МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(государственный технический университет)

А. Н. ГУСЕВ, В. В. ИВАХА

Долговечность и безопасность конструкций ла

Учебное пособие

Утверждено

на заседании редсовета

15 Декабря 2010 г.

Москва

Издательство МАИ-ПРИНТ

2011

Гусев А. Н., Иваха В. В. Долговечность и безопасность конструкций ЛА: Учебное пособие. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2011. – 72 с.: ил.

Материалы учебного пособия охватывают широкий круг теоретических и практических вопросов, связанных с исследованием напряжённо-деформированного состояния элементов силовых конструкций авиационных пусковых устройств, а также оценки их долговечности при заданных нагрузках и их повторяемости.

Для студентов, аспирантов авиационных и других технических вузов, а также для научных работников и инженеров, специализирующихся в области расчета авиационных конструкций.

Рецензенты:

кафедра «Двигатели летательных аппаратов» МГТУ ГА

(зав. кафедрой д-р техн. наук, профессор В. В. Никонов);

начальник отдела ОАО «ГосМКБ “Вымпел” им. И.И. Торопова», д-р техн. наук М. Н. Правидло

ISBN 978-5-7035-2282-0 ©Московский авиационный институт

(государственный технический

университет), 2011

Предисловие

Учебным планом по курсу «Долговечность и безопасность установок объектов авиационного вооружения» предусмотрено выполнение курсовой работы по расчёту запасов из условий статической прочности и выносливости силового элемента (корпус, узел подвески, захват, направляющая и т.д.) конструкции авиационного пускового устройства.

Цель курсовой работы – практическое освоение студентом основных понятий и методик расчёта напряженно-деформированного состояния (НДС) и выносливости авиационных конструкций, получение навыков применения теоретических знаний в практической деятельности и использования справочной литературы.

В настоящем пособии приведены материалы, позволяющие студенту провести расчёт НДС силового элемента конструкции, выбрать материал и геометрию детали, оценить запасы статической прочности и выносливости с учётом действующих нагрузок и их повторяемости.

1. Задачи и содержание курсовой работы

1.1. Назначение и тематика курсовой работы

Студент, приступающий к выполнению курсовой работы, должен изучить в полном объёме следующие основные курсы по проектированию установок объектов летательных аппаратов: “Конструирование узлов и деталей авиационных пусковых установок”, “Конструирование узлов и деталей авиационных катапультных установок”, “Проектирование установок бомбардировочного вооружения”, а также такие дисциплины, как “Сопротивление материалов”, “Теоретическая механика” “Авиационное материаловедение”, “Прочность установок авиационного вооружения”, “Долговечность и безопасность установок авиационного вооружения”.

Студент, как автор работы, полностью отвечает за соответствие заданию содержания, принятых решений и точности числовых результатов.

Темой курсовой работы может быть элемент силовой конструкции авиационного пускового устройства (АПУ) – корпус, узел подвески к самолёту, замково-стопорное устройство (ЗСУ), направляющая или захват АПУ. По согласованию с руководителем студент может выполнять специализированную курсовую работу с научно-исследовательским уклоном, с разработкой новых конструктивных решений.

Целью курсовой работы является:

- углубление знаний в области проектирования силовых элементов конструкции АПУ;

- дальнейшее изучение методов определения напряжённо-деформированного состояния и долговечности элементов авиационных конструкций;

- закрепление практических навыков конструирования с учётом обеспечения необходимых запасов статической прочности и выносливости;

- выработка умений выполнять вычисления с достаточной точностью и оформлять отчёты в соответствии с Государственными и отраслевыми стандартами.

В процессе выполнения работы студент должен решить следующие задачи:

- на основе знаний, полученных при изучении учебных курсов “Сопротивление материалов”, “Теоретическая механика”, правильно составить схему нагружения системы «АПУ – груз» и расчётную схему для определения реакций в узлах крепления груза и АПУ. Далее построить эпюры внутренних силовых факторов (изгибающие и крутящий моменты, перерезывающие силы);

- для силового элемента, указанного в задании, выполнить оценку статической прочности и выносливости, используя материалы учебных курсов “Авиационное материаловедение”, “Прочность установок авиационного вооружения”, “Долговечность и безопасность установок авиационного вооружения”, а также настоящего учебного пособия.

1.2. Задание на курсовую работу

Исходные данные для выполнения курсовой работы студент получает из индивидуального задания, которое содержит следующую информацию:

- массово-геометрические параметры груза и АПУ;

- аэродинамические и инерционные нагрузки, действующие в центре масс груза и АПУ;

- количество циклов нагружения на один лётный час и назначенный ресурс в лётных часах;

- силовой элемент, для которого необходимо провести статический расчёт и оценку выносливости;

- справочные материалы по механическим характеристикам авиационных конструкционных материалов, коэффициентам концентрации, поверхностной чувствительности материала, масштабному фактору;

- указания по содержанию и объёму графической части работы и пояснительной записки.

При выполнении специализированной работы содержание записки может быть иным, однако оно должно иметь все исходные данные для расчёта предложенной детали.

1.3. Состав и содержание работы

Курсовая работа состоит из чертежа детали и пояснительной записки.

Чертёж детали выполняется на формате А4 или А3 (для корпуса) с помощью графических пакетов 3D-графики и должен содержать всю необходимую информацию для проведения расчётов с необходимыми разрезами и сечениями. На чертеже указывается чистота обработки, механические свойства материала. Возможно выполнение нескольких вариантов чертежа детали, выполненных по результатам расчётов.

Деталь должна изготавливаться одним из прогрессивных технологических методов: литьё, горячая или холодная (листовая) штамповка, прессование, сварка или механическая обработка. Деталь должна изготавливаться применительно к серийному производству, с учётом рационального выбора заготовки и рационального выбора способа изготовления детали.

При разработке детали необходимо обеспечить простоту и рациональные формы, увязку её размеров по местам сопряжения с другими деталями, обоснованный выбор и правильную простановку допусков, посадок и шероховатостей поверхности, рациональный выбор материала, термической обработки, антикоррозийных и защитных покрытий. Студент должен хорошо представлять себе последовательность изготовления детали, использование необходимого оборудования, приспособлений и инструмента.

Пояснительная записка должна иметь следующие разделы: титульный лист; задание на курсовую работу; техническое описание конструкции рассматриваемого устройства; эскиз силового элемента конструкции; расчётная схема нагружения системы «груз – АПУ»; расчёт опорных реакций; эпюры перерезывающих сил и изгибающих моментов; схема нагружения силового элемента; расчёт статической прочности элемента; расчёт запаса выносливости силового элемента; эскиз силового элемента с указанием окончательной геометрии по результатам расчётов; список использованных материалов; оглавление и выводы.

Объём пояснительной записки 15 – 20 машинописных листов. Пояснительная записка вкладывается в обложку из плотной бумаги, титульный лист которой должен содержать наименование курсовой работы, фамилии автора и руководителя, номер группы.

1.4. График выполнения и оценка работы

Преподавателем ведётся систематический учёт хода выполнения курсовой работы каждым студентом. В соответствии с учебным планом по курсовой работе проводится шесть консультаций, где руководитель определяет процент выполнения работы студентом. График выполнения работы студента представлен в табл. 1.

Таблица 1

График выполнения работы

№ п/п	Содержание курсовой работы по разделам	Трудоёмкость в %	Неделя (или пара недель)
			1	2	3	4	5
1	Выдача и объяснение задания		٧
2	Предварительные изыскания, выбор конструктивно-силовой схемы	10	٧
3	Расчёт опорных реакций и построение эпюр внутренних силовых факторов	15		٧
4	Эскиз силового элемента	15			٧
5	Расчёт НДС силового элемента	20				٧
6	Расчёт выносливости силового элемента	20				٧
7	Разработка чертежа силового элемента	10					٧
8	Пояснительная записка	10					٧

На последней консультации при полной готовности работы руководитель подписывает чертёж и пояснительную записку и назначает срок защиты работы.

Оценка работы складывается из следующих показателей:

- правильность и полнота обоснования силовой схемы, материала детали, выбора конструкторских решений; проявление творческого подхода студента к выполнению проекта; наличие оригинальных конструкторских решений; глубина проработки задания; качество выполнения чертежа;

- качество и полнота расчётов, эскизов, описаний, приведенных в пояснительной записке; качество её оформления;

- правильность и полнота ответов на вопросы при защите;

- систематичность работы над курсовой работой, степень самостоятельности в работе, защита работы досрочно, в срок, после срока.

При получении неудовлетворительной оценки из-за грубых ошибок и недоделок повторная защита может быть назначена только после их устранения или переделки всего проекта. Если неудовлетворительная оценка получена из-за плохих ответов студента, то к повторной защите допускается этот же проект.