Виды профилей, используемых в качестве стрингера.

1. Аналог – прессованный профиль, проектируемый исполнителем в соответствии с заданием.

2. Профиль по ГОСТ – после того, как будет спроектирован Аналог, исполнителю необходимо подобрать профиль по ГОСТ по геометрии близким с Аналогом.

 

 

3

 

2. Проектирование стрингера на местную потерю устойчивости при сжатии.

2.1 Обозначения элементов стрингера.

Пояс – элемент стрингера, который соединён с обшивкой. Рекомендуется ширину пояса проектировать исходя из того, что пояс будет соединяться с обшивкой однорядным заклепочным швом с применением заклепки диаметром 4 мм. Стенка -элемент стрингера, который соединён с поясом и с полкой (если есть полка). Полка -элемент стрингера, который соединён со стенкой. Боковое ребро -элемент стрингера, который соединён с полкой. r (R) – внутренний радиус между элементами стрингера. Рекомендуется высоту стрингера задавать 25-30мм.

Примеры: на самолете Convair 880 высота стрингера фюзеляжа = 22,352мм; на самолете Дуглас DC-8 высота стрингера фюзеляжа = 25,4мм; на самолетах «747», Boeing 727, Boeing 737 высота стрингера фюзеляжа= 31,75мм; на самолете Локхид C-5 «Гэлэкси» высота стрингера фюзеляжа= 26,67мм; на самолете Локхид C-141 Старлифтер высота стрингера фюзеляжа= 31,75мм; на самолете Локхид Л-188 Электра высота стрингера фюзеляжа= 25,4мм; на самолете Lockheed Constellation высота стрингера фюзеляжа= 29,464мм.

2.2 При проектировании прессованного стрингера минимальной массы, для которого указан аналог ГОСТа, (определение геометрических параметров элементов стрингера) необходимо исходить из того, что:

· линейные размеры (высота, ширина, длина) изменяются с шагом 1мм, а толщины – с шагом 0,1мм. Внутренние радиусы сопряжения элементов принимать = 3,0мм.

· местная потеря устойчивости всех элементов стрингера и общая потеря устойчивости стрингера без присоединенной обшивки должна происходить одновременно при уровне напряжения равном или близком = 44

2.3 По указанным аналогам (ГОСТАм) выбрать профиль с геометрическими параметрами близкими к геометрическим параметрам, определенным по п.3.2 и определить критические напряжения местной потери устойчивости каждого элемента и общей потери устойчивости стрингера без присоединенной обшивки.

2.4 Результаты расчета по п.2.2 и 2.3 свести в таблицу и сделать выводы.

ПРИМЕР: Сводная таблица по профилям

Стрингер	A = F (площадь)	Ix
Аналог ГОСТ 13738-91	112.9	9221.5	44.5
ГОСТ 13738-91	142.9	12800.9	43.7
Гнутый из листа	47.5	3952.8	45.4

ВЫВОДЫ:

2.4.1. Гнутый стрингер из листа оказался легче прессованного практически в 3 раза (одинаковая плотность материала, следовательно, можно сравнивать по площади), имея при этом схожую несущую способность.

2.4.2 - наименьший уровень напряжений, при котором происходит либо местная потеря устойчивости элементов стрингера, либо общая потеря устойчивости стрингера. В дальнейших расчетах принимать = , но не превышающая для данного материала. Если больше, чем , то принимать = .

2.4.3. Момент инерции стрингера (I_x) необходимо определять относительно оси х – х, проходящей через центр тяжести сечения и параллельной поясу.

 

В соответствии с [ 2 ], стр.62 Местная потеря устойчивости:

В соответствии с [ 2 ], стр.63

Размер b определяется из того условия, что местная потеря устойчивости элемента стрингера может произойти на ширине равной от края этого элемента до начала внутреннего радиуса (r, R) или между началами внутренних радиусов (см. Фиг. III.53, V.62).

см. [ 3 ], стр.288

ПРИМЕР.

1. Необходимо задаться геометрическими параметрами стрингера и проверить его элементы на местную потерю устойчивости.

2. Присвоить номера каждому элементу (на примере – 1,2,3) и присвоить название каждого элемента в соответствии с п. 2.1. В данном случае: 1-пояс, 2-стенка, 3- полка.

3. Для каждого элемента определить величину размера b. Например,дляэлемента 1: b = 49/2 - 0,9/2 – 3 = 24,5 – 0,45 – 3 = 21,05мм.

4. Для каждого элемента (например,дляэлемента 1) определить = = = = 56,75

ВЫВОДЫ:

1.Исходя из п. 2.2 и исходя из результатов расчета геометрию элемента 1 необходимо скорректировать, иначе стрингер будет перетяжелён.

2. Подобные расчеты необходимо провести для каждого элемента стрингера.

2.5 Для профилей Рис.6, Рис.8 (изготавливаемых методом гнутья из листа). Материал листа см. выше.(Материалы для стрингеров, п. 1.2.2).

Последовательность проектирования данных стрингеров см. п.3. Ниже приведен пример определения характеристик гнутого профиля. [ 3 ], стр.289

 

2.6 По результатам проектирования всех стрингеров (в каждом задании 3 стрингера) необходимо определить площади каждого стрингера и сделать выводы.

Необходимое условие выполнения студентами настоящей работы - владение студентами знаниями и практическим применением программ статистической обработки результатов исследований и электронных таблиц EXCEL.