Проектирование моторамы легкого самолета из композиционных материалов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Рисунок 1.5 - Эпюра изгибающих моментов, действующих на отсеченную часть рамы
в) Построение эпюры моментов от веса двигателя при отрицательной перегрузке.
Аналогично предыдущему случаю на рис. 1.6, изобразим грузовую эпюру моментов от действия веса двигателя и единичные эпюры от действия единичных силы и момента возникших в месте рассечения рамы.
Рисунок 1.6 - Эпюра изгибающих моментов от действия веса двигателя и единичных силы и момента приложенных в месте рассечения рамы: а - эпюра изгибающих моментов от действия веса двигателя при отрицательной перегрузке; б - эпюра изгибающих моментов от действия единичного момента; в - эпюра изгибающих моментов от действия единичной силы.
Составим систему уравнений метода сил. Коэффициенты - находим по формулам (1.10 - 1.14).
(1.10)
;(1.11)
(1.12)
(1.13)
(1.14)
(1.15)
После решения системы (1.15) находим неизвестные X1, X2. Приложим найденные силу и момент к месту рассечения рамы и на рис 1.7 изобразим эпюру изгибающих моментов от веса двигателя самолета при отрицательной перегрузке.
Рисунок 1.7 - Эпюра изгибающих моментов от веса двигателя самолета при отрицательной перегрузке
1.3 Раiет рамы на прогиб и определение геометрических параметров сечения
На рис. 1.8 изображена схема рамы.
Рисунок 1.8 - Схема моторамы легкого самолета для первого раiетного случая
Найдем прогиб элементов рамы в точках А и В. Для этого воспользуемся формулой Мора.
(1.16)
где грузовая и единичная эпюры моментов;
модуль упругости материала;
- момент инерции сечения рамы.
В качестве сечения рамы выбираем тонкостенный профиль коробчатого типа. При нахождении прогиба в точках А и В будем варьировать материал из которого изготавливается рама и углы намотки стоек и поперечной балки рамы. В качестве материала будем применять стеклопластик однонаправленный, стеклопластик тканый и стекло-органопластик тканый. Углы укладки примем 0? и 45?. Значение регламентированного прогиба примем равным 0,2 мм в точках А и В.
Коэффициент Е расiитаем для заданной укладки по модели Васильева . Момент инерции поперечного сечения рамы определяем по формуле (1.17) исходя из однородности сечения полученного намоткой.
(1.17)
где - толщина поперечного сечения рамы;
и - высота и ширина профиля поперечного сечения рамы.
После подстановки в формулу (1.17) получим выражения для определения прогиба в точках А и В рамы.
(1.18)
(1.19)
Для определения геометрических параметров в формулах (1.18)и (1.19) будем варьировать и найденный прогиб будем сравнивать с допускаемым. В качестве найденного сечения выбираем сечение с такими параметрами, материалом и укладкой, которые обеспечивают конструкции рамы наименьшую массу. Массу рамы будем вычислять по формуле (1.20).
; (1.20)
где - масса рамы;
геометрические параметры поперечного сечения рамы;
- плотность композиционного материала.
В таблице (1.1) приведем некоторые характеристики используемых в раiетах материалов.
Таблица 1.1 - Физико-механические свойства материалов
Материал?,кг/м3Е1,ГПаЕ2,ГПаG12, ГПа?12?0, ммСтеклопластик однонаправленный2000451050,30,15Стеклопластик тканый1900241640,260,25Стеклооргано-пластик тканый160025355,50,250,3
В таблице 1.2 приведем результаты раiета параметров поперечного сечения рамы, прогиба и массы конструкции рамы.
Таблица 1.2 - Результаты раiетов
Определенные параметрыСтеклопластик однонаправленныйСтеклопластик тканныйСтекло-органопластик тканый0?45?0?45?0?45??,мм35,745,53,64,2В, мм120120120120120120Н, мм505050605060WА, мм0,1290,2020,1810,1760,1930,161WB, мм0,0620,0970,0870,0850,0930,077М, кг3,0865,7694,0915,9123,694,549
1.4 Обоснование выбора материала
На этапе проектирования моторамы легкого самолета необходимо решить проблему выбора материала конструкции. При выборе материала необходимо учитывать многие факторы такие как физико-механические свойства определенного материала: прочность, плотность, модуль упругости и др. Также необходимо учитывать технологичность будущей конструкции, условия ее применения, себестоимость материала. Но для конструкций применяемых в авиации главным критерием проектирования, является минимум массы изделия.
Проанализировав все вышеперечисленные критерии, обоснуем выбор материала для изготовления моторамы легкого самолета. Наиболее подходящим материалом по рассмотренным критериям является стеклопластик однонаправленный уложенный под углом армирования 0.
Преимуществами применения этого материала является его относительная дешевизна, а также при сравнении с другими материалами, рассмотренными при проектировании сечения рамы, было получено, что масса конструкции из стеклопластика однонаправленного получается минимальной.
1.5 Раiет заклепочного соединения
Рассмотрим систему сил, действующих на раму. Так как на концах поперечной балки рамы приложены силы от действия веса двигателей, то в месте установки крепежного элемента возникает отрывающая сила, которая стремится оторвать заклепку С. На рис 1.9 покажем места установки заклепок в точках С и D.
Рисунок 1.9 -
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение