Определение нагрузок на элементы конструкции.

Добавил:

neus500 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Предмет:

Конструирование летательных аппаратов

Файл:

22.docx

Скачиваний:

Добавлен:

24.07.2017

Размер:

741.76 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 22

Определение нагрузок на элементы конструкции.

2.1. Расчет внешних нагрузок, действующих на киль, построение эпюр ,q и Mизг.

В полете на киль действуют распределенные аэродинамические силы, приложенные непосредственно к обшивке в виде сил разряжения и давления, массовые силы конструкции киля, распределенные по всему объему киля, и сосредоточенные массовые силы от агрегатов(руль направления), приложенные в узлах навески.

Рис.5 Эпюры в абсолютных величинах

Располагаем передний лонжерон на расстоянии 20% от хорды b. А задний на 71,8% b.

Центр давлений располагаем на 25% b.

Мы рассматриваем 3 сечения, в которых находятся узлы навески руля направления.

Рис.6 Обозначения сечения.

ОБОЗНАЧЕНИЯ.

b- хорда, мм.

Х₁ –координата оси переднего лонжерона от носка профиля, мм.

Х₂ – координата центра давления ( Ц.Д. )- точки приложения равнодействующей силы ƩQ = Q₂ , от носка профиля, мм.

Х₃ – координата центра жёсткости ( Ц.Ж. ) от оси переднего лонжерона , мм.

Х₄ –координата оси заднего лонжерона от носка профиля, мм.

Х₅ - расстояние между лонжеронами, мм.

Х₆– расстояние от оси переднего лонжерона до координаты Ц.Д.,мм.

Х₇ - координата оси узла навески руля направления ( Р.Н. ), мм.

Q₁ – нагрузка на киль без учёта нагрузки на узел навески Р.Н., даН.

Q₂ – нагрузка на киль с учётом нагрузки на узел навески Р.Н., даН.

Q₃ = Q₂ – Q₁ – нагрузка на узел навески Р.Н., даН.

Н_{пер.л-на} – строительная высота переднего лонжерона, мм.

Н_{задн.
л-на} – строительная высота заднего лонжерона, мм.

– реактивная сила ( реакция ), действующая вдоль стенки переднего лонжерона от воздействия силы Q, даН.

– реактивная сила ( реакция ), действующая вдоль стенки переднего лонжерона от воздействия крутящего момента М_крут., даН. – реактивная сила ( реакция ), действующая вдоль стенки заднего лонжерона от воздействия силы Q, даН.

– реактивная сила ( реакция ), действующая вдоль стенки заднего лонжерона от воздействия крутящего момента М_крут., даН. F- площадь, ограниченная теоретическим контуром и осями переднего и заднего лонжеронами, мм².

-высота середины контура.

Определение геометрических параметров и нагрузок, действующих в сечении 1-1.

Сечение 1-1 – сечение, проходящее через верхний узел навески руля направления ( Р.Н.)

b = 2177мм. ( определено компьютером );

Х₁ = 20% = 02177435,4мм.

Х₂ = 25% = 0544,25мм. ;

Х₄ = 71,8% = 01563,086мм.

Х₅ = Х₄ - Х₁ = 1563,086 – 435,4= 1127,686мм.

Х₆ = Х₂ - Х₁ = 544,25 – 435,4= 108,85мм.

Х₇ = 77% = 01676,29мм.

Считаем интенсивным методом трапеций. Q₀ = 0 даН

Q₁_в
сл. = ½ [ 536 + 455] ∙ 0,327 = 162 даН

Q₁_в
сл.= Q₁_в
сл. – R_п.л. = 162 – 399 = - 237 даН

Q₂_в.
сл.= Q₁_в
сл + ½ [455 + 161] ∙ 1,198 = - 237 + 369 =132 даН

Q₂_в
сл.= Q₂_в
сл. – R_з.л. = 132 – 184 = - 52 даН

Q₃_в= Q₂_в
сл. +1/2 · 161 ∙ 0,652 = - 52 + 52,5 = 0,5 даН

Q_кр= q · Н_i

Q_кр0= 0

Q_кр.1
сл. = q_кр.1· Н_пл. = 122,4 ∙ 0,192 = 23,5 даН

Q_кр.1
сл. = q_кр.2· Н_пл.= 590 ∙ 0,192 = 113,28 даН

Q_кр.2
сл. = q_кр.2· Н_зл.= 590 ∙ 0,131 = 77,29 даН

Н_{пер.л-на} = 2 4,3% . ( для симметричного профиля 0010 при 20%-ном расположении переднего лонжерона высота профиля в одну сторону составляет 4,3% хорды ).

Н_{задн.
л-на} = 131мм (определено компьютером );

Распределение нагрузки ƩQ = Q₂ между стенками переднего и заднего лонжеронов производится исходя из того, что данная нагрузка ( условно ) приложена в Ц.Ж. сечения, т.е. отсутствует крутящий момент. Распределение производится по формуле:

= ƩQ = 591даН.

ƩQ = 277 даН. Проверка: + = 868 даН.

Итак : = 591 даН ; 277 даН.

Определение Ц.Ж. – точки, относительно которой сумма моментов от действия сил и

Х₃_.= = 188,60мм.

Расстояние от Ц.Ж. до Ц.Д. Х₈ = Х₃ – Х₆ = 188,60- 108,85= 79,75мм.

Крутящий момент М_крут.= ƩQ Х₈ = 75 65100

Площадь контура F = = 182121,935 мм².

Поток касательных напряжений = = 0,179 = .

= Н_{пер.л-на} =

Суммарная перерезывающая сила для переднего лонжерона Ʃ = + даН.

= Н_{зад..л-на} = 36,2

Суммарная перерезывающая сила для заднего лонжерона Ʃ = - даН.

В данном сечении в обшивке действует поток 0,179 .

Расчет: =даН/мм.

Определение геометрических параметров и нагрузок, действующих в сечении 2-2.

Сечение 2-2 – сечение, проходящее через средний узел навески Р.Н.

Определение геометрических параметров и нагрузок, действующих в сечении 2-2.

Сечение 2-2 – сечение, проходящее через средний узел навески Р.Н.

b = 1212мм. ( определено компьютером ); Х₁ = 20% = 242,4мм.

Х₂ = 25% = 303мм. ; Х₄ = 71,8% = 870,216мм.

Х₅ = Х₄ - Х₁ = 627,819мм. Х₆ = Х₂ - Х₁ = 60,6мм.

Х₇ = 77% = 933,24мм.

Q₁ = 0,47 13800 = 6486 даН.

Q₂ = 0,62 13800 = 8556 даН.

Q₃ = Q₂ – Q₁= 8556 – 6486 = 2070 даН.

Н_{пер.л-на} = 2 4,3% мм. ( для симметричного профиля 0010 при 20%-ном расположении переднего лонжерона высота профиля в одну сторону составляет 4,3% хорды ).

Н_{задн.
л-на} = 128,5мм (определено компьютером );

= ƩQ = 8556 = 6249,2даН.

ƩQ = 8556 = 2306,8 даН.

Итак : = 6249,2даН ; 2306,8даН.

Определение Ц.Ж. – точки, относительно которой сумма моментов от действия сил и

Х₃_.= = мм.

Расстояние от Ц.Ж. до Ц.Д. Х₈ = Х₃ – Х₆ = 108,7 мм.

Крутящий момент М_крут.= ƩQ Х₈ = 930037,2

Площадь контура F = = 106729,23 мм².

Поток касательных напряжений = = = 5,9 .

= Н_{пер.л-на} =

Суммарная перерезывающая сила для переднего лонжерона Ʃ = + 6862,183 даН.

= Н_{зад..л-на} =

Суммарная перерезывающая сила для заднего лонжерона Ʃ = - 1934,373 даН

В данном сечении в обшивке действует поток 2,8982 .

Расчет =28,14 даН/мм.

Определение нагрузок ,действующих в сечении 2’-2’(сечение максимального общего действия .

b = 2573,3 мм. ( определено компьютером ); Х₁ = 20% = 0514,66мм.

Х₂ = 25% = 0720,52мм. ; Х₄ = 71,8% = 01847,63мм.

Х₅ = Х₄ - Х₁ = 1847,63– 514,66 = 1332,64мм. Х₆ = Х₂ - Х₁ = 720,52– 514,66= 205,86мм.

Х₇ = 77% = 01981,44 мм. Q₁ = 9182 даН. (снято с эпюры Q). Н_{пер.л-на} = 2 4,3% мм. ( для симметричного профиля 0009 при 20%-ном расположении переднего лонжерона высота профиля в одну сторону составляет 4,3% хорды ). Н_{задн.
л-на} = 134,6 мм (определено компьютером );

Распределение нагрузки Q₁между стенками переднего и заднего лонжеронов производится исходя из того, что данная нагрузка ( условно ) приложена в Ц.Ж. сечения, т.е. отсутствует крутящий момент. Распределение производится по формуле:

= Q₁ = 9182 = 6702,5 даН.

Q₁ = 9182 = 2479,5 даН. Проверка: + = 6702,5 + 2479,5 = 9182= 9182 даН.

Итак : = 6702,5 даН ; 2479,5 даН.

Определение Ц.Ж. – точки, относительно которой сумма моментов от действия сил и

Х₃_.= = 359,86 мм.

Расстояние от Ц.Ж. до Ц.Д. Х₈ = Х₃ – Х₆ = 359,86 -205,86= 154 мм.

Крутящий момент М_крут.= Q₁ Х₈ = 9182

Площадь контура F = = 237143,28 мм².

Поток касательных напряжений = = = 2,98 .

= Н_{пер.л-на} = 659,78

Суммарная перерезывающая сила для переднего лонжерона Ʃ = + 7362,28 даН.

= Н_{зад..л-на} = 401,11

Суммарная перерезывающая сила для заднего лонжерона Ʃ = - 2078,39даН.

В данном сечении в обшивке действует поток 2,98 .

Расчет : =32,41 даН/мм.

Определение геометрических параметров и нагрузок, действующих в сечении 3-3.

Сечение 3-3 – сечение, проходящее через нижний узел навески Р.Н.

b = 3161мм. ( определено компьютером ); Х₁ = 20% = 0632,2мм.

Х₂ = 25% = 0885,08мм. ; Х₄ = 71,8% = 02269,59мм.

Х₅ = Х₄ - Х₁ = 2269,59– 632,2= 1637,39мм. Х₆ = Х₂ - Х₁ = 885,08– 632,2= 252,88мм.

Х₇ = 77% = 02433,97мм. Q₁ = 0,94 13800 = 12972 даН. Q₂ = 0,99 13800 = 13662 даН. Q₃ = Q₂ – Q₁= 13662

– 12972 = 690 даН. Н_{пер.л-на} = 2 4,3% мм. ( для симметричного профиля 0009 при 20%-ном расположении переднего лонжерона высота профиля в одну сторону составляет 4,3% хорды ). Н_{задн.
л-на} = 165,2мм (определено компьютером );