Проектирование моторамы легкого самолета из композиционных материалов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Схема установки крепежных элементов
Для нахождения силы отрыва, действующей на заклепку в точке С, применим метод сил. Для этого в узле рамы приложим момент М, который уравновесит силу отрыва крепежного элемента, и построим от этого момента эпюру изгибающих моментов. Также в месте установки заклепки работающей на отрыв приложим единичную силу Р=1, и найдем в этом месте перемещение возникающее от воздействия веса двигателя. Это перемещение обозначим как . Так как момент М уравновешивает действие веса двигателя, то перемещение , найденное по формуле Мора от действия момента М будет равно перемещению . На рис(1.10) построим эпюры изгибающих моментов от веса двигателей, от момента М, а также от единичной силы Р=1 приложенной в месте установки крепежного элемента работающего на отрыв.
а
б в
Рисунок 1.10 - Эпюры изгибающих моментов от веса двигателя, от момента М и от единичной силы Р=1: а - эпюра изгибающих моментов от веса двигателя; б - эпюра изгибающих моментов от момента М; в - эпюра изгибающих моментов от единичной силы Р
После подстановки в формулу (1.16) получим выражения для определения перемещений и в точке С.
(1.21)
(1.22)
где d=170 мм - половина шага между заклепками,
М - уравновешивающий момент между заклепками.
Приравняв и , получим выражение для определения момента М. Разделив М на шаг между крепежными элементами, получим силу отрыва, действующую на заклепку, работающую на растяжение.
(1.23)
Из условия прочности найдем диаметр крепежного элемента dб установленного в точке С.
(1.24)
(1.25)
где Q - сила отрыва действующая на заклепку,
? - предел прочности материала заклепки,- количество крепежных элементов в ряду,бС - диаметр крепежного элемента в точке С.
м
Рассмотрим крепежный элемент установленный в точке D. Для определения силы действующей на эту заклепку, необходимо момент М приложенный в узле рамы разделить на расстояние между заклепками, установленными на вертикальной стойке рамы. Затем из условия прочности можно определить необходимый диаметр крепежного элемента.
;(1.26)
где N - сила действующая на заклепки, установленные на вертикальных стойках рамы;- расстояние между заклепками, установленными на вертикальных стойках рамы;
;(1.27)
где m=3 - количество заклепок в ряду.
м
1.6 Раiет крепежных элементов на срез
Рассмотрим нагружение заклепки установленной в точке С, силой возникающей от действия тяги винта. Так как эта сила возникает в плоскости перпендикулярной крепежному элементу, то от ее действия может возникнуть срез заклепки.
Из условия прочности детали на срез определим касательные напряжения, возникающие в заклепке и сравним их с предельными для выбранной марки стали.
Для заклепки напряжения определяются по формулам (1.30-1.31).
;(1.30)
;(1.31)
где - касательные напряжения возникающие в заклепке от действия тяги винта;- расстояние между заклепками;- нагрузка действующая на заклепку от тяги винта;
После подстановки численных значений в формулу (1.30), получим:
;
При раiете болта на срез было установлено, что диаметр крепежного элемента должен быть dб= (м).
1.7 Раiет узла крепления вертикальной стойки к поперечной балке рамы
Узел крепления представляет собой металлическую сварную конструкцию тавровой формы с тонкостенным прямоугольником в поперечном сечении. Наружные размеры поперечного сечения известны, так как они равны внутренним размерам поперечного сечения моторамы. Длина m и высота h, показанные на рисунке (1.11), выбраны из условия установки заклепок не менее трех ее диаметров от края стенки узла крепления. А шаг между крепежными элементами не менее пяти его диаметров.
Рисунок 1.11 - Схема металлического узла крепления
Для совместной работы узла крепления и композитной части рамы необходимо, чтобы они деформировались одинаково. Поэтому нужно подобрать такую толщину стенки узла крепления, чтобы жесткости металлического и композитного профилей совпадали. Из условия по закону Гука запишем:
;(1.28)
где ?км, ?м - напряжения в композиционном сечении и в металлическом;км и Eм - модули упругости композита и металла.
Напряжения определяются по формуле:
(1.29)
где M - изгибающий момент действующий в сечении;- момент сопротивления сечения, определяемый по формуле:
(1.30)
где B,H - высота и ширина профиля;
? - толщина профиля.
Учитывая формулы (1.28-1.30), запишем формулу для определения толщины стенки сечения металлического узла крепления.
(1.31)
где ?м - толщина стенки сечения металлического узла крепления;
?км - толщина стенки сечения рамы;км, Hкм - высота и ширина поперечного сечения моторамы;м, Hм - высота и ширина поперечного сечения узла крепления;м, Eкм - модули упругости металла и стеклопластика. После подстановки в формулу (1.31) получаем ?м=4.33мм.
1.8 Раiет стенки профиля моторамы на срез и смятие КМ
Расiитаем места установки заклепок на смятие по формуле:
(1.32)
где ? - нормальные напряжения возникающие в КМ;- нормальные усилия вызывающие смятие;б - диаметр крепежного элемента;
? - толщина ко
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение