Проектирование стрингера на общую потерю устойчивости при сжатии без присоединенной обшивки..

В [ 2 ], стр.63

3.1 Спроектированные по п.3 стрингеры необходимо проверить на общую потерю устойчивости, которая должна происходить при уровне напряжения равном или чуть больше, чем . В данном случае определяющую роль играет величина момента инерции сечения (I). Если параметры стрингера, определенные по п.3, и соответствующий им момент инерции, не будут удовлетворять вышеизложенному требованию, то параметры стрингера надо скорректировать с тем, чтобы местная и общая потеря устойчивости стрингера происходила одновременно при уровне напряжения . В дальнейших расчетах критические напряжения потери устойчивости не должны превышать , или из двух полученных значений величины критических напряжений (местная или общая потеря устойчивости) принимать наименьшее в дальнейших расчетах.

3.2 Для общей потери устойчивости стрингера длиной ℓ (расстояние между шпангоутами или нервюрами) с приторцованными или полузащемленными опорами (m = 2).

= ⋆ (без учета присоединенной обшивки), где: Е – модуль упругости материала; I – момент инерции данного стрингера относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения и параллельной поясу. F – площадь сечения стрингера.

Внимание! для прессованных профилей и для профилей изготавливаемых методом гнутья из листа разные. См.п. 1.2.1 и 1.2.2. Е- величина постоянная.

Необходимое условие выполнения студентами настоящей работы (п.4) – владение программой, позволяющей определять момент инерции любого сечения. Это даст возможность оптимизировать параметры элементов стрингера.

Необходимо представлять результаты расчета параметров профилей.

ПРИМЕРЫ: Аналог.

dсвоб	t1	bк обш	t2	R	k1 = k2	b1 (ширина пояса)	b2 (ширина стенки)	A = F (площадь)	Ix	Yc
					-//-
			1.5		0.45	15.0	23.5	112.93	12267,04	10.77	111.78	45.54	44.48

 

Профиль по ГОСТ

 

Профиль гнутый из листа.

Bпр	Bсв	H	h	δ	R	k1	K2	K3	K4	bB	bBсв	bH	bh	F	Iх	ϬEB	ϬEBcв	ϬEH	ϬEh	ϬE
						-//-	-//-	-//-	-//-
20.0	21.0	20.0	4.0	0.8	2.4	4.0	4.0	4.0	0.8	13.6	13.6	14.6	0.8	49.151	8969.7	86.0	86.0	74.6	4968.0	45.4

4. Проектирование ” клетки” минимальной массы.

4.1 При проектировании ” клетки”принимать: · - стрингеры с их геометрией, материалами и характеристиками, определенные выше; · - обшивки: материалы и их характеристики см. п. 1.2.2, ; толщины листов: при применении стрингеров по ГОСТу толщины листов принимать 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,0; 2,5; 3,0 мм.; при применении остальных стрингеров толщины листов принимать от 0,8мм до 3,0мм с шагом 0,1мм. 4.2 Процесс оптимального проектирования ” клетки”заключается в определении необходимой толщины обшивки ( и расстояния между стрингерами (b) при которых соблюдаются условия: · - Критерий прочности: + ()² = 1,0 – критерий прочности при совместном действии сжатия и сдвига; · - толщина приведенной обшивки (а значит и вес) является минимальной из всех рассмотренных сочетаний и b. Результатом проведенных расчетов должны быть аналогичные рисунки и таблицы, по которым можно сделать выводы.

ПРИМЕР.

δобш	k	b	k	τкр	Ϭкроб	2с	ϕоб	Δприведен	Ϭдейств	τдейств	δпривед	крит прочн	η
0,8	0,6		4,86296	66,28034	49,06667	20,4538	1,136322	4,964613	12,08553	31,25	4,855556	0,468604	2,133999
0,8	0,6		4,86444	59,50517	44,03767	20,4538	1,076516	4,703318	12,75695	31,25	4,642105	0,56548	1,768408
0,8	0,6		4,866	53,72064	39,744	20,4538	1,02269	4,468152	13,42837	31,25	4,45	0,676262	1,478717
0,8	0,6		4,86936	44,42788	32,84628	20,4538	0,929718	4,061956	14,77121	31,25	4,118182	0,944461	1,058805
0,8	0,6		4,87704	31,85948	23,51716	20,4538	0,786685	3,43704	17,45688	31,25	3,607692	1,704409	0,586713
0,8	0,6		4,90476	15,82134	11,61256	20,4538	0,552805	2,415217	24,84249	31,25	2,772973	6,040612	0,165546
0,8	0,6		4,95	8,74368	6,35904	20,4538	0,409076	1,787261	33,57093	31,25	2,26	18,05279	0,055393
0,9	0,6		4,86764	61,68989	45,62449	23,01052	1,095739	4,462356	13,44581	27,77778	4,37619	0,497459	2,010216
0,9	0,6		4,86936	56,22904	41,57107	23,01052	1,045933	4,259521	14,08609	27,77778	4,218182	0,582891	1,715588
0,9	0,6		4,87116	51,46486	38,03478	23,01052	1,000458	4,074325	14,72637	27,77778	4,073913	0,678504	1,473832
0,9	0,6		4,875	43,5942	32,19264	23,01052	0,920421	3,748379	16,00692	27,77778	3,82	0,903234	1,107133
0,9	0,6		4,886	30,34206	22,356	23,01052	0,767017	3,123649	19,2083	27,77778	3,333333	1,697319	0,589165
0,9	0,6		4,914	17,16522	12,57525	23,01052	0,575263	2,342737	25,61107	27,77778	2,725	4,65539	0,214805
0,9	0,6		4,95	11,06622	8,04816	23,01052	0,46021	1,874189	32,01384	27,77778	2,36	10,27859	0,09729
	0,6		4,87304	58,37496	43,125	25,56725	1,065302	4,106969	14,60932		4,041667	0,522178	1,915055
	0,6		4,87704	49,78044	36,74556	25,56725	0,983356	3,791048	15,82676		3,807692	0,682922	1,464296
	0,6		4,87916	46,18135	34,07407	25,56725	0,946935	3,650639	16,43548		3,703704	0,775399	1,289659
	0,6		4,88364	40,06791	29,53627	25,56725	0,881629	3,398871	17,65292		3,517241	0,986971	1,013201
	0,6		4,89356	31,00603	22,80992	25,56725	0,774765	2,986886	20,08781		3,212121	1,530773	0,653265
	0,6		4,931	16,80193	12,26667	25,56725	0,568161	2,190383	27,39247		2,622222	4,447001	0,224871
	0,6		4,994	9,571833	6,9	25,56725	0,426121	1,642787	36,52329		2,216667	12,11489	0,082543
1,1	0,6		4,88136	51,98275	38,33724	28,12397	1,004428	3,712013	16,16374	22,72727	3,707143	0,61277	1,631932
1,1	0,6		4,88364	48,48218	35,73888	28,12397	0,969792	3,584013	16,74101	22,72727	3,617241	0,688177	1,453116

4.3 Последовательность расчетов.

4.3.1 Определение толщины обшивки из условия её работы на сдвиг.

= ; где , а = .

Так как обшивка работает не только на сдвиг, но и на сжатие увеличить полученную толщину обшивки в 1,5 раза, соблюдая п.5.1.

4.3.2 В соответствии с [ 3 ], стр.418, график IV.11; где: а – расстояние между шпангоутами, b – расстояние между стрингерами (шаг стрингеров) определить панели.