3. Проверочный расчёт крыла

3.1. Расчёт на изгиб методом редукционных коэффициентов в.Н. Беляева

Крыло, расчётное сечение которого изображено на рис.15, изгибается моментом в плоскости . Это сечение отнесём к произвольной системе координат . Обозначим в произвольной системе координат через и координаты центра масс сечения, а через и - координаты центров масс поясов лонжеронов и стрингеров, которые совместно с присоединённой обшивкой воспринимают изгибающий момент. При этом вместо отдельных стрингеров можно брать группы по 2-3 стрингера. Ширина присоединённой обшивки берётся равной 30 её толщинам на один заклёпочный шов (15 толщин с одной стороны шва). Если стрингер крепится к обшивке двумя ряда-

ми заклёпок, то ширина присоединённой полосы берётся равной 30 толщинам плюс расстояние между рядами заклёпок (для коробчатых, тавровых или двутавровых стрингеров). Если выбранная таким образом ширина присоединён

ной полосы окажется больше шага стрингеров, то редукционный коэффициент для обшивки нужно брать равным единице.

Алгоритм расчёта:

1. Задаются редукционные коэффициенты первого приближения для всех элементов:

а) для поясов лонжеронов ;

б) сжатую обшивку присоединяют к стрингерам в виде полос шириной ;

в) для сжатых стрингеров с присоединённой обшивкой берётся редукционный коэффициент первого приближения , считается, что они не теряют устойчивость;

г) в растянутой зоне для обшивки и стрингеров принимается редукционный коэффициент первого приближения ., считается, что пластических деформаций в элементах не возникает;

Рис. 15

2. Вычисляются приведённые площади сечения первого приближения по фор - муле

.

3. Находятся главные центральные оси сечения:

а) в произвольных осях координат определяются координаты центров тяжести всех элементов редукционного сечения в первом приближении (рис. 15).

б) определяется центр масс редуцированного сечения в первом приближении:

.

в) вычисляются координаты центров тяжести элементов в новых главных осях, параллельных прежним, допуская, что угол поворота главных осей невелик

.

Координаты замеряются с чертежа.

г) определяются характеристики сечения в новых главных осях:

;

д) рассчитываются напряжения первого приближения для всех элементов по формуле

,

где - коэффициент, учитывающий несимметричность крыла.

4. Полученные нормальные напряжения первого приближения сравниваем с

разрушающими напряжениями.

Для сжатой зоны разрушающим напряжением будут критические , для сжатой - .

Если напряжение в сжатой полке лонжерона является разрушающим в данном или в любом другом приближении, то конструкция крыла не способна выдержать заданной нагрузки и её надо усилить. В противном случае и во втором приближении .

Если в сжатом стрингере напряжение ( ) окажется меньше или равно , то редукционный коэффициент следует оставить прежним, т.е.

.

В противном случае

.

Если ни в одном стрингере напряжение ( ) не превысит , то конструкция явно перетяжеленна.

В растянутой зоне уточняются редукционные коэффициенты второго приближения так же, только сравнения и расчёты ведутся с напряжениями текучести :

.

Расчёт продолжаем в той же последовательности, пока редукционные коэффициенты двух последовательных приближений станут одинаковыми (с точностью до 5 % ).

Расчёт удобно свести в табл. 7.

Таблица 7

		Обозначение	1	2	3	...	n
1	Наименование элементов		стрингеры
2	Площадь сечения элемента	Fi
3	Площадь присоединён- ной обшивки	Fi общ
4	Редукционный коэффи- циент Iго приближения
5	Приведенная площадь сечения	Fiпр						*
6	Координаты ц.т. элемен- тов редуцированного се- чения в произвольных осях	XiI YiI
7	Приведенные статические моменты	Iiпрx Iiпрy						*
8	Координаты ц.т. редуци- рованного сечения	X0I Y0I
9	Координаты ц.т. элементов в главных осях	i i
10	Характеристики сечения в новых осях	Ix IyI Ixy						*
11	Напряжения от нормального изгиба
12	Критические напряжения элементов (с приведённой обшивкой)
13	Редукционный коэффици- ент I iго приближения

Пояснения к таблице:

Суммирование в последнем столбце нужно проводить только в строчках, помеченных (*).

В первом приближении редуцируют продольный набор только для учёта разнородности материала и разных условий работы.