10.2.1.3 Співвідношення припустимих деформацій і напруг

При розрахунку СП на твердість, як правило, перевірочні розрахунки не ведуться. Це припустимо при певних співвідношеннях напруг і деформацій. З (5.5) максимальний прогин балок при поперечному вигині силою Р: , а максимальні напруги у їхньому перетині

Для балок з різним видом навантаження й опор М_max можна представити у вигляді М_max =k*P*l, а момент опору - у вигляді W =J/a , тоді:

У наведених формулах :

A, k — коефіцієнти, що залежать від виду навантаження й опор балок (приводяться в табл. 5.1);

l - довжина балки;

Е - модуль пружності першого роду;

J - момент інерції перетину;

а - відстань від нейтральної осі до найбільш вилученого контуру

перетину.

Щоб визначити довжину балки l , у якої при припустимому прогині у_доп напруга не перевершить припустимих значень σ_max ≤ σ_доп, запишемо співвідношення

Для прийнятих умов вираз (5.8я) прийме вигляд:

Тому що величина прогину пропорційна довжині балки в 3-й ступеня, а напруга - в 1-й ступеня, то при l, меншої, чим обчислена по формулі (5.8) (при тім же припустимому прогині), напруга в балці виявиться більше припустимого. Виходить, щоб «σ» не перевищили σ_доп, повинне дотримуватися умова:

При виконанні умови (5.9) розрахунок балок можна вести тільки на твердість. Можна встановити значення l_min для розрахунку НСП в умовах У_доп= 0,1мм, що прийнято для всіх розрахунків на жорсткість, і стали 3, з якої звичайно виготовляють каркаси пристосувань. Тоді σ_доп =120 МПа, Е = 2*10⁵Н/мм² (МПа).

Чим більше ,тим більше значення l_min при заданих у_доп, σ_доп будемо мати. з табл. 1 = 12- найбільша величина й одержимо з формули (5.9)

Для інших випадків навантаження, коли <12 при тих же параметрах та довжині, напруги будуть менше припустимих. Практично балки СП мають висоту Н від 100 до 400 мм. Для таких балок l_min одержимо в межах:

З огляду на, що балки СП завжди мають більшу довжину, чим отримані значення l_min, їх можна розраховувати тільки на прогин, без розрахунку міцності.

10.2.1.3 Розподіл навантаження по елементах пристосуванні

Основними розрахунковими деформаціями СП є деформації від вертикальних навантажень у вертикальній площині. Можливі горизонтальні навантаження й створювані ними горизонтальні деформації звичайно не враховують. Виключення можуть становити навантаження від розпору обшивань, у зв'язку із труднощами забезпечення їхньої поверхні відповідно до аеродинамічному контуру й необхідності притиску до робочих поверхонь обводоутворюючих фіксаторів, як показано на мал. 5.3.

Нагружение рубильника від зусиль розпору й розрахункова схема

а — прогин f обшивання щодо поверхні рубильника; б - розрахункова схема; 1 - обшивання; 2 - рубильник; А, Б - крапки торкання поверхонь обшивання й рубильника

Рис.5.3

Відхилення обшивань від робочого контуру рубильника звичайно f= 1,0...2,0 мм, а l_k перебуває в межах від 400 до 1000 мм. Для представленої схеми прогин/визначається формулою

звідки інтенсивність розподіленого навантаження (q) запишеться

Виникаюче при цьому додаткове внутрішнє напруження Δσ мало і їм зневажають. Лише у випадку монолітних обшивань, особливо вафельної конструкції, зусилля притиску потрібні значної величини й Δσ варто враховувати.

Розподіл вертикальних навантажень по несучих елементах СП повинне відбивати реальний додаток сил, що робить розрахунок поперечного вигину балки громіздким. Для спрощення розрахунків зосереджені сили від рубильників і ложементів заміняють розподіленим навантаженням з інтенсивністю (q) постійної або змінної величини залежно від конструктивної схеми СП (мал. 5.4). Так при зборці панелей крила, оперення, хвостової частини фюзеляжу верхня балка СП (стапеля) нахилена, маса рубильників (ложементів) з елементами ЗЭП М_р змінюється пропорційно їхній довжині (у першому наближені). Навантаження балок приймають відповідно мал. 5.4,а , тобто за трапецієподібним законом, а інтенсивність розподіленого навантаження підраховують як показане на мал. 5.4,6.

Якщо m_1, l₁- відповідно маса й довжина найменшого рубильника, m_k, l_k - маса й довжина найбільшого рубильника при довжині балки l між опорами, інтенсивність навантаження q на прямокутній ділянці схеми

де n - число вхідних у навантаження рубильників.

На трикутній ділянці