- •Цель работы
- •Исходные данные
- •Задание
- •Определение максимальной эксплуатационной перегрузки и установление коэффициента безопасности
- •1.1. Определение максимальной эксплуатационной перегрузки
- •1.2. Определение коэффициента безопасности
- •Определение внешних расчетных нагрузок, действующих на крыло.
- •2.1. Распределение аэродинамической нагрузки по размаху крыла
- •2.2. Распределение инерционных (массовых) нагрузок по размаху крыла
- •2.3. Определение величин нагрузок от сосредоточенных сил грузов, находящихся в крыле или подвешенных к нему
- •2.4. Распределение нагрузок по хорде крыла
- •Построение эпюр перерезывающих сил, изгибающих и крутящих моментов по размаху крыла
- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
2.3. Определение величин нагрузок от сосредоточенных сил грузов, находящихся в крыле или подвешенных к нему
Как правило, нагрузки от «сосредоточенных грузов» не распределяются по размаху крыла, а прикладываются к крылу в местах своего расположения. Эти нагрузки определяются по формуле:
.
2.4. Распределение нагрузок по хорде крыла
Распределение аэродинамических нагрузок по хорде крыла зависит от двух параметров: угла атаки α и числа М, то есть центр давления — место приложения аэродинамических нагрузок — .
Приближенно координату центра давления можно определить по формуле:
.
Массовые нагрузки конструкции крыла прилагаются в центре масс профильного сечения, положение которого зависит от формы крыла в плане и расположения продольных силовых элементов. При определении действительного положения центра тяжести сечения необходимо производить расчет в каждом конкретном случае. В целях сокращения вычислений можно приближенно принимать центр тяжести в следующих пределах: хт = (0,42 ... 0,45)b = 1,46
Массовые нагрузки сосредоточенных грузов прикладываются в центре масс этих грузов.
Принимают, что массовые и аэродинамические нагрузки параллельны и направлены противоположно.
Построение эпюр перерезывающих сил, изгибающих и крутящих моментов по размаху крыла
В общем, крыло работает на изгиб и кручение. При расчете свободнонесущее крыло рассматривается как тонкостенная оболочка, лежащая на двух опорах. Опорами служат узлы крепления крыла к фюзеляжу.
Исходными данными для расчета крыла на прочность являются эпюры перерезывающих сил Q, изгибающих и крутящих моментов Мизг и Мкр, построенные по размаху крыла.
Расчетные погонные нагрузки от аэродинамических сил, масса крыла и массы топливных баков определяются по формулам:
Расчетные перерезывающая сила и изгибающий момент в любом сечении крыла определяются по формулам:
где — суммарная расчетная погонная нагрузка, действующая на крыло; — расчетная масса груза, находящегося в крыле или подвешенного к нему.
В практике расчетов для определения величин перерезывающих сил и изгибающих моментов применяют способ графического интегрирования (способ трапеций). Разбиваем полуразмах крыла на п отсеков длиной Δz. Результаты вычисления заносим в таблицу 5.
Таблица 5.
Параметр |
Номер сечения | ||||||||||
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 | |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 | |
1,25 |
1,25 |
1,28 |
1,18 |
1,15 |
1,3 |
0,95 |
0,9 |
0,77 |
0,6 |
0 | |
0,621 |
0,598 |
0,575 |
0,552 |
0,592 |
0,506 |
0,437 |
0,414 |
0,322 |
0,23 |
0 | |
1,971 |
1,898 |
1,825 |
1,752 |
1,679 |
1,606 |
1,387 |
1,314 |
1,022 |
0,73 |
0 | |
2,16 |
1,97 |
1,9 |
1,77 |
1,62 |
1,45 |
1,38 |
1,25 |
1,12 |
0,99 |
0,86 | |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,13 |
1,04 |
0,95 |
0,86 |
0 |
0 |
0 | |
3353 |
3229 |
3105 |
2981 |
2857 |
2732 |
2760 |
2236 |
1739 |
1242 |
0 | |
810 |
738,7 |
712,5 |
663,8 |
607,5 |
543,7 |
517,5 |
468,7 |
420 |
371,3 |
323 | |
0 |
0 |
0 |
0 |
9000 |
8283 |
7566 |
6849 |
0 |
0 |
0 | |
2543 |
2490 |
2392 |
2317 |
-6751 |
-6099 |
-5724 |
-5083 |
1319 |
870,7 |
-323 |
Таблица6.
Номер сечения |
qсум i |
qср i |
ΔQi |
ΔQi – Gгр |
ΔQi – Gгр – Rф |
Qi |
Qi ср |
∆z |
ΔМизг i |
Мизг i |
0 |
-322,5 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
870,72 |
1094,7 |
870,72 |
870,72 |
870,72 |
870,72 |
1094,7 |
|
1094,7 |
1094,7 |
2 |
1318,8 |
-1882 |
698,94 |
698,94 |
698,94 |
870,72 |
-1882 |
|
-997,4 |
97,327 |
3 |
-5083 |
-5403 |
-2694 |
-2694 |
-2694 |
1569,7 |
-5403 |
|
-2863,7 |
-2766 |
4 |
-5724 |
-5909 |
-3034 |
-3034 |
-3034 |
-1124 |
-5909 |
|
-3131,8 |
-5898 |
5 |
-6094 |
-6423 |
-3230 |
-3230 |
-3230 |
-4158 |
-6423 |
|
-3403,9 |
-9302 |
6 |
-6751 |
-2217 |
-3578 |
-5198 |
-5198 |
-7388 |
-2217 |
-3837 |
-6053,7 |
-15356 |
7 |
2317 |
2354,7 |
1228 |
1228 |
1228 |
-10966 |
2354,7 |
|
1247,9 |
-14108 |
8 |
2392,4 |
2441,4 |
1268 |
1268 |
-12532 |
-9738 |
2441,4 |
-11359 |
-6020,0 |
-20128 |
9 |
2490,4 |
2516,8 |
1319,9 |
1319,9 |
1319,9 |
-8470 |
2516,8 |
|
1333,9 |
-18794 |
10 |
2543,3 |
1271,7 |
1348 |
1348 |
1348 |
-7150 |
1271,7 |
|
673,97 |
-18120 |