ПАНЕЛЬ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

«МАИ»

ЛАБОРАТОРНО  ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ПО КУРСУ « КОНСТРУИРОВАНИЕ АГРЕГАТОВ ПЛАНЕРА «

ПАНЕЛЬ

ВЫПОЛНИЛ ДОЦЕНТ КАФЕДРЫ 101 АКИМЕНКО А.А

ЯНВАРЬ 2013.

ОГЛАВЛЕНИЕ

( Последовательность выполнения работы. )

Стр.

1. Задание. 3

2.Выбор материала. 3

3. Расчёт на прочность и устойчивость. 3

4. Определение параметров стрингера с присоединённой обшивкой по критериям местной и общей потере устойчивости при действии сжимающей нагрузки Р. 6

5. Проектирование соединения обшивки с торцевой нервюрой и со стрингером. 9

6. Проектирование соединения панели с промежуточной нервюрой. 13

7. Расчет веса панели. 15

8. Графическое изображение конструкции. 16

9. Технические требования. 18

10. Панель бесстрингерная при равенстве эквивалентной

толщины обшивки( _эквив.). 18

Список используемой литературы. 19

1. Задание.

Спроектировать плоскую несъемную стрингерную панель, находящуюся под действием сжимающей (q_сж) и сдвигающей (q_τ) погонных нагрузок. Сечение стрингера в виде прессованного уголка ┐.Температура эксплуатации от -60 до +93 С^о.

Габариты панели.

Значения q_σ и q_τ – расчетные значения.

2.Выбор материала.

Исходя из того, что:

• Панель воспринимает сжимающую нагрузку;

• t^эксп.=-60+93⁰С

Из [3], стр.477 выбираем материал В95. Для листа этот материал обладает следующими характеристиками: σ_в=58кгс/мм², σ_0,2=46кгс/мм², Е=7200кгс/мм², G=2800 кгс/мм², τ_в=0,6 σ_в=0,6*58=34,8кгс/мм². По [5], стр.418 τ_0,2=0,5 σ_0,2=0,5*46=23 кгс/мм². Удельный вес γ=2,78 г/см³.

3. Расчёт на прочность и устойчивость.

В соответствии с [2], стр.158, формула(7.3) при одновременном действии q_σ и q_τ при условии возможной потери устойчивости обшивки должно соблюдаться условие:

3.1. Выбор клетки ( а ) и ( в ).

На практике наиболее распространенные расстояния между нервюрами (шпангоутами) ( а ) и стрингерами ( в ) 500х100 мм соответственно. Примем эти же расстояния и при проектировании панели, т.е.

3.2. Определение толщины обшивки (δ_обш ).

Исходя из того, что сдвиг воспринимает только обшивка, определим δ_обш по критерию критического напряжения сдвига, при котором она теряет устойчивость по формуле [5], стр.418

Значение коэффициента k определим по [5] , стр.418, график IV.11 сходя из того, что:

 отношение b/a=100/500=0.2;

 условие опирания клетки см.на рисунке - K=8,4.

Для осуществления защемления необходимо применение 2-х рядного заклепочного шва в месте соединения обшивки со стрингером, т.е. применить стрингер с полкой 30 мм, а именно:

Примем диаметр заклепок d_з =4,0 мм

Таким образом геометрия конструкции будет:

B = 90мм - определено в соответствии с [5], стр.524,фиг.V.74

Определяем δ_обш.

Вариант №1.

Так как , этот вариант не подходит.

Вариант №2.

В соответствии с п.3 на отношение остается 1,0-0,6 = 0,4.

Этого не достаточно.

Вариант №3.

Остановимся на варианте №3.

4. Определение параметров стрингера с присоединённой обшивкой по критериям местной и общей потере устойчивости при действии сжимающей нагрузки р.

4.1. Р = q_σ*t = 70*100 =7000 кгс.

4.2. Стрингер воспринимает сжимающую нагрузку вместе с присоединенной обшивкой

В соответствии [2], стр.167, раздел 7.5.1 размер присоединенной к стрингеру обшивки равен 30δ_обш =30*1,5 = 45 мм. Таким образом имеем конструкцию:

При местной потере устойчивости плоской стенки стрингера по [4], стр.65, формула (2.6):

k= 0.45 – коэффициент, учитывающий опорные условия стенки со свободным краем.

При общей потере устойчивости всего сечения по [4],стр.63, формула (2.2):

Е-модуль упругости материала, l- длина стержня, l = а =500 мм,

J и F- момент инерции и площадь сечения с присоединённой обшивкой соответственно.

Для определения и необходимо определить F и J.

Представим сечение в виде элементарных составляющих 1, 2, 3.

Суммарная площадь сечения

1. Зададим осью х-х.

2. Определим y - положение оси х_о-х_о , на которой находится центр тяжести всего сечения по формуле: y , где статический момент сечения относительно

оси х-х.

соответственно

3. Определим всего сечения относительно оси х₀-х₀.

х₀ – х_{0 .}

4. Определим и при этом и отношение должно быть ≤ 0,84, т.к. , а последнее слагаемое равно 0,16 (см.п. 3).

Определять вышеизложенные параметры необходимо задаваясь значениями Параметры нам известны.

В результате рассмотрения 4-х вариантов сочетания указанных параметров получено:

Для этого сечения имеем:

Запас по местной потере устойчивости  = = 1,48.

Запас по общей потере устойчивости  = = 1,29.

Вывод: Данное сечение отвечает требования прочности и устойчивости при совместном действии q_σ=70 кгс/мм и q_τ=10 кгс/мм ( в соответствии с заданием), при этом шаг стрингеров должен быть 100 мм, шаг нервюр (шпангоутов) 500 мм , соединение стрингера с обшивкой заклепками потайными диаметром 4 мм, двухрядный шов ( см.п.4.)