Определение толщины обшивки и шага стрингеров в растянутой и сжатой панели крыла - Расчет на прочность крыла и шасси пассажирского самолета Gulfstream G650

Толщину обшивки в первом приближении находим по формуле

Где касательное усилие от воздействия крутящего момента разрушающее касательное напряжение.

Предполагая, что крутящий момент воспринимается наружным контуром (без хвостовой части), для касательного усилия можно записать:

Где удвоенная площадь наружного контура. При определении крутящего момента в первом приближении нужно задаться положением центра жесткости. Примем Тогда крутящий момент:

Площадь найдем как площадь трапеции, образованной стенками лонжеронов и участками обшивки. .

При наличии стрингерного подкрепленияобшивки разрушающее касательное напряжение можно принять равным:

.

Толщина обшивки, как для растянутой, так и для сжатой зоны составит

расчетное сечение (= 0.1)

Рисунок 3.1 - Расчетное сечение (= 0.1)

Расстояние между стрингерами находим из условия получения волнистости поверхности крыла не вышеопределенного значения. Величина должна удовлетворять неравенству:

;(3.1)

Здесь и - давление в горизонтальном полете на нижней и верхней поверхности крыла; - коэффициент Пуассона (для обеих материалов ); - модуль упругости первого рода материала обшивки. Параметр является относительным прогибом, где максимальный прогиб обшивки, рассматриваемой как балка-полоска, нагруженная поперечной нагрузкой и защемленная в местах ее крепления к стрингерам. Для скоростных самолетов рекомендуется брать не более 0.002. Приближенно величины и считаем равными:

,.

.

Тогда толщины обшивки на верхней и нижней панелях:

Принимая в формуле (3.1) знак равенства и считая известной вычисленную ранее толщину обшивки, можно найти максимально допустимые расстояния между стрингерами: на верхней и на нижней частях поперечного сечения. Мы не нарушим условия (3.1), если из конструктивных соображений найденную толщину обшивки увеличим, а шаг стрингеров уменьшим. Поэтому воспользуемся следующими рекомендациями. В реальных конструкциях параметр расположен в пределах Причем шаг на верхней и на нижней панелях одинаков.

Выбраны толщины обшивок и шаг стрингеров: для верхней панели, ; для нижней - , .

При подборе продольных силовых элементов найдены усилия, воспринимаемые верхней и нижней половинками поперечного сечения крыла. Средняя высота сечения определена по формуле:

Где и - высоты профиля в местах расположения первого и второго лонжеронов (рисунок 3.1.), коэффициент учитывает, что расстояние между центрами тяжести полок лонжеронов меньше теоретической высоты профиля в местах установки лонжеронов. Значение коэффициента лежит в пределах 0,9...0,95., принято.

Сила сжатия верхней части сечения крыла и растяжения нижней части определена по формуле:

.

При проведении проектировочного расчета достаточно учесть только составляющую изгибающего момента:

=.

Усилие, воспринимаемое каждой половиной сечения, представлено в виде суммы усилия, нагружающего полки лонжерона, и усилия, воспринимаемого стрингерами и обшивкой:

; . (3.2)

Введенный коэффициент определяет долю от усилия, воспринимаемую стрингерами и обшивкой, и его численное значение лежит обычно в промежутке 0,3...0,7 в зависимости от силовой схемы крыла. Зададимся значением =0,4.

;

Похожие статьи




Определение толщины обшивки и шага стрингеров в растянутой и сжатой панели крыла - Расчет на прочность крыла и шасси пассажирского самолета Gulfstream G650

Предыдущая | Следующая