Оптимизация конструкции лонжерона лопасти несущего винта вертолета
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
ство противопожарного водопровода, в том числе совмещенного с хозяйственным, а при необходимости, устройство сухотрубов и пожарных емкостей (резервуаров).
.5 Расчет искусственного освещения
Расчет искусственного освещения заключается в определении фактической освещенности на рабочем месте, исходя из имеющегося типа светильника и источника света. Исходя из сопоставления фактической освещенности Е с нормированным значением Emin (наименьшая допустимая освещенность в наихудших точках рабочей поверхности перед очередной чисткой светильников), устанавливают класс условий труда.
При работе за компьютером освещенность должна составлять 300-500 лк (люкс) [11].
Фактическая освещенность рассчитывается по формуле.
Е = FN? / (Szk)
где F - световой поток; N - число светильников над освещаемой поверхностью; ? - коэффициент использования светового потока; S - площадь освещаемой поверхности (площадь помещения); z - коэффициент минимальной освещенности или берется равным 1,1-1,2; k - коэффициент запаса (снижение светового потока осветительной установки из-за загрязнения светильников и источников света и их старения учитывают в расчетах этим коэффициентом, выбирают в диапазоне 1,1-1,3).
Индекс помещения определяется по формуле.
i = ab/hp(a + b)
где hp - расчетная высота; а, b - длина и ширина помещения.
hр = h - hc - hр.п
где h - высота помещения; hс - расстояние от перекрытия до светильника; hр.п. - расстояние от пола до рабочей поверхности стола.
Для подвесных светильников hс = 0,3-0,5 м. Для плафонов и встроенных светильников hc = 0,2 м.
При условии, что h = 3,5 м, hс = 0,2 м, hр.п. = 1,2 м найдем расчетную высоту по формуле
hр = 3,5 - 0,2 - 1,2 = 2,1 м.
Длина помещения и ширина равны, соответственно, а = 7 м и b = 6 м.
Расчетная высота hр найдена.
Теперь становится возможным определить индекс помещения по формуле.
= 76/(2,1(7 + 6)) = 1,54.
Далее запишем значения величин, входящих в уравнение фактической освещенности:
F = 1180 лм - световой поток для ламп ЛБ20;
z =1,1 коэффициент минимальной освещенности;
N = 21 - число светильников газоразрядных ЛБ20;
? = 0,62 - коэффициент использования светового потока газоразрядных светильников ОДР;
k = 1,1 - коэффициент запаса;
S = 42 м2- площадь помещения.
По формуле найдем фактическую освещенность для газоразрядных ламп
Е = 1180210,62 / (421,11,1) = 307,2 лк.
Таким образом, из рассчитанных данных видно, что использование имеющегося числа газоразрядных ламп достаточно для соблюдения норм искусственной освещенности на рабочем месте согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном дипломном проекте было представлено решение задачи оптимизации конструкции лонжерона лопасти несущего винта легкого вертолета.
Итоги проделанной работы приводятся ниже.
. В результате анализа напряженного состояния лонжерона под действием внешних сил были установлены нагрузки (центробежная сила 30100 Н и крутящий момент 603 Нм), а также установлены напряжения в слоях композита (не более ?1i = 5,3 МПа), которые удовлетворяют прочности используемого стеклопластика со следующими свойствами: ?в = 1160 МПа,
Е = 22000 МПа, ? = 1800 кг/м3.
. Используя методы математического программирования, полученный алгоритм оптимизации и программу Solid Works, получили конечные оптимальные значения толщины стенки лонжерона h = 6,6 мм и массы
M = 4,3 кг, таким образом, снизив толщину силового слоя лонжерона на 1,2 мм, снизили массу лонжерона на 1 кг.
. Используя программу Solid Works провели виртуальные испытания на растяжение модели лонжерона. Были получены максимальные ?max = 81 МПа и минимальные ?min = 636 кПа напряжения в конструкции, которые удовлетворяют прочности материала. Наибольшие напряжения локализованы в зоне крепежных отверстий, что объясняется перенапряжением в зоне концентраторов напряжений (отверстий). В результате был сделан вывод, что данная конструкция соответствует эксплуатационным требованиям, требованиям достаточной прочности и жесткости, требованиям минимального веса.
. Проведя сравнительные экономические расчеты стоимости полета исходного вертолета и вертолета с оптимизированным лонжероном получили, что снизив массу лонжерона на 1 кг, наблюдается экономия стоимости полета на дальность равная 0,1 руб. на 1 км, что соответствует экономии 10 руб. на 100 км.
Стоит отметить, что при использовании пакета прикладных программ Solid Works были выполнены виртуальные исследования, проведение которых было построено в диалоговом режиме с пользователем. Вся информация предоставлялась в доступной и наглядной форме, что позволило подробно увидеть распределение напряжений в конструкции. Данный фактор немало важен для комфортной работы с системами САПР. Таким образом, можно сделать вывод, что данный продукт является хорошим инструментом системы автоматизированного проектирования и многократно упрощает и сокращает процесс проектирования изделий из КМ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Богданов, Ю. С. Конструкция вертолетов [Текст]: Учебник / Ю. С. Богданов, Р. А. Михеев, Д. Д. Скулков. - М. Машиностроение, 1990. - 272 с.: ил.
. Завалов, О. А. Конструкция вертолетов [Текст] / О. А. Завалов; Под ред. С. В. Михеева. - М.: Изд-во МАИ, 2004. - 316 с: ил.
. Далин, В. Н. Конструкция вертолетов [Текст]: Учебник / В. Н. Далин, С. В. Михеев. - М.: Изд-во МАИ, 2001. - 352 с.: ил.
. Загордан, А. М. Элементарная теория вертолета [Текст]: Учебн