Главная | Обратная связь
МегаЛекции

СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОЗДУХОЗАБОРНИКА





 

В конструкциях современных самолетов можно наблюдать большое разнообразие типов, форм и расположений воздухозаборников. Это связано с тем, что они должны обеспечивать наиболее эффективное использование кинетической энергии набегающего потока и вместе с тем иметь минимальное лобовое сопротивление. Форма внутреннего канала должна обеспечивать возможно малые потери энергии на трение, но одновременно отвечать условиям лучшей компоновки самолета.

В случае отсутствия аэродинамических продувок по воздухозаборникам нагрузки на них можно приближенно определить, исходя из двух режимов полета самолета. Получаемые нагрузки будут несколько завышены по сравнению с действительными и пойдут в запас прочности.

Поскольку профили гондол и капотов подобны профилю крыла и обтекаются воздушным потоком на режимах, соответствующих большим углам атаки крыла, на них возникают значительные аэродинамические нагрузки.

В эксплуатации встречаются различные случаи нагружения гондол. Наибольший интерес представляют два случая, учитывающие полета при максимальных скоростях и маневрах самолета.

 

2.1. Исходные данные для силового расчета

 

Аэродинамические нагрузки на мотогондолу приведены в табл. 1,

(xy и xz даны в долях длины мотогондолы. В носке мотогондолы х = 0).

 

Таблица 1

Характеристика расчетных случаев А' и Д' для установок под двигатели

Расчетные

Значения характеристик

случаи nyэ a, град b, град dзвнутр, град q, кг/м3 yэмг , кг xy zэмг, кг xz  
А' 2,5 10 0 0 2000 1600/ 1100 0,16¸ 0,83 ±190 0,16¸ 0,55  
Д' -1,0 -4 0 0 2000 -2210/ -1810 0,16¸ 90,55 ±160 0,16¸ 0,55  

Нагрузки распределяются по внешней поверхности следующим образом:

– избыточное давление по поверхности определяется по формуле (1.1)

DPэ = pq , (1.1)

где DPэ – избыточное давление на поверхности;

q – скоростной напор;

p – рассчитывается по формуле:

p = p1+ py + pz . (1.2)

Величина p1 определяется по графику на рис. 4



Величина py для случая Д' дается на прилагаемом графике (рис. 5). Для других режимов величина py пересчитывается пропорционально Yмг.

Значение pz определяется по формуле:

pz = pza + pzb . (1.3)

Распределение pza по контуру и длине воздухозаборника дается на графике (рис. 6). При этом pza определяется по выражению:

pza = (z(a)мг/q)Kza . (1.4)

В случаях А' и Д' z(a)мг = zмг, в других расчетных случаях следует принимать z(a)мг = ±180 кг. Kza определяется по графику на рис. 6.

Распределение pzb по контуру принимается таким же как и для pza. При этом:

pzb = ((zмг – 180)/q)Kzb . (1.5)

где zмг – берется из таблиц;

Kzb – определяется по графику на рис. 7.

2.2. Распределение расчетных аэродинамических нагрузок по длине воздухозаборника

Нагрузки на внутреннюю поверхность воздухозаборника представлены в таблицах 2 и 3.

 

Таблица 2

Расчетные значения нагрузок в случае А'

х 60° 120° 180° 240° 300°
0 -1105 -545 -804 564 305 +1105 545 804 -564 -305
0,05 -940 -464 -679 476 261 +940 464 679 -476 -261
0,1 -774 -383 -553 391 221 +774 383 553 -391 -221
0,153 -597 -296 -431 302 167 +597 296 431 -302 -167

 

Таблица 3

Расчетные значения нагрузок в случае Д'

х 60° 120° 180° 240° 300°
0 +442 207 -12 -235 -454 -442 -207 12 235 454
0,05 +376 177 -3 -199 -379 -376 -177 3 199 379
0,1 +310 146 2 -164 -308 -310 -146 -2 164 308
0,153 +239 113 -1 -127 -241 -239 -113 1 127 241

2.3. Распределение нагрузок по длине и по сечениям воздухозаборника

2.3.1. Несимметричное распределение нагрузки

Характер несимметричного распределения максимальных нагрузок по длине воздухозаборника в случае А' показан на рис. 8, а по сечению воздухозаборника на рис. 9

Распределение нагрузок по длине воздухозаборника

Рис. 8


Изменение максимальных нагрузок по сечению воздухозаборника

Рис. 9

Расчетные нагрузки в случае А' и Д' определяются по формуле:

p = f·q�·(z/q)· Kza (1.6)

Нагрузки по длине мотогондолы определим, подставляя значения для случая А':

p = 2·2000�·(±190/2000)· Kza = ±380Kza .

В случае Д':

p = 2·2000�·(±160/2000)·Kza = ±320Kza .

Нагрузки по контуру мотогондолы определим, подставляя значения для случая А':

p = ((±190 – 180)/2000)·2·2000·Kzb = (20;-740)Kzb .

В случае Д':

p = ((±160 – 180)/2000)·2·2000·Kzb = (-40;-680)Kzb .

Суммарные нагрузки:

В случае А':

p = ±380 Kza Kzb·(+20;–740) .

В случае Д':

p = ±320 Kza Kzb·(-40;–680) .

 

2.3.2. Равномерное распределение нагрузки

 

Характер распределения нагрузки p1 по сечениям воздухозаборника приведен на рис. 10

Характер распределения нагрузки p1 по сечениям воздухозаборника

Рис. 10

Таблица 4

  Угол

Для всех углов

 

 

Расчетный случай

    А'

Д'

   
   

скоростной напор – q, кг/м2

х Д' 2000

2000

680 2000
0 1,66 -6640

-6140

   
0,05 1,02 -4080

-4080

   
0,1 0,86 -3440

-3440

   
0,153 0,76 -3040

-3040

   
             

 

2.3.3. Распределение py по воздухозаборнику

 

Характер распределения нагрузки py приведен на рис. 11.

Величина нагрузки py по воздухозаборнику:

py = (1600/2210)·2·2000 = 2895,93py* .

Распределение py по воздухозаборнику

Рис. 11

Значения py* приведены в табл. 5.

Таблица 5

Значение нагрузки py*

Сечение  

j

х py* 0          
0 0,435 -1259 -630 630 1260 630 -630
0,05 0,370 -1072 -536 536 1072 536 -536
0,1 0,305 -883 -883 -442 -883 442 883 883 883 442 -442
0,153 0,235 -681 -681 681 681 341 -341
0,1716 0,210 -608 -608 608 608 304 -304

Коэффициент пересчета для случая Д':

Л = -1,3812 и py = -4000py*

2.3.4. Распределение нагрузки по воздухозаборнику от силы pz

Äëÿ ñëó÷àÿ À'

pz = ±380 Kza ·(+20;-740) Kzb

 

Таблица 5

Распределение нагрузки по длине и по контуру от силы pz

     

j

х Kza Kzb 60° 120° 180° 240° 300°
0 0,55 0,395 0 -174 -72 -174 -72 0 174 72 174 72
0,05 0,51 0,325 0 -162 -40 -162 -40 0 162 40 162 40
0,1 -0,42 0,260 0 -134 -28 -134 -28 0 134 28 134 28
0,153 -0,27 0,205 0 -85 -42 -85 -42 0 85 42 85 42

Суммарные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник приведены в табл. 6, 7, 8 и 9

Таблица 6

Суммарные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник в случае А' и
L = 3,8 м (Рр, кг/м2)

 

j, град

х 60° 120° 180° 240° 300°
0 -7900 -7444 -7342 -6184 -6082 -5380 -5836 -5938 -7096 -7198
0,05 -5752 -4778 -4656 -3706 -3584 -3008 -3382 -3504 -4454 -4576
0,1 -4323 -4016 -4457 -3910 -4351 -3132 -2691 -3026 -2585 -2557 -2864 -2970 -3748 -3854
0,153 -3721 -3806 -3763 -2444 -2401 -2353 -2614 -2657 -3296 -3339
0,1716 -3528 -3581 -3591 -2315 -2375 -2312 -2563 -2553 -3171 -3161

 

Таблица 7

Суммарные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник в случае Д' (р = ±3200, и Kza·(-40;-680) Kzb

     

j

х Kza Kzb 60° 120° 180° 240° 300°

Продолжение табл. 7

0 -0,55 0,395 -6640* 0 -166 -80,2 -166 -80,2 0 166 80,2 166 80,2
0,05 -0,51 0,325 -4080* 0 -152,5 -50 -152,5 -50 0 153 50 153 50
0,1 -0,42 0,260 -3440* 0 -1254 -36,7 -1254 -36,7 0 125,4 36,7 125,4 36,7
0,153 -0,27 0,205 -2920* 0 -82 -46 -82 -46 0 82 46 82 46
0,1716 -0,17 0,185 -2560* 0 -54 -62 -54 -62   54 62 54 62

*) Указаны значения равномерного распределения р1 по сечениям и по длине воздухозаборника

 

Таблица 8

Суммарные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник в случае Д'
(К = -1,3812, py = -4000·py* (кг/м2)

 

j

х 60° 120° 180° 240° 300°
0 1740 870 -870 -1740 -870 870
0,05 1486 740 -740 -1486 -740 740
0,1 1220 610 1220 -610 -1220 -1220 -610 610
0,153 941 941 -941 -941 -471 471
0,1716 840 840 -840 -840 -420 420

Таблица 9

Суммарные расчетные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник в случае Д'

 

j

х 60° 120° 180° 240° 300°
0 -4900 -5936 -5850 -7676 -7590 -8380 -7344 -7430 -5604 -5690
0,05 -2600 -3493 -3390 -4973 -4870 -5560 -4667 -4770 -3187 -3290
0,1 -2220 -2955 -2345 -2867 -2257 -4175 -4785 -4087 -4697 -4660 -3925 -4013 -2705 -2793
0,153 -2100 -2181 -2145 -4063 -4027 -3980 -3429 -3465 -2487 -2523
0,1716 -2080 -2134 -2142 -3814 -3822 -3760 -3286 -3278 -2446 -2438

 

2.4. Распределение аэродинамических нагрузок на внутренней поверхности воздухозаборника

 

Нагрузки в канале от py в случае А':

q = 2000 кг/м2, Dвх = 1,6 м, f = 2,0, a = -10°;

Sвх = pr2 = 2,01 м2, a' = 0,1745;

Y = Sвх·q·a = 2,01·2·2000·0,1745 = 1403 кг .

Нагрузки в канале от py в случае Д':

q = 2000 кг/м2, Dвх = 1,6 м, f = 2,0, a = -4°;

Sвх = pr2 = 2,01 м2, a' = 0,0698;

Y = Sвх·q·a = -2,01·2·2000·0,0698 = -561 кг .

В случае А':

pz = (20;-740)Кzb ;

py = (1403/2210)·2·2000·py* = 2539,3py* (кг/м2)

В случае Д':

pz = (-40;-680)Кzb ;

py = (-561/2210)·2·2000·py* = -1015py* (кг/м2)

 

Таблица 10

Значения нагрузок в случае А' и Д' при j = 0°

   

Расчетный случай

    А' Д'
х Кzb pz = (20;-740), кг/м2 pz = (-40;-680), кг/м2
0 0,395 8 -292 -16 -269
0,05 0,325 7 -241 -13 -221
0,1 0,260 5 -192 -10 -177
0,153 0,260 4 -152 -8 -140

 

Таблица 11

Значения нагрузок в случае А’ и Д’ при j = 90°

   

Расчетный случай

    А’ Д’
х py* py = 2539,2 кг/м2 py = -1015, кг/м2
0 -0,435 1105 -442
0,05 -0,370 940 -376
0,1 -0,307 774 -310
0,153 -0,235 594 -239

Таблица 12

Нагрузки на внутреннюю поверхность воздухозаборника в случае А’

 

åp = pycosj + pzsinj

 

j

x 60° 120° 180° 240° 300°
0 -1105 -552 557 1105 557 -552
    7 -252 7 -252 0 -7 252 -7 252
å -1105 -545 -804 564 305 1105 545 804 -564 -305
0,05 -940 -470 470 940 470 -470
    6 -209 6 -209 0 -6 209 -6 209
å -940 -464 -679 476 261 940 464 678 -476 -261
0,1 -774 -387 387 774 387 -387
    6 -166 4 -166 0 -4 166 -4 166
å -774 -383 -553 391 221 774 383 553 -391 -221
0,153 -597 -299 299 597 299 -299
    3 -132 3 -132 0 -3 132 -3 122
å -597 -296 -431 302 167 597 296 431 -302 -167

Таблица 13

Нагрузки на внутреннюю поверхность воздухозаборника в случае Д’

   

åp = pycosj + pzsinj

   

j

    60° 120° 180° 240° 300°
х pycosj 442 221 -221 -442 -221 221
0 pzsinj   -14 -233 -14 -233   14 233 14 233
  å 442 207 -12 -235 -454 -442 -207 -12 235 454
  pycosj 376 188 -188 -376 -188 188

Продолжение табл. 13

0,05 pzsinj   -11 -191 -11 -191 0 11 191 11 191
  å 376 177 -3 -199 -379 -376 -177 3 199 379
  pycosj 310 155 -155 -310 -155 155
0,1 pzsinj   -9 -153 -9 -153   9 153 9 153
  å 310 146 2 -164 -308 -310 -146 -2 164 308
  pycosj 239 120 -120 -239 -120 120
0,153 pzsinj   -7 -121 -7 -121   7 121 7 121
  å 239 113 -1 -127 -241 -239 -113 1 127 241

 

2.5. Определение равнодействующих нагрузок по сечениям воздухозаборника от внешних и внутренних аэродинамических нагрузок

 

Суммарное распределение нагрузки в поперечном сечении воздухозаборника

Рис. 16

Расчет нагрузок от внешних аэродинамических сил (для нижних значений pz производится по формулам:

, (1.7)

. (1.8)

Принимаем значение pr = 2,826 м;

Рассчитанные значения нагрузок по формулам (1.7) и (1.8) представлены в табл. 14, 15

 

Таблица 14

Суммарные значения нагрузок в случае А'

х pycosj pzsinj qy qz qS, кг/м a, град
0 -1260cosj -83sinj -3561 -235 -3569 3,8
0,05 -1072cosj -47sinj -3029 -133 -3032 2,5
0,1 -883cosj -33sinj -2495 -2838 -93 -2497 -2840 2,13 1,88
0,153 -681cosj -49sinj -1925 -2138 -138 -2143 3,7

x = 0,1; -1589,4 – 2495·0,5 = -2838 кг/м;

х = 0,153; -1226 – 1925·0,5 = -2139 кг/м.

Таблица 15

Суммарные значения нагрузок в случае Д'

х pycosj pzsinj qy qz qS, кг/м a, град
0 1740cosj -93sinj 4917 -263 4924 3,06
0,05 1481cosj -58sinj 4185 -164 4188 2,25
0,1 1220cosj -42sinj 3448 3893 -119 3450 3895 1,98 1,75
0,153 941cosj -53sinj 2659 3024 -150 3028 2,84

x = 0,1; 0,5·3448 + 2169 = 3893 кг/м;

х = 0,153; 0,5·2659 + 1694 = 3024 кг/м.

 

2.6. Нагрузки на болты крепления воздухозаборника к проставке

 

Воздухозаборник, соединенный болтами со средней частью гондолы двигателя, работает на изгиб по схеме консольной балки.

2.6.1. Определение нагрузок на болты крепления в случае А'

Для определения нагрузок на болты крепления воздухозаборника к проставке примем:

– число болтов n = 12;

– Dокр. болтов = 1440 мм;

Распределение суммарной погонной нагрузки в точках Д, С, В, А определяем как:

qД = 3835 + 3777 = 7607 кг/м;

qС = 3157 + 3046 = 6203 кг/м;

qВ = 2526 + 2425 = 4951 кг/м;

qА = 2000 + 1977 = 3977 кг/м.

Распределение суммарной погонной нагрузки по длине представлено на рис. 17

Распределение суммарной погонной нагрузки по длине воздухозаборника

Рис. 17

Величина суммарной приведенной нагрузки R в центре давления определяется как:

R = ((7607 + 6703)/2 + (6203 + 4956)/2)·0,19 + ((4956 + 3977)/2)·0,202 =
= 3274 (кг).

Для определения координаты центра давления определим суммарный изгибающий момент МА:

МА = 6203·0,19·0,487 + 4956·0,19·0,297 + 3977·0,202·0,101 + 1404·0,19·0,5·0,518 + 1247·0,19·0.5·0,329 + 979·0,202·0,5·0,135 = 1056 кг·м.

Координата центра давления хц.д.= 1056/3274 = 0,3225 м .

Расчетные нагрузки на болты определяем по формулам [6]:

Рmax = 4M/nDокр.б. , (1.9)

Рmax = (4·0,3235·3274)/(12·1,44) = 245 кг .

Срезающая нагрузка буртика (зуба) проставки:

Рсрр = 3274 кг .

Вес воздухозаборника Gв-ка = 93 кг, хц.т. = 350 мм вперед от плоскости крепления к проставке.

Нагрузки на болты крепления воздухозаборника от инерционных нагрузок представлены на рис. 18.

Рис. 18

Задаемся коэффициентом перегрузки n = 1,5, тогда

Ринрц = Gв-ка·n = 93·1,5 = 140 (кг) .

М = 0,35·140 = 49 (кг·м) .

Рб = (4·43)/(12·1,44) = 11,34 (кг) .

Суммарный Мизг = = 1059,271 (кг·м) .

Максимальная растягивающая нагрузка на болт Рболт = 245,2 кг.

Схема расположения крепежных болтов по контуру и суммарные действующие нагрузки приведены на рис. 19

Схема расположения крепежных болтов по контуру и суммарные действующие нагрузки

Рис. 19

2.6.2. Определение нагрузок на болты крепления в случае Д'

 

Расчетные нагрузки на воздухозаборник по сечениям и по длине, точки приложения равнодействующих, рассчитанные значения моментов и перерезывающих сил приведены на рис. 20.

Максимальное растягивающее усилие на болт:

Рmaxр = 4М/4d = (4·0,392·2400)/(12·1,440) = 218 кг.

Срезающая нагрузка воспринимается буртиком проставки – Рсрр = 2400 кг.

 

2.7. Проверка прочности воздухозаборника самолета

 

2.7.1. Исходные данные для расчета

 

Внутренняя обшивка: D = 1,8 мм, материал: сплав Д19, перфорация – диаметром 2 мм.

Расчетные нагрузки на воздухозаборник в случае Д'

Рис. 20

Заполнитель: ТССП-Ф-10П (ТУ-596-258-87), удельный весь заполнителя – g = 35±5 кг/м3; sсж = 15 кг/см2. Параметры заполнителя и перфорированной обшивки приведены на рис. 21.

Параметры заполнителя и перфорированной обшивки

Рис. 21

Внешняя обшивка: D = 1,2 мм, материал: сплав Д19.

Обечайка изготовлена из Д16Т, D = 1,8 мм, травленная с D = 1,8 мм до D = 1,2 мм. Максимальный размер клетки 101 на 120 мм. Характерные размеры и сечения представлены на рис. 22

Типовое сечение обечайки

Рис. 22

 

2.7.2. Расчет сечения в районе проставки в расчетном случае А'

 

Размеры рассчитываемого сечения приведены на рис. 23

Рис. 23

Находим момент инерции сечения:

I = å(0,4D3d) = 0,4·142,53·0,12 + 0,4·1923·0,12 + 0,4·138,53·dпр = 638037,84 см4 .

Приведенная толщина внутренней общивки:

dпр. внутр. обш. = [((p·138,5)/12,0208)·0,2·0,18 – p·138,5·0,18]/(p·138,5) .

Нормальные напряжения от изгиба воздухозаборника:

s = (М·d)/J·2 = (3948·192·38,2)/(638037,84·2) = 22,69 (кг/см2),

Избыток прочности

h = 2750/22,69 – 1 >> 1.

М = Р·l ; Р = 3948 кг; l = 38,2 см.

q = 22,69·0,12 = 2,72 кг/см

Проверяем ячейку травления на устойчивость от q = 2,72 кг/см. Схема нагружения ячейки приведена на рис. 24. Принимаем, что длинные края ячейки обшивки оперты

Схема нагружения ячейки обшивки

Рис. 24

Величина a/b = 101/120 = 0,841; К = 3,6.

sкр = 2750 кг/см2,

h = 2750/355 – 1 = 6,746 ,

h >> 1

 

2.7.3. Проверка прочности внутреннего канала на осевое сжатие

 

Проверку прочности внутреннего канала на осевое сжатие проведем по методике изложенной в [6]:

Тдейств. = [P·l·(d + d1)(dв + dн)p(d + d1)]/2J = [3948·38,22(138,5 + 142,5)2(0,12 + + 0,15)·3,14]/(638037,94·4) = 3958 (кг)

Действующая сжимающая нагрузка от qp равна 2000·1,5 = 3000 (кг/м2).

Т = (p/4)(1922 – 1382)·0,3 = 4198,74 (кг).

Суммарная нагрузка: åТ = 8157 кг.

Заполнитель маложесткий. Расчетные формулы для трехслойных панелей (6):

sзап < 1,21qEпр ,

Li = E1H/E1B = 1,

a = ÖC + 1/[2,6(1 + 50)],

b = 1,21qEпр/Gзап

С1 = D1рас/D1

D1 = 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z0)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] ,

z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв + lidн)] .

Расчет по приведенным выше формулам дает:

z0 = [0,152 + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 1·0,122]/[2(0,15 + 1·0,12] = 1,246 ,

D1 = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)3 + 4(2,27 – 1,246)3 + 4·1(1,2463 – (1,246 – 1,123) = = 3,652 ,

B2 = 0,15 + 0,12 = 0,27 (мм) .

Епр = 6,8·105 кг/см2. Принимаем для маложесткого заполнителя К = 0,2.

D1рас = dв3 + lidн3 = 0,153 + 0,123 = 0,00513 .

C1 = 0,005103/3,652 = 0,001397 .

q = [2,0(1 – 0,001397)·Ö0,27·3,652]/[70,25(2,0 + 2,27)2] = 0,001548 .

Приведенный модуль сдвига:

Gзап = Gxz = 1,5·(dc/t)·Gм ,

Gзап = Gyz = (dc/t)·Gм ,

Модуль сдвига заполнителя: Gм = Ем/[2(1 + n)],

Gм = 6000/[2(1 + 0,25)] = 2400 (кг/см2) .

Gзап = Gxz = 1,5·(0,025/1,732)·2400 = 52 (кг/см2) ,

Gзап = Gyz = (0,025/1,732)·2400 = 35 (ì/ñì2),

Gзап = Ö52·35 = 42,7 (кг/см2)

42,7 < 1,21·0,001548·6,8·105;

42,7 < 1273,7

т.е. заполнитель маложесткий.

b = 1273,7/42,7 = 29,83

a = Ö0,001397 + [1/2·29,83·(1 + 5 – 0,001397)] = 0,054025

Критическая осевая сила Ткр:

Ткр = 2·p·К·ЕпрÖВzD1 ·a = 2·p·0,2·6,8·105Ö0,27·3,652 ·0,054025 = 45842 кг.

Избыток прочности

h = 45842/8157 – 1 = 4,62 .

Расчет напряжений во внутренних и наружных слоях трехслойной панели проведем в соответствии с [6]. Схема нагружения представлена на рис. 25.

Схема нагружения трехслойной панели

Рис. 25

qв = q(1/(1 + d));

qн = q(q/(1 + d));

d = l·(dн/dв) ,

l = E = 6,8·105/6,8·105 = 1 ,

q = 8157/(p·140,5) = 18,48 (кг/см2),

d = 1·(1,2/1,5) = 0,8 ,

qв = 18,48(1/(1 + 0,8)) = 10,27 (кг/см)

[s02] = 27,5 (кг/мм2).

qн = 18,48(0,8/1,8) = 8,21 (кг/см),

sвн = 1027/0,15 = 68,5 (кг/см2),

sн = 8,21/0,12 = 68,42 (кг/см2) .

Избыток прочности:

h = 27,5/0,685 - 1 = >> 39,14 .

 

2.7.4. Проверка прочности внутреннего канала на внешнее давление

 

Расчетные нагрузки:

1. Установившийся режим Н = 0; М = 0;

Разрежение на входе в заборник распространяется на всю длину канала:

DpD = -0,645 кг/см2 ; dст.соты = 0,04 ;

sм = 2400 кг/см2 ; sxz = 83 кг/см2 ;

Gyz = 55,42 кг/см2 ;

Gзап = Ö35,4·83 = 67,8 кг/см2 .

Определяем Ркр для несимметричной трехслойной оболочки с мягким средним слоем (рис. 26)

Рис. 26

li = 1 = Eнв ; К = 0,8 .

Заполнитель маложесткий:

g = h·B1/l·R0,5 ,

a = 5g·Eпр/Gзап ,

с1 = D2рас/D2 ,

D2рас = dв3 + lidн3 = 0,153 + 0,123 = 0,00513 (см3) .

D2 = 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z1)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] ,

z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв + lidн)] .

z0 = [0,152 + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 0,122]/[2(0,15 + 0,12] = 1,2461 .

D2 = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)3 + 4(2,27 – 1,246)3 + 4·1(1,2463 – (1,246 – 1,123) = = 3,6515 ,

с1 = 0,005103/3,6515 = 0,0013975 .

= 6,627·10-4 .

Gзап = 67,8 кг/см2 .

а = 5·6,627·10-4·6,8·105/67,8 = 33,22.

Заполнитель маложесткий:

Gзап <<5g·Eпр .

67,8 << 5·6,627·10-4·6,8·105 ,

67,8 << 2233,18

lga = lg33,22 = 1,52

по графику при l1 = 0,0013975 определяем a = 0,027.

Ркр = кг/см2 .

h = 0,864/0,645 – 1 » 0,34

Усилия действующие во внутренних и внешних слоях:

Еz = 6000 кг/см2 ,

0,005358 ,

20,5 (кг/см),

Sв = 0,645·69,25/1,805358 = 24,741 (кг/см).

sн = 20,5/0,12 = 170,8 (кг/см2),

Избыток прочности:

h = 2750/170,8 - 1 = 15,1 .

sв = 24,74/0,15 = 165 (кг/см2) .

Избыток прочности:

h = 2750/165 - 1 = 15,7 .

Давление передаваемое на заполнитель:

Рзап = Р/(1 + d + x) = 0,357 (кг/см2).

Проверяем систему ячейки заполнителя на усточивость. Схема нагружения приведена на рис. 27.

Схема нагружения грани ячейки заполнителя и ее параметры

Рис. 27

Р = 0,357 кг/см.

а/b = 20/10 = 2,0 , K = 3,6/

= 34,56 кг/см2 ,

f = 0,866·1 = 0,866 см2.

sсм = (0,357·0,866)/(1·0,04) = 8,12 (кг/см2),

h = 34,56/8,11 – 1 = 3,26

Проверяем стенку ячейки на устойчивость от номинального давления в канале при М = 0,52 (Н = 0, DpD = 1,009 кг/см2).

Давление передаваемое на заполнитель:

Рзап = Р/(1 + d + x) = 1,009/1,80536 = 0,559 (кг/см2).

sсм = (0,559·0,866)/(1·0,04) = 12,1 (кг/см2),

h = 34,56/12,1 – 1 = 1,856.

Определяем допустимый диаметр пятна непроклея по наружной обшивке.

Рассмотрим работу квадратной пластинки на устойчивость (кромки оперты).

a/b = 1, K = 3,6.

= 14,366 см.

Fнепр = 162,1 см2.

Принимаем коэффициент запаса по радиусу f = 2,5, тогда
aнепр = 5,746 см.

Fнепр = 25,93 см2 .


2.8. Автоматизация расчета аэродинамических нагрузок воздухозаборника

 

Для автоматизации трудоемкого расчета нагрузок воздухозаборника разработан алгоритм и программа их расчета реализованная на ПЭВМ IBM-PC/АТ. Программа позволяет производить расчет давлений по длине и сечениям воздухозаборника для расчетных случаев А' и Д'.

Программа написана на языке ФОРТРАН. Исходными данными при вводе являются:

– начальное значение угла j1;

– конечное значение угла j1;

– начальные значения координаты хнач (координаты точек по длине гондолы);

– конечное значение координаты хкон (координаты точек по длине гондолы);

– значение угла b;

– значение угла a;

– значение скоростного напора – q;

– величины составляющих аэродинамических сил по осям координат в центре давления.

В Приложении приведен листинг программы и результаты расчета нагрузок в случаях А' и Д' на мотоустановку Д-436Т.


 





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2020 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.