Файл: Курсовая работа по дисциплине Прочность конструкций летательных аппаратов.doc

4 Расчёт негерметичного отсека

4.1 Графическое изображение расчетного сечения

Заданное расчетное сечение представляет из себя цилиндрический отделяемый отсек радиуса , изображенный на рисунке 2.1.1. Отсек подкреплен шпангоутами с шагом , крайний левый шпангоут служит для его соединения со смежным отсеком.

Считается, что на торцевом сечении отсека действует осевая сила , изгибающий момент и перерезывающая сила .


Рисунок 4.1 - Схема отсека.
Исходные данные:

4.2Подбор толщины обшивки и площади сечения лонжеронов, выбор типа и определение количества стрингеров

Целью проектировочного расчёта является подбор размером всех силовых элементов отсека: толщины обшивки ; площади поперечного сечения лонжеронов ; площади поперечного сечения стрингера ; расстояние между промежуточными шпангоутами ; потребное количество стрингеров .

Материал отсека: .

Характеристики материала:

---

Рассчитаем расчетные значения нагрузок



Подбор толщины обшивки производится по следующей формуле:

.

Где

- максимальная расчетная перерезывающая сила.

Тогда



В соответствии с нормальным рядом толщин принимаем .

Для подбора сечения лонжерона необходимо сначала выбрать расчётный случай, в котором возникает наибольшее растяжение лонжеронов. Это можно сделать, находя из значения эквивалентной растягивающей осевой силы:

.

Для первого расчётного случая:

.

Для второго расчётного случая:

.

Для третьего расчётного случая:

.

Следовательно:

.

Потребная площадь сечения лонжерона подсчитывается по формуле:

,

где - количество лонжеронов.

Примем

Подбор потребного количества стрингеров негерметичного отсека проводится на ЭВМ с помощью программы OTCEKNEW.EXE. Результаты расчётов приведены в приложении .

Для стрингеров выбран профиль ПР-102-12.

Характеристики сечения выбранного стрингера (Рисунок 4.2) следующие:



Рисунок 4.2 – Профиль ПР-102.
По результатам программы (см. приложение ) необходимое количество стрингеров равно 24. Между лонжеронами должно

---

находиться одинаковое количество стрингеров

.

Число стрингеров равное оставим неизменным.

---

4.3Расчёт для наиболее опасного расчётного случая нормальных и касательных напряжений методом последовательных приближений

Изобразим в силу симметрии относительно оси y одну половину поперечного сечения рассматриваемого отсека (рисунок 4.3) и пронумеруем все пояса, включая лонжероны.

Рисунок 4.3 – Поперечное сечение отсека.
Расчёт напряжений выполняем методом последовательных приближений. Вычисления начинаем с определения положения нейтральной оси, что необходимо для определения числа поясов, участвующих в работе.

Величина в нулевом приближении определяется по формуле:

.

Дальнейшие расчёты проводим в табличном виде (таблица 4.1). Первые три столбца заполняем в соответствии с рисунком 4.3. В четвёртом столбце заносим площади поясов, причём, если пояс находится на оси , то в силу симметрии в качестве будем брать половину площади его сечения.

При нулевом приближении принимаем .

Принятая ширина обшивки для растянутых поясов , для сжатых . В растянутой зоне работают только лонжероны, в сжатой – все элементы поперечного сечения.

Приведённая площадь пояса:

.

Площадь поперечного сечения:

.

Тогда

---

Статический момент приведённого сечения отсека относительно оси равен:

.

где - координата центра масс отсека относительно оси .

Тогда



Момент инерции приведённого поперечного сечения отсека относительно оси z равен:

.

Координата центра тяжести приведённого сечения определяется как:

.

.

Момент инерции сечения относительно центральной оси, параллельной оси z, равен:

.

Приведённое нормальное напряжение в поясах:

,

где ,

.

Уточнённое положение нейтральной оси можно найти из условия :

.

Касательные напряжения в поясах отсека вычисляются по формуле:

,

где - статический момент отсечённой части приведённого сечения относительно центральной оси, параллельной оси

---