При одновременном действии нагрузки на горизонтальное и вертикальное оперение погонные касательные силы для боковин и сводов фюзеляжа вычисляются по формулам:
Толщина обшивки боковин и сводов фюзеляжа определяется в расчётном сечении по следующему соотношению:
- разрушающее касательное напряжение обшивки
Принимаем δ = 0,8 мм.
4.4.6 Подбор элементов продольного набора
Стрингеры верхнего и нижнего сводов с присоединённой к ним обшивкой участвуют в работе фюзеляжа на общий изгиб. Приняв все стрингеры одинаковыми, их сечение можно найти из соотношения:
;
σразр.стр = 0,7* sв стр = 308 МПа – разрушающее напряжение стрингера,
m – количество стрингеров в своде.
Так как отрицательное, то принимаем стрингеры с минимальной площадью сечения. Принимаем профиль ПР –100 –1: Fстр = 0,234 см2.
-длина стрингера между шпангоутами.
Для растянутого свода основное соотношение выполняется:
Для сжатой зоны:
Здесь .
;
Условие не выполняется.
Увеличим площадь сечения стрингеров в сжатой зоне
Принимаем профиль ПР – 100 – 11: Fстр = 1,72 см2.
Условие не выполняется.
Увеличим количество стрингеров в сжатой зоне m = 5:
.
Условие выполняется.
Оценка прочности элементов сечения фюзеляжа
В заключение проводится оценка прочности элементов сечения фюзеляжа путем вычисления коэффициента избытка прочности:
.
Величина предельного изгибающего момента в сечении фюзеляжа определяется по формуле
Усилие в стрингере, воспринимаемое в сжатой зоне, равно:
В растянутой зоне:
Здесь .
Для сжатой зоны обшивки , для растянутой зоны .
;
.
Границей между растянутой и сжатой зонами фюзеляжа в его сечении является нейтральная ось z-z. Положение этой оси определяется из условия равновесия, записанного для рассматриваемого сечения:
;
Здесь n – число элементов продольного набора в сечении фюзеляжа.
С целью практического определения положения нейтральной оси суммирование по формуле целесообразно вести от крайних элементов, находящихся соответственно в сжатой и растянутой зонах.
Результаты вычислений заносим в таблицу 9.
Рисунок 17 – Эскиз сечения фюзеляжа
Таблица 9 – Расчет усилий и моментов, действующих на элементы продольного набора
Номер элемента | , см2 | , МПа | , Н | , м | Н ·м |
1,72 | 225,57 | -2535,926 | |||
1,72 | 225,57 | -2535,926 | |||
1,72 | 225,57 | -2535,926 | 0,4 | 1014,37 | |
1,72 | 225,57 | -2535,926 | 0,8 | 2028,74 | |
1,72 | 225,57 | -2535,926 | 1,2 | 3043,11 | |
0,234 | 1,6 | 87,225 | |||
0,234 | 109,032 | ||||
0,234 | 109,032 | ||||
0,234 | 109,032 | ||||
= 420407,8 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе произведен приближенный расчет на прочность крыла, фюзеляжа и основных опор шасси самолета Бе-32. Подобраны параметры расчетных сечений: толщина обшивки и стенок лонжеронов крыла, площадь поясов лонжеронов и стрингеров крыла, толщина обшивки и сечения стрингеров фюзеляжа, сечения основных силовых элементов опоры шасси – штока, цилиндра, полуосей. Произведена оценка прочности основных силовых элементов рассмотренных сечений. В итоге сечение крыла, сечение фюзеляжа и стойка шасси имеет приемлемый избыток прочности.