Файл: Иркутский национальный исследовательский технический университет институт заочновечернего обучения Кафедра Самолётостроения и эксплуатации авиационной техники.docx

– целое число.

Тогда для рассматриваемого случая

По известному шагу расстановки стрингеров, определяется количество верхних стрингеров с помощью соотношения вида:



Имеют место следующие рекомендации соотношений размеров обшивки и стрингеров (рис. 4.4):

Толщина верхней обшивки , из решения уравнения, описывающего зависимость толщины обшивки и площадь верхнего пояса:





Полученное значение толщины обшивки округляется в большую сторону до значения кратного 0,1 мм:




Рисунок 4.4 – Рекомендуемые соотношения размеров обшивки и стрингеров



Приближенно определяется минимально необходимая толщина обшивки из условия работы крыла на кручение, используя известную формулу Бредта:

За неимением более точных данных на данном этапе расчета, полагается, что поперечная сила действует по линии от носка профиля, а центр жесткости сечения расположен на расстоянии от носка профиля, тогда величина крутящего момента в сечении будет равна:

---

Сравнивая значения толщины обшивки, полученные в рамках теории изгиба и теории кручения выбирается большее значение толщины обшивки, найденное из условия работы крыла на изгиб,

Толщину стрингера принимается равной толщине обшивки, высота стрингера определяется, используя соотношения, приведенные на рис. 4.4:



Определены все размеры сечений элементов верхней панели кессона.

Следует сразу подсчитать критические напряжения для работающих на сжатие продольных ребер верхней панели.

Для этого к расчёту принимается модель центрально сжатого стержня, шарнирно опёртого с двух сторон, длиной равной межнервюрному расстоянию и с поперечным сечением, состоящим из сечения стрингера и сечения присоединённой обшивки.

Для стрингерных крыльев нервюры располагают на расстоянии . Исходя из этого допущения, принимается расстояние между нервюрами равным .

Площадь сечения такого «стержня» (см. рис. 4.4) в этом случае





Рисунок 4.5 – Схема сечения стрингера с присоединенной обшивкой для определения геометрических характеристик
В соответствии с эскизом сечения стрингера с присоединённой обшивкой (см. рис. 4.4) определяется расстояние от внешней поверхности обшивки до центра тяжести этого сечения, (рис. 4.5).



Тогда момент инерции сечения относительно центральной оси .

---

Критические напряжения для стержня:

где – коэффициент, зависящий от способа закрепления концов ребра; считается, что концы стрингера шарнирно оперты .

Величина критического напряжения для верхнего стрингера слишком мала, материал стрингеров работает чрезвычайно не эффективно. Усилим верхний стрингер, увеличив его толщину 1,2 раза и сохранив пропорции для стрингера, показанные на рис. 4.4. В результате получим:



Площадь сечения стрингера с присоединённой обшивкой (см. рис. 4.2) в этом случае

---

Полученный результат является удовлетворительным, поэтому данные, полученные в этом приближении, принимаются к дальнейшему анализу

Доля изгибающего момента, воспринимаемого лонжеронами, . Тогда общая площадь поперечных сечений верхних поясов (полок) лонжеронов:

---

4.2.3 Проектировочный расчет полок лонжеронов

Площадь распределяется между верхними полками 1-го и 2-го лонжеронов пропорционально их высоте:

где n – число лонжеронов.

Тогда:





Полки лонжеронов относят к толстостенным стержням, подкреплённым против общей потери устойчивости [6]. То есть они относятся к элементам конструкции, работающим на чистое сжатие.

Анализ расчетной схемы балки-стенки, являющейся типовой для лонжерона, показал, что пояса лонжерона не могут потерять общую устойчивость, они работают на центральное растяжение-сжатие. Однако, при этом отношение ширины полки лонжерона к её толщине определяется соотношением вида (рис. 4.6).

К расчёту принимается число 8. Тогда:



Рисунок 4.6 – Рекомендуемые соотношения параметров поперечной геометрии верхнего пояса лонжерона




Размеры сечения верхнего пояса лонжеронов определяются исходя из условия прочности^

4.2.4 Проектировочный расчет нижнего пояса сечения

В рамках рассматриваемого расчётного случая продольные элементы нижнего пояса кессонной части крыла растягиваются. Исходя из этого, выполним проектировочный расчёт нижнего пояса.

Алгоритм расчёта такой же, как и для верхнего пояса, кроме анализа поведения продольных элементов нижней панели кессона на устойчивость.

---