений берем 4 слоя n0 и n45
Всего имеем :n0 + n45 = 4+4= 8 слоев, общая толщина которых равна =8 х 0,13 = 1,04 мм. При данной толщине действующие напряжения равны:
= == 4,33даН/мм2 ;
Определим пределы прочности и модуль упругостидля данной укладки, для чего определим коэффициент укладки Кукладки.
Для направления 00 ( вдоль действия потока qσ ) Кукладки = + 0,25=+ 0,25= 0,25+ 0,125= 0,375.= 0,375х 75 = 28,125даН/мм2 , а = 0,375 х 21500 =8062,5даН/мм2.
Для направления 0 ( от действия потока qτ ) х + х 6,2 + даН/мм2.
При действии на конструкцию комбинации нагрузок: (растяжения или сжатия ) по осям X ( направление вдоль основы ленты ) и У ( направление вдоль утка ) и сдвига в плоскости ХУ , предельное состояние пакета можно определить по критерию Цая-Хилла:
где : в числителях – действующие напряжения, а в знаменателях – пределы прочности по соответствующим направлениям.
При действии на конструкцию только и формула упрощается и принимает вид :
1. В нашем обозначении данная формула имеет вид :
==0,27. Всё верно.
Для данной панели коэффициент защемления Расстояние между нервюрами300мм. Зададимся высотой сот 5 мм.
Определение критического значения qτкрит. по формуле:
см. [2], (7.15), стр. 164 и [7], (10) стр. 271 (приведенные ниже формулы относятся к конструкции из металла. При применении композиционных материалов в обшивках и при применении сотового заполнителя не из металлов в формулы должны быть внесены корректировки ), где: D – цилиндрическая жесткость, высота сот 2h, жесткостью сот можно пренебречь. D определяется по формуле [8], стр. 151
Е- модуль упругости материала обшивок. Для нашей стенки из углепластика, для нашей укладки слоёв Е = 8062,5 даН/мм2, толщина одной обшивки h = μ-коэффициент Пуассона для углепластиковой укладки в двух направлениях: μ0,90 = 0,25, μ90,0 = 0,17 ( по расчётам, проведённым в ЦАГИ ), μ2 = μ0,90 х μ90,0 = 0,25 х 0,17 = 0,0425, а 1 – 0,0425 = 0,9575.
215,7472934,8473150,58
где
L-большая длина стенки L = 300 мм.
,
= =8,01
ms - коэффициент опирания кромок сотовых панелей при сдвиге, определяется по графику [2], рис. 7.55, стр. 165. Для определения ms необходимо определить коэффициент параметра сдвига k по [7], (3), стр.269.
В0 9574,51
G-модуль сдвига сот. Соты ПСП с ячейкой а = 1,85мм, толщина стенки ячейки 0,04мм , удельный вес сот γ=0,048 г/см3, высота сот h = 5мм. = 90
= =0,005
и при K=0,005 по Рис.7.55 б) [2] ms=7;
= 8,01= 8,01*7= 56,06 .
τкритич.= = . = 53,9 τдейств.=
= -большой запас прочности,но из технологических соображений мы вынуждены оставить данную высоты сот 5мм.
Итак разработана стенка лонжерона и нервюра.
Сечение 3-3 |
схема расположения слоев |
Высота сот. |
Толщина |
лонжерон |
+450, -450, 00, +450 ,- 450 +450 ,00 ,-450, +450 соты , +450, -450, 00, +450 ,- 450 +450 ,00 ,-450, +450 |
5 мм |
2,34 мм |
нервюра |
00, +450, 00, -450, соты , - 450, 00 ,+450 , 00 |
5 мм |
1,04 мм |
Рис.13. Сечение 2-2.
3.4. Разработка стыкового узла соединения.
Мизг= 14557250,8 даН*мм
Q= 10956,428 даН; H= 271,8 мм, L=543,6 мм
Выбор стыковых болтов.
Стыковые болты выбираются исходя из следующих условий:
1.Диаметр болта ( d ) должен быть как можно меньше, что даст возможность увеличить Н1 (см.Рис.1 ). Это приведёт к уменьшению нагрузок на болты.
2.Материал болта должен быть из высокопрочной стали , что приведёт к повышению срезающей нагрузки на срез по одной плоскости ( Рср. ),располагая которой можно определить необходимое количество плоскостей среза при проектировании узла.
3. Необходимое количество плоскостей среза при проектировании узла должно быть чётным и не превышать 10.
Выбираем: d=16мм. Материал болта- ВТ16 с σв =84-125 кгс/мм2. Расчетная разрушающая нагрузка на срез ( Рср. ), при t=250С. Рср=12750 даН (по ОСТ1 31100-80).
Болт 16-L-Кд.фос.окс.-ОСТ1 31055-80 ( материал ВТ16).
При отсутствии ОСТ1 31100-80 расчетную разрушающую нагрузку на срез ( Рср. ) можно определить по формуле : Рср.= τв F = 0,63σв = 0,6384 = 10634,8даН, где : τв – предел прочности на срез, F – площадь поперечного сечения болта.
При дальнейшем расчёте примем Рср=12750 даН(по ОСТ1 31100-80).
Нагрузки, действующие на стыковые болты в точках 1,2.
от изгибающего момента
53558 даН
от перерезывающей силы Q :
от изгибающего момента
24837
от перерезывающей силы
5478,21
Итого, имеем:
PH 78395
PQ = 5478,21
Равнодействующая:
78586,18
В соответствии с [10], пункт 25.625 « Коэффициенты безопасности для стыковых узлов (фитингов)» примем дополнительный коэффициент безопасности , который относится ко всем частям стыкового узла, деталям крепления и к местам соединения частей узла.
Имеем расчетное значение нагрузки
R=78586,18. 1,25= 98232даН