Раздел 2. Расчет новых сечений по результатам первичного расчета.

При расчете вместо материала будем использовать , умноженное на маневренную перегрузку 2,5 и коєффициент запаса 1,5.

2.1.Расчет сечения .

2.1.1.Толщина обшивки в первом приближении:

Используем формулу:

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 .

тогда

Разрушающее касательное усилие принимаем равным: .

тогда

Принимаем

Расстояние между стрингерами t находят из условия получения волнистости крыла не выше определенного значения. Величина должна удовлетворять неравенству:

где – воздушное давление;

– коэффициент Пуассона

Е – модуль упругости материала;

– относительный прогиб.

Воздушное давление по верхней и нижней обшивкам распределено не равномерно. В условиях горизонтального полета на верхней обшивке воздушное давление составляет:

,

на нижней:

.

_{Для дальнейшего расчета принимаем}

Средняя толщина сечения определяется так:

где – коэффициент, учитывающий, что центры тяжести продольного силового набора не лежат на теоретическом контуре,

– высота переднего и заднего лонжеронов в расчетном сечении.

Нагрузка действующая на панель вычисляется следующим образом:

где – расчетное значение изгибающего момента в рассматриваемом сечении.

Нагрузку, воспринимаемую стрингерами с присоединенной обшивкой, найдем так:

где – коэффициент, учитывающий конструктивно – силовую схему крыла.

2.1.2.Расчет растянутой зоны (нижняя панель)

_{Нагрузка, действующая на стрингеры и обшивку в растянутой зоне определяем по формуле:}

где – коэффициент, учитывающий ослабление сечения стрингера отверстием под заклепку и концентрацию напряжений в отверстии при пластической деформации,

– коэффициент, учитывающий запаздывание включения обшивки в работу по сравнению со стрингерами

– площадь стрингера,

– количество стрингеров,

– расстояние между лонжеронами крыла,

– толщина обшивки,

– предел прочности материала стрингера и обшивки соответственно.

Площадь стрингера найдем по следующей зависимости:

Рис.2. Проектируемое сечение крыла

По рассчитанной площади выбираем стрингер с ближайшей большей площадью при условии, что

где – толщина присоединяемой к обшивке полки стрингера,

– толщина обшивки. Выбираем профиль – уголок 8/5 (рис.3).

Рис. 3. Поперечное сечение стрингера с обшивкой в растянутой зоне

Уточним нагрузку на стрингеры с присоединенной обшивкой с учетом площади стандартных стрингеров :

2.1.3.Определение площадей стрингеров

Стингер считается выбран удачно, если его критические напряжения составляют:

где – директивные напряжения стрингера.

Нагрузка, воспринимаемая стрингерами с присоединенной обшивкой такая же, как и нагрузка на нижнюю панель:

Площадь стрингера найдем по следующей зависимости:

где – толщина обшивки в сжатой зоне,

– количество стрингеров на верхней панели,

По рассчитанной площади выбираем стрингер с ближайшей большей площадью при условии, что

где – толщина присоединяемой к обшивке полки стрингера,

– толщина обшивки.

Принимаем профиль – бульбоугольник №13 (рис.4)

Рис. 4. Сечение стрингера с обшивкой в сжатой зоне.

Найдем критические напряжения местной потери устойчивости для выбранного стрингера по формуле Эйлера:

здесь k= 4–коэффициент опирания,

Е=71 ГПа – модуль упругости материала стрингера,

b=65мм, – высота и толщина ребра стрингера соответственно.

Поскольку найденные напряжения превосходят предел пропорциональности материала стрингера , то производим пересчет критических напряжений по следующей зависимости:

здесь – поправочный коэффициент, тогда

Находим реальную ширину обшивки, присоединенной к стрингеру:

где – толщина обшивки в сжатой зоне, Е=71 ГПа – модуль упругости материала стрингера (обшивки).

Уточним нагрузку на стрингеры с присоединенной обшивкой с учетом площади стандартных стрингеров и реальной ширины присоединенной обшивки:

Принимаем, что пояса сжатой зоны не теряют устойчивость, так как они изготовлены из специального лонжеронного профиля, тогда усилие, воспринимаемое поясами лонжеронов, находится по формуле:

Нагрузка на лонжероны в сжатой зоне составляет:

Нагрузка на лонжероны в растянутой зоне составляет:

Суммарная площадь пояса лонжеронов сжатой зоны находится по формуле:

Суммарная площадь пояса лонжеронов в сжатой зоне распределяется между передним и задним лонжеронами пропорционально квадратам их строительных высот:

– площадь пояса заднего лонжерона равна:

– площадь пояса переднего лонжерона равна:

Суммарная площадь пояса лонжеронов растянутой зоны находится по формуле:

Суммарная площадь пояса лонжеронов в растянутой зоне распределяется между передним и задним лонжеронами пропорционально квадратам их строительных высот:

– площадь пояса заднего лонжерона равна:

– площадь пояса переднего лонжерона равна: