Проектирование моторамы легкого самолета из композиционных материалов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Введение
Целью данной бакалаврской работы является проектирование моторамы легкого самолета из КМ. Так, как это проектирование является сложной и разносторонней задачей, то оно разделено на четыре основные раздела: конструкторскую, технологическую, экономическую, и часть безопасности жизнедеятельности.
Проектируемое изделие является рамной конструкцией. Предполагается, что составные части рамы должны быть спроектированы таким образом, чтобы удовлетворять заданному регламентированному прогибу. Кроме этого одной из основных задач конструкторской части является нормирование нагрузок действующих на мотораму, подбор формы сечения и его геометрических параметров, выбор материала, который бы позволил максимально реализовать преимущества КМ.
Основной задачей технологической части является оптимальный выбор технологического процесса изготовления проектируемого изделия, подбор методов формообразования и формования изделия, а также раiет основных технологических параметров изготовления моторамы.
Целью раздела, относящегося к безопасности жизнедеятельности, является анализ вредных факторов и опасностей при производстве изделий из КМ, оценка их влияния на организм человека. Также к задачам этой части относится оценка участка, на котором будет изготавливаться моторама и раiет вентиляции для этого участка.
Экономическая часть предусматривает оценку себестоимости изделия, раiет затрат на содержание и эксплуатацию оборудования, определение заработной платы рабочих.
Использование композиционных материалов предусматривает, что изделие и материал изготавливаются одновременно, поэтому необходимо максимально объединить усилия технолога и конструктора, направленные на разработку эффективных конструктивно - технологических решений изделия. Учет технологических требований тем более важен, так как разнообразие технологических процессов переработки КМ, широкая гамма полуфабрикатов арматуры и трудности объективного неразрушающего контроля качества продукции могут существенно повлиять на характеристики эффективности конструкций.
1. Конструкторская часть
.1 Исходные данные
На рис 1.1 изобразим схему нагружения моторамы легкого самолета системой сил, возникающих от воздействия веса двигателей самолета, а также тяги винтов для двух раiетных случаев.
аб
Рисунок 1.1 - Схема нагружения моторамы системой сил от действия веса двигателей и тяги винтов: а - схема раiетного случая с положительной перегрузкой; б - схема раiетного случая с отрицательной перегрузкой
Дадим расшифровку значений нагрузок и геометрических размеров рамы.=730 Н - сила возникающая то действия веса двигателя;
Т=1400 Н - сила от тяги винта;= 880 мм= 220 мм=1,5 - коэффициент безопасности;=3 - коэффициент перегрузки.
1.2 Построение эпюр
Рассматриваемая конструкция является трижды статически неопределимой рамой, нагруженной силами, возникающими от веса двигателей и от тяги винтов в двух плоскостях. В раiетной схеме не будем учитывать силу сопротивления воздуха, действующую в направлении противоположном силе тяги ввиду незначительной величины этой силы. Таким образом, раiет прочности проводится в запас. Для построения эпюр моментов воспользуемся методом сил. Так как рама симметрична, то можно рассмотреть только ее половину. Для этого рассечем раму напополам и в месте рассечения приложим возникающие уравновешивающие силы. Рассмотрим два случая нагружения мото-рамы: когда сила от веса двигателей приложена вверх и вниз. Так как тяга винта двигателя действует в другой плоскости, то эпюры моментов будем строить в разных плоскостях.
На рис 1.2 изобразим систему нагрузок действующих на отсеченную половину рамы.
аб
Рисунок 1.2 - Система нагрузок действующих на отсеченную раму: а - система нагрузок для первого раiетного случая; б - система нагрузок для второго раiетного случая.
а) Построение эпюр от тяги винта двигателя самолета.
В плоскости действия тяги рама является статически определимой. На рис. 1.3 изобразим эпюру моментов от действия тяги двигателя.
Рисунок 1.3 - Эпюра изгибающих моментов от действия тяги
б) Построение эпюры моментов от веса двигателя при положительной перегрузке.
На рис 1.4 изобразим грузовую эпюру от действия веса двигателя и единичные эпюры моментов от действия единичных силы и момента возникших в месте рассечения рамы.
а)б)
в)
Рисунок 1.4 - Эпюра изгибающих моментов от действия веса двигателя и единичных силы и момента приложенных в месте рассечения рамы: а - эпюра изгибающих моментов от веса двигателя; б - эпюра изгибающих моментов от действия единичного момента; в - эпюра изгибающих моментов от действия единичной силы
Составим систему уравнений метода сил.
(1.1)
где X1, X2 - неизвестные силы возникающие в месте рассечения рамы;
- коэффициенты, которые определяются по формулам (1.2-1.6).
(1.2)
где EI1- изгибная жесткость балки;
; (1.3)
(1.4)
(1.5)
(1.6)
(1.7)
(1.8)
(1.9)
Найденные X1, X2 приложим в месте рассечения рамы и на рис 1.5 изобразим эпюру изгибающих моментов.