7.3. Описание конструкции.

Распределенная нагрузка, приходящая на обшивку, с помощью нервюр передается по всем направлениям на лонжерон двутаврового сечения, изготовленный из 30ХГСН2А-ВД. Передняя и задняя стенки служат для передачи перерезывающей силы и образуют контур, работающий на кручение.

Бортовая нервюра замыкает контур на кручение и передает весь крутящий момент на ось оперения.

Законцовка и хвостовая часть консоли заполнены сотами, так как малая строительная высота не позволяет поставить там нервюры. Соты в хвостовой части смещают центр тяжести оперения вперед, улучшая противофлаттерные характеристики.

Полуось является наиболее ответственной частью конструкции. Она работает на изгиб, кручение и сдвиг. Полуось выполнена из стали 30ХГСН2А-ВД и является продолжением лонжерона. Конструктивно соединение лонжерона и полуоси происходит при помощи электронно-лучевой сварки. Бортовая нервюра пристыковывается к лонжерону болтами и заклепками. Полуось заделывается в фюзеляже при помощи двух подшипников скольжения, состоящих из внутреннего и внешнего колец, изготовленных из В95пчТ2 из поковки, а на внешнее кольцо нанесено антифрикционное покрытие-оргалон АФ-1М-260.

При расчетах принимаем, что 30% нагрузки от изгибающего момента воспринимается сотовыми панелями, а 70% - лонжероном.

7.4. Проектировочный расчет.

а) Расчет обшивки на сдвиг от крутящего момента.

Представляем себе верхнюю и нижнюю обшивки в виде двухпоясной балки, эффективная высота которой:

Действующие в сечении изгибающий момент М_изг и крутящий момент М_кр нагружают обшивку погонными усилиями:

- продольными - ,

- сдвига -

где b_кс – ширина кессона, r_л – доля продольных усилий, воспринимаемых поясами лонжеронов.

По каждому направлению определяются толщины слоев соответствующей ориентации по формулам:

где - предел прочности при растяжении монослоя по паспорту; панель может быть сжатой, поэтому вместоподставляем.

Определяем количество слоев КМ в каждом направлении:

где - толщина монослоя, принимается по паспортным характеристикам данной марки материала.

Количество слоев округляем до целого числа для слоев с ориентацией 0; до числа слоев, кратного 4, для слоев с ориентацией 45°.

Определяем суммарное количество слоев в пакете и суммарную толщину пакета:

Определяем действующие напряжения, осредненные по толщине пакета, по каждому направлению:

Определяем пределы прочности обшивки смешанной укладки:

где - предел прочности на сдвиг монослоя,- предел прочности при сдвиге слоев с ориентацией±45°, принимаем 25кг/мм².

Проводим проверку прочности обшивки с принятой структурой КМ при совместном действии нормальных и касательных напряжений по критерию разрушения пакета в целом:

Результаты расчета сведены в таблицу.

Nx	33,7549
Nxy	10,51282
δ0	0,718189
δ45	0,420513
σ в	45
τ в	25
δ'0	0,15
n0	4,787929
n45	2,803418
n	10
δ	2
σx	16,87745
τ xy	5,25641
σ вx	24,69952
τ вxy	9,163114
запас	0,795986

Табл. 7.3.

Получили:

0,8<1 - условие прочности выполнено.

В результате расчета получаем:

каждая обшивка ЦПГО представляет собой панель из композиционного материала, укладка которого выглядит следующим образом:

0,+45,0,-45,0,-45,0,+45,0