Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
SMM.DOC
Скачиваний:
193
Добавлен:
14.08.2019
Размер:
2.88 Mб
Скачать

6. Проектировочный расчёт на сдвиг тонкостенных

БАЛОК МИНИМАЛЬНОГО ВЕСА

При проектировании стеночной балки с уголковыми поясами (лонжерона, нервюры и т.д.) удобно и практически выгодно пользоваться системой зависимостей параметров балки от нагрузки, полученной в работе [5]. Считается, что нагрузка и высота балки заданы. Расчётным сечением является сечение с максимальной нагрузкой. Расчёт начинается с подбора поясов уголкового сечения и определения эффективной высоты балки , равной расстоянию между центрами тяжести поясов. Для выбора наиболее эффективной конструкции определяется коэффициент напряжённости, равный

.

Балка минимального веса должна обладать максимальной весовой отдачей, которая оценивается полезным приведённым допускаемым напряжением сдвига.

Рис. 22

Рис. 23

По рис. 22 находится напряжение , которое можно получить в случае равнопрочной конструкции (стенка и стойки разрушаются одновременно).

Далее по рис. 23 определяется отношение , по которому находится минимальная потребная толщина стенки .

Толщину листа стенки следует выбирать по нормам с учётом минусового допуска, например, при номинальной толщине листа Д16Тл2.0, фактическая толщина листа достигает 1,83 .

Рис. 24

Зная , по рис. 24 находят шаг стоек .

По рис. 25 определяются коэффициент затрат материала на стойки и стенку и минимальная площадь стойки.

Р ис. 25

Рис. 26

По рис. 26 находится значение отношения толщины стойки к толщине стенки и определяется потребное значение толщины лапки, прикреплённой к стенке. Толщина полки, перпендикулярной к стенке, должна быть

.

Площадь стойки и её толщины и дают возможность определить профиль по каталогу. Наиболее эффективны профили типа Д16ТПр и Д16ТПр. После выбора профиля следует определить фактический шаг стоек:

.

Рис. 27

Чтобы стойка не была с заниженным моментом инерции , следует пользоваться графиком, приведённым на рис. 27.

Аналогичным образом может рассчитываться на сдвиг лонжерон балочного типа.

7. Расчёт лонжерона с трёхслойной обшивкой

Силовые панели такого крыла состоят из внешних слоёв, соединённых пенопластовым (уд. вес 0,2 – 0,5 ) или сотовым (из металлической фольги толщиной 0,2 – 0,5 ) заполнителем. Трёхслойные панели не нуждаются в подкреплении, так как имеют большую поперечную жёсткость. Заполнитель воспринимает поперечные силы и обеспечивает совместную работу несущих слоёв при изгибе от нормальных и касательных сил, лежащих в срединной поверхности. Сам заполнитель на изгиб не работает, так как его жёсткость мала по сравнению с внешними несущими слоями.

При расчёте крыла на изгиб, сдвиг и кручение влияние пенопластового наполнителя учитывается редукционным коэффициентом

,

где - модуль упругости наполнителя в плоскости обшивки.

Заполнитель с шестигранными сотами более несущий, чем с квадратными, но его изготовление более трудоёмко и сложно. Если грани сот (квадратных) параллельны размаху, то редукционный коэффициент растяжения – сжатия:

.

Если соты направлены под углом к размаху, то для сдвига:

,

где - модуль сдвига материала несущих слоёв;

- модуль упругости материала сот.

Модуль упругости заполнителя определяется формулой

, где для шестигранных сот;

для квадратных сот.

При работе трёхслойных панелей на растяжение разрушающие нагрузки определяются временным сопротивлением несущих слоёв, а на сжатие и сдвиг со- ответствующими критическими напряжениями. Критические напряжения мест- ной и общей потери устойчивости при сжатии будут:

,

где - расстояние между серединами толщин несущих слоёв;

- коэффициент Пуассона;

.

Коэффициент принимает значение 1; 4; 2 соответственно для шарнирного опирания, защемления или полузащемления.

Модуль сдвига заполнителя

.

Критическое напряжение общей и местной потери устойчивости при сдвиге определяется соответственно

,

где и большая и меньшая стороны пластины;

.

Расчётным напряжением будет меньшее из напряжений общей или местной по- тери устойчивости. Полученные напряжения сравниваем с напряжениями и при редукционном коэффициенте, равном нулю.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]