 |
Подбор сечения лонжеронного крыла
|
|
|
|
4.1 Подбор обшивки
Минимальную потребную толщину обшивки рассчитываем из условия работы ее на сдвиг при кручении крыла по формуле
где W - удвоенная площадь, охваченная внешним контуром сечения крыла и стенкой заднего лонжерона (без хвостовой части). На рис. 9 эта площадь заштрихована.
tразр – разрушающее напряжение обшивки при сдвиге (см. приложение Б).
По потребной толщине обшивки 
из сортамента алюминиевых листов подбираем ближайшую большую стандартную толщину 
(см. приложение В).
4.2 Подбор поясов лонжеронов нижней панели
Минимальную потребную площадь поперечного сечения первого лонжерона находим по формуле
где к = 0,7...0,8 - коэффициент, определяющий долю нормальной силы N, воспринимаемой поясами лонжеронов;
sразр - разрушающее напряжение материала растянутого пояса. Оно определяется по таблицам приложений А и Б.
Для второго лонжерона принимаем:
По потребным площадям 
и 
подбираем ближайшие большие по площади стандартные прессованные профили 
, 
(см. приложение Г). При больших потребных площадях пояса назначают фрезерованными.
Если количество назначаемых лонжеронов в сечении более двух, то при подборе лонжеронов следует обращаться к пособию [2].
4.3 Подбор стрингеров нижней панели
Задаёмся количеством стрингеров m, исходя из диапазона рекомендуемых расстояний между ними (см. страницу 17). Стрингеры в пределах межлонжеронной части крыла располагаем равномерно и находим фактическое расстояние между ними
где В - ширина межлонжеронной части крыла;
m – число стрингеров в верхней (нижней) панели крыла.
Вычисляем нормальную силу в поясах лонжеронов
и в обшивке
где jоб - редукционный коэффициент, который назначаем по рекомендациям таблицы 2.
|
|
|
Оставшаяся часть растягивающей силы воспринимается стрингерами. Минимальную потребную площадь стрингера вычисляем по формуле
Таблица 2 - Значения редукционного коэффициента при растяжении обшивки
| dоб, мм | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,6 | 1,8 | 1,9 | ≥2,0 |
| jоб | 0,59 | 0,65 | 0,70 | 0,79 | 0,90 | 0,93 | 0,97 | 0,99 | 1,00 |
В формулах, и sразр - разрушающие напряжения при растяжении пояса лонжерона, обшивки и стрингера соответственно.
По потребной величине 
подбираем стандартный ближайший по площади профиль 
Если в числителе формулы получается отрицательная величина, то стрингерный набор назначается конструктивно, причем самым легким.
4.4 Подбор поясов лонжеронов верхней панели
В верхней сжатой панели стрингерный набор и обшивку принимаем такими же, как и в нижней растянутой. Тогда расчет сжатой зоны сводится к подбору поясов лонжеронов.
Сначала находим нормальную силу, которая приходится на долю стрингеров и обшивки. Рассчитываем критические напряжения обшивки sкр об и стрингеров sкр стр (см. приложение Д). Вычисляем редукционный коэффициент обшивки при сжатии
Если расчет дает jоб>1, то принимаем jоб=1.
Определяем эфективную площадь стрингера и присоединенной к нему обшивки
Fстр+об = Fстр + dоб jоб bстр .
Требуемые площади сечений поясов лонжеронов рассчитываем по формулам [1, 2]:
, 
.
Здесь sкр - критическое напряжение местной потери устойчивости пояса самого высокого лонжерона. Этой величиной следует сначала задаться в пределах: sкр= (0,5...0,7)sв.
По вычисленнымплощадям 
и 
подбираем стандартные профили с 
и 
. Теперь, подобрав профиль первого лонжерона, определяем его действительное значение критического напряжения. Оно должно быть равно или больше первоначально задаваемой величины.
Если это условие не выполняется, то можно подобрать другой стандартный профиль с примерно той же площадью поперечного сечения, но с более узкими и толстыми полками, и, следовательно, лучше работающий на устойчивость. Можно задаться новым значением sкр в формуле и расчеты повторить.
|
|
|
Если пояса лонжеронов получаются мощные и предполагается изготавливать их фрезерованием, то тогда в формулах вместо критического напряжения sкр следует взять sв материала пояса.
4.5 Проверка нижней панели крыла на сжатие
Нижняя панель крыла, подобранная из условия работы её на растяжение в расчетном случае А, будет работать на сжатие в расчетном случае D. Поэтому ее следует проверить на устойчивость по случаю D:
где s1кр и s2кр – критические напряжения потери устойчивости поясов первого и второго лонжеронов нижней панели, определяемые по формулам приложения Д;
ND = 0,5 NA - осевая сила в панели в расчетном случае D.
4.6 Подбор толщины стенок лонжеронов
В проектировочном расчете принимается допущение, что перерезывающая сила воспринимается только лонжеронами.
Между лонжеронами она перераспределяется пропорционально их изгибной жесткости, а в каждом лонжероне она воспринимается, в основном, стенками и частично поясами, если крыло конусное. Тогда расчетные формулы принимают вид [1, 2]:
где Q р и М р - расчетные разрушающие значения силовых факторов для случая А;
- часть перерезывающей силы, воспринимаемой стенками лонжеронов;
- перерезывающая сила, воспринимаемая стенкой первого лонжерона;
- перерезывающая сила, воспринимаемая стенкой второго лонжерона;
Н= 0,5(Н1 + Н2 ) - средняя высота лонжеронов в расчетном сечении;
- угол сходимости поясов лонжеронов (в радианах) (см. рис. 3).
Касательные напряжения в стенках лонжеронов не должны превышать разрушающих значений. Из этого условия рассчитываем минимальную потребную толщину стенок первого и второго лонжеронов
Подбираем бóльшие ближайшие стандартные значения 
и 
. Если при расчете окажется, что стенка заднего лонжерона тоньше обшивки, то следует принять d2=dоб, так как эта стенка входит в контур, воспринимающий крутящий момент.
|
|
|
