Проектирование внешней секции закрылка самолета типа Ан-140
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
вов в пределах 10-20 км.
Таблица механических свойств сплава Д16АТ
Таблица 7.1
?в МПа?т МПа?пц МПаЕ МПаG МПа?в МПа? 03002100.72•1052.710422010
8. Проектировочные расчеты поясов лонжерона, стенки лонжерона, определение толщины обшивки, проектирование поясов и стенки усиленных нервюр и кронштейна навески закрылка
Проектирование осуществляется по методике [3], принимая следующие допущения:
изгибающий момент воспринимается поясами лонжерона, перерезывающая сила - стенкой лонжерона;
крутящий момент воспринимается двумя замкнутыми контурами, образованными стенкой лонжерона и обшивкой и распределяется между двумя контурами пропорционально квадратам их площадей;
за ось центров жесткости принимаем ось лонжерона, относительно этой оси определяется крутящий момент.
.1 Проектирование поясов лонжерона
От действия изгибающего момента, который полностью воспринимается лонжероном, в поясах лонжерона возникают осевые усилия N (см. рис) величина которых вычисляется по соотношению:
Рис. 8.1.1.Схема нагружения поясов лонжерона.
N=Mизг/hц.м.=Mизг/kH (8.1),
Где:
Н - строительная высота лонжерона (высота профиля в месте расположения лонжерона);
k-Коэффициент использования строительной высоты (в первом приближении k=0.95…0.98);
hц.м.= kH - расстояние между центрами масс полок лонжерона.
Принимаем: М=1,25*103 Нм; k=0.96; Н=0,07 м
Получим N=1,25*103 /(0.960.07)=18,6* 103 (H).
Площадь поперечного сечения пояса определяется по формуле:
Fn=N/?разр, (8.2)
Где: ? разр - разрушающее нормальное напряжение пояса.
Для растянутого пояса ? разр = k?b, где ?b - предел прочности материала, k= 0.6…09 - коэффициент, учитывающий ослабление пояса отверстиями под заклепки, при сварке, принимаемый по условиям обеспечения заданного ресурса.
Принимаем k= 0.75 (по статистике), тогда:
?разр=0.75440=330 (МПа).
Получаем площадь растянутого пояса:
Fраст=18,6*103 /330106=0,56 (см2).
Выбираем из сортамента профиль, имеющий наименьшую площадь, что позволит обеспечить запас прочности закрылка:
Уголок равнобокий ПР. 100
F=0,56 см2
Н=В=15мм
S=S1=2м
Рис. 8.1.2. Уголок равнобокий
Для сжатого пояса:
.(8.3)
Где:
?=?b/?кр; (8.4)
?кр=0.9kE/(b/?)2; (8.5)
b- ширина полки уголкового профиля;
?- толщина полки, k=0.45.
значение ?разр может быть принято согласно графику на рис.(8.3).
Рис.8.3. Определение критических напряжений для сжатого пояса из различных материалов
В первом приближении отношение b/? принимается по статистике, затем вычисляется Fn и принимается профиль по сортаменту. В последующих приближениях уточняется отношение b/?, ?разр, Fn.
Принимаем в первом приближении b/?=5, тогда ?разр=395 (МПа).
Площадь сжатого сечения пояса Fn=18,6*103/395106=0,47(см2).
Выбираем из сортамента профилей профиль с минимальной площадью:
Уголок равнобокий ПР 100.
F=0,564м2
Н=В=15мм
S=S1=2м
Уточним разрушающее напряжение для профиля ПР. 100. профиль состоит из равных полок:
Полка1= полка2= Н (В)/ ?=15/2=7.5;
По графику определяем разрушающее напряжение для полок, из которых состоит профиль: ?разр=350(МПа).
Тогда площадь Fп.сж.=18,6*103/350*106=0,53 (см2).
Так как площадь Fп.сж.= 0,53 (см2) является необходимой для устойчивости уголка, а фактическая площадь F= 56,4 мм2 больше потребной, то оставляем профиль ПР. 100 в сжатой зоне.
8.2 Проектирование стенки лонжерона
Толщина стенки ?ст определяют по зависимости:
,(8.6)
Где ;(8.7)
qQ=Q/hст - поток касательных усилий в стенке от перерезывающей силыQ;
qMІкр, qMІІкр - потоки касательных усилий в контурах І и ІІ (см рис);
hст=Н - высота стенки (пояса лонжерона - уголки- крепятся к стенке с одной стороны, образую швеллерное сечение лонжерона);
?разр-разрушающее касательное напряжение стенки.
Рис.8.2.1 Определение толщины стенки лонжерона.
Потоки касательных усилий в контурах определяются по формуле Бредта:
Где Мкр?, Мкр?? - крутящие моменты, воспринимаемые ? и ?? контуром соответственно;
??, ??? - площади ? и ?? контуров.
Крутящие моменты, воспринимаемые контурами, определим из условий:
Мкр?+Мкр??=Мкр;
Мкр?/Мкр??= ??2/ ???2.
Тогда:
Мкр?=Мкр (??2/ ??2+ ???2);
Мкр??=Мкр (???2/ ??2+ ???2);
Где Мкр - крутящий момент агрегата.
Расчетная величина крутящего момента агрегата Мкр может быть определена по формуле:
Мкр=qэлZ(xцд-xцж);(9.10)
Где Z- расчетная погонная длина агрегата.
Положение центра давления приблизительно находится на 38…40% хорды элерона.
Принимаем хцд=0.39b=0.390,324=0,126(м).
Положение центра жесткости хцж для распространенных профилей агрегатов однолонжеронной схеме принимается совпадающим с координатой лонжерона, т.е.
хцж=0.3b=0.30.324=0,0927(м).
Погонная длина закрылка берется равной половине наибольшего расстояния между опорами агрегата или его секции.
Z=0.5L1=0.51,7026=0,8513(м).
Площади контуров сечения:
??=0.25Нbз/2=0.250.07*0.324/2=2,835*10-3(м2);
???=0.75Hbз/2=0.750.070.324/2=0.0085 (м2).
??=??+???=2,85310-3+0,0085=0,011335(м2).
Величина крутящего момента в сечении элерона:
Мкр=6,5*103*0,8513(0,126-0,0972)=159,36(Нм);
Определим крутящие моменты, воспринимаемые контурами:
Мкр?=159,36*[(2,83510-3)2/((2,83510-3)2+0.00852 )]= 16,41(Нм);
Мкр??=159,36[0.00852/((2,83510-3)2+0.00852)]=142,94 (Нм).
Определим потоки касательных усилий:
qMІкр=16,4/22,83510-3=2,9*103 (Н/м);
qM?/p>