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

Площадь сечения нижнего пояса:

С учётом доли изгибающего момента, воспринимаемого лонжеронами, определяется площадь поперечного сечения нижней панели кессона:

В нижний пояс сечения крыла входят обшивка и стрингеры.

Шаг расположения стрингеров и их количество в нижней панели такие же как в верхней, то есть


Определяем толщину нижней обшивки , решая уравнение, описывающее зависимость толщины обшивки и площадь нижнего пояса:





Сравнивая полученное значения толщины обшивки со значением, полученным в рамках теории кручения, выбирается большее значение, то есть

Толщина принимается стрингера равной толщине обшивки, высоту стрингера определяем, используя соотношения, приведенные на рис. 8:




Определены все размеры сечений элементов верхней панели кессона.

Размеры для нижних полок лонжеронов определяются, используя подход, который применяется для верхнего пояса.

Поскольку доля изгибающего момента, воспринимаемого лонжеронами, , общая площадь поперечных сечений нижних поясов (полок) лонжеронов:

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

---

где n – число лонжеронов.

Тогда:





Определим размеры сечения нижнего пояса лонжеронов:

---

4.3 Проектировочный расчет стенок лонжеронов

Перерезывающая (поперечная) сила, действующая в сечении крыла, воспринимается стенками лонжеронов в первом приближении пропорционально квадратам их высот [4, стр.137]:

где – поперечная сила, действующая в рассматриваемом сечении крыла;

– поперечная сила, воспринимаемая стенкой -ого лонжерона в рассматриваемом сечении крыла; n – число лонжеронов.

Тогда в рассматриваемом случае (см. рис. 3.1, б). А в стенках лонжеронов поперечные силы:







Толщина стенки -ого лонжерона определяется из условия прочности по касательным напряжениям:

где ;

– толщина стенки -ого лонжерона.

Следовательно

Толщины стенок определяются с учетом



Значение толщины округляется до целого числа .

Значение толщины округляется до целого числа в большую сторону:

4.4 Определение координат центров тяжести продольных элементов в сечении кессона

Согласно данными таблицы 4.1, в соответствии с найденным шагом расположения стрингеров, определяются абсциссы точек контура кессона сечения

---

, соответствующие расположению стрингеров и поясов лонжеронов. Где – номер продольного элемента. За ось абсцисс принимается хорда профиля сечения крыла с началом в носке профиля, рис. 4.6. Все продольные элементы кессона нумеруются по порядку, начиная с верхней полки 1-го лонжерона, и далее, обходя контур сечения по часовой стрелке. Нумерация продольных ребер показана на рисунке 12. Затем определяются ординаты точек контура сечения , соответствующие абсциссам всех продольных подкрепляющих элементов. Абсциссы точек, соответствующих табличным данным профиля сечения крыла, кратны выбранному шагу стрингеров – . Это упрощает нахождение ординат всех продольных элементов жёсткости.

Для построения внешнего контура и определения ординат соответствующих точек используется система автоматизированного проектирования AutoCAD (см. рис. 4.7).

Значения координат точек контура ( , ) приведены в таблице 4.2.

Для дальнейших расчётов следует определить значения ординат центров тяжести сечений продольных элементов : поясов лонжеронов с присоединённой обшивкой и стрингеров с присоединённой обшивкой:



Рисунок 4.7 – Уточненная геометрия рассматриваемого сечения кесонной части крыла с пронумерованными продольными подкрепляющими элементами




Расстояние от внешней поверхности обшивки до центра тяжести сечения стрингеров с присоединённой обшивкой v_в (см. рис. 4.4) для верхней панели кессона уже определено в пункте 4.2. Эти данные необходимы для вычисления критических напряжений. При этом данное определялось для упрощенной геометрии сечения (см. рис. 4.2, б). На данном этапе актуальна реальная геометрия сечения. Если учесть, что угол наклона кромки профиля в окрестности продольных элементов при реальной геометрии к кромке прямоугольной геометрии

---

незначительный в кессонной части крыла, то можно воспользоваться вычислениями параметра v_в для прямоугольного сечения.

Для верхней панели осталось определить параметр v_в, относящийся к верхним поясам лонжеронов. Для стрингеров во втором приближении этот параметр определён:


На рис. 4.8 показан эскиз сечения продольного элемента, образованного полкой лонжерона c полосой присоединенной обшивки, условно разделенного на три элементарных прямоугольника: обшивку, полку, лапку. Параметр v_в для этого ребра подсчитывается, в соответствии с формулой:

где

;

.



Рисунок 4.8 – Расчетная схема сечения верхнего пояса лонжерона с присоединенной обшивкой для определения геометрических характеристик



Размеры сечений верхних поясов лонжеронов определены выше:



Толщина верхней обшивки .

Аналогичные действия выполняем для нижнего пояса, предварительно уточнив, что



Толщина нижней обшивки .

Положение центра тяжести поперечного сечения верхнего пояса главного лонжерона относительно внешнего контура сечения крыла определяется следующим образом:

---