2.1.3 Проектирование стенки лонжерона

Расчеты для определения параметров стенки будем проводить для материала Д16. Определим высоту стенки:

=300–33–31,8=235,2 (мм).

Зададимся рядом значений отношения шага подкрепляющих стоек к высоте : . По рис. 3.2 пособия [1] определим значения разрушающих напряжений для каждого значения , данные занесем в таблицу 3. Определим значения толщины стенки по формуле:

,

а затем округлим до ближайшего большего из стандартного ряда.

»2 (мм);

»2,5 (мм);

»4 (мм);

»5 (мм) .

Значения превышают максимальные из стандартного ряда.

Значения занесем в таблицу 3. Зная и величину соотношения , определим для каждого из вариантов. Определим значения площади стоек по формуле

.

(мм²);

(мм²);

Результаты занесем в таблицу 7.

Определим, какое из значений – 0,2 или 0,5 подходит с точки зрения минимума масс:

m0.2= × + / =2×300+7,71/0,5=578,5 е.о.д.

m0.5= × + / =2,5×300+101,47/1=952,94 е.о.д.

Таблица 7

	0,2	0,5	1	неподкр.
	170	120	80	60
	2	2,5	4	5
	60	150	300	-
	140	85	70	60
F	7,71	101,47	-	-
	578,5	952,94	-	-

Оптимальной будет стенка с соотношением шага стоек к высоте – =0,2.

Проектируя полку для крепления поясов со стенкой, поступают аналогично случаю крепления поясов с обшивкой – соблюдают условия

1) прочности – , откуда

=2×440/630=1,39 (мм).

2) жесткости – – потеря устойчивости полки не должна приводить к потере устойчивости пояса, откуда

=0,7 (мм).

3) технологичности – для алюминиевых сплавов ³3 мм.

Выберем оптимальное значение по массе из возможной области значений, удовлетворяющее всем условиям: =3 мм.

Ширину полки выберем из условия долговечности и прочности заклепочного шва: шаг заклепок – t=4d_з; расстояние от заклепок до любого края – С=1,5d_з; расстояние между рядами заклепок – a=2d_з; где d_з=4 мм – диаметр заклепок. Несложно определить ширину полки: если учесть что на каждой полке по два шва, то – b=2×С+а=3×d_з+2d_з=5d_з=20 (мм).

Спроектированный лонжерон покажем на рис. 17.

Рис. 17.

2.2 Проектирование участка панели

2.2.1 Исходные данные

L=700 мм – расстояние между нервюрами;

b₁=100 мм – расстояние между ребрами;

Материал – В95Т2.

Расчет будем производить для двух сечений с различными значениями приведенной толщины панели:

а) d₀=6 мм;

б) d₀=11 мм.

2.2.2 Проектировочный расчет панели

Обозначения размеров монолитной ребристой панели показаны на Рис. 18.

Рис. 18. Поперечное сечение монолитной панели.

Приведенную толщину панели d₀ определяют по выражению

.

Введем безразмерные параметры – соотношения геометрических размеров сечения панели

, .

Произведем расчет панелей для двух сечений:

а) d₀=6 мм. Выпишем параметры оптимальной панели (по рис.4 [1]):

s_p=360 МПа – разрушающие напряжения;

s₀=375 МПа – напряжения общей потери устойчивости;

s₂=340 МПа – напряжения местной потери устойчивости;

b₁=80 мм, b₂=50 мм, d₁=3 мм, d₂=4,5 мм.

Принимая b₁=100 мм, b₂=50 мм, определяем b₁₂=b₁/b₂=100/50=2; d₁₂=d₁/d₂=3/4,5=0,67 и по рис. 5 (пособия [1]) размеры панели:

d₁/d₀=0,53, d₁=3,5 мм;

d₂/d₀=0,87, d₂=5,22 мм.

Тогда d₁/d₀=3,5/6=0,58.

Отношения d₁₂ и b₁₂ нельзя выбирать произвольно, каждому выбранному значению d₁₂ будет соответствовать вполне определенное b₁₂ и наоборот.

Рассмотрим следующие варианты (рис. 5,а [1]):

а) d₁₂=0,9;b₁₂=1,5;

б) d₁₂=0,8;b₁₂=1,75;

в) d₁₂=0,7;b₁₂=1,9;

а) по рис. 5 [1] определяем геометрические параметры панели:

d₁/d₀=0,65; d₁=3,9 мм; d₂/d₀=0,68; d₂=4,08 мм;

b₁=100 мм, тогда b₂= b₁/b₁₂=100/1,5=66,67 мм;

r=18 мм – радиус инерции сечения монолитной панели с простым оребрением;

L/r=700/18=38,8; d₂/b₂=4,08/66,67=0,0619.

По рис. 6 пособия [1] определяем:

s₀=360 МПа; s₂=325 МПа.

Определим коэффициент неравноустойчивости К_Ф:

Так как К_Ф<1, то выражение для определения s_р будет иметь вид

(МПа).

Спроектированная панель представлена на рис. 2,а.

б) результаты панели по этому варианту следующие:

b₁=100 мм; b₂=57,1 мм; d₁=3,72 мм; d₂=4,5 мм;

s₀=360 МПа; s₂=340 МПа;

Определим коэффициент неравноустойчивости К_Ф:

Так как К_Ф<1, то выражение для определения s_р будет иметь вид

Спроектированная панель представлена на рис. 2,б.

в) результаты расчета по этому варианту:

b₁=100 мм; b₂=52,6 мм; d₁=3,48 мм; d₂=4,86 мм;

s₀=345 МПа; s₂=370 МПа;

Определим коэффициент неравноустойчивости К_Ф:

Так как К_Ф>1, то s_р=s₀=345 МПа.

Спроектированная панель представлена на рис. 2,в.

Из рассмотренных вариантов панели наиболее рациональным, удовлетворяющим как конструктивно-технологическим, так и достаточно высоким разрушающим напряжениям, является вариант панели, показанный на рис. 2,в.

б) d₀=11 мм. Выпишем параметры оптимальной панели (по рис.4 [1]):

s_p=400 МПа – разрушающие напряжения;

s₀=380 МПа – напряжения общей потери устойчивости;

s₂=435 МПа – напряжения местной потери устойчивости;

b₁=90 мм, b₂=60 мм, d₁=5 мм, d₂=10 мм.

Принимая b₁=100 мм, b₂=60 мм, определяем b₁₂=b₁/b₂=100/60=1,667; d₁₂=0,5 и по рис. 5 (пособия [1]) размеры панели:

d₁/d₀=0,41,d₁=4,51 мм;

d₂/d₀=0,85,d₂=9,35 мм;

r=20 мм – радиус инерции сечения монолитной панели с простым оребрением;

L/r=700/20=35; d₂/b₂=10/60=0,167.

По рис. 6 пособия [1] определяем:

s₀=380 МПа; s₂=460 МПа.

Определим коэффициент неравноустойчивости К_Ф:

Так как К_Ф>1, то выражение для определения s_р =σ0=380МПа.

Определим предельную нагрузку по формуле

,

где F – площадь поперечного сечения

.

Р_р=380×11×100=418 (кН).

Рис. 19

2.3 Проектирование носовой стойки шасси

Самолет, в целом, представляет, собой сложную систему, кадждая из которой требует тщательного внимания при проектировании. Однако в данном курсовом проекте подробно рассмотрены система уборки-выпуска передней стойки шасси, топливная система, система подачи масла в двигатель, а также был спрофилирован воздухозаборник и система крепление двигателя.

По статистике большинство аварий (если не учитывать человеческий фактор) происходит в результате поломок или недочетов при проектировании взлетно-посадочных систем и систем, связанных с двигателем. Исходя из этого на правильном и безошибочным проектировании именно этих агрегатов необходимо особенно акцентировать внимание. Для данного военно-транспортного самолета особенно важно спроектировать системы так, чтобы при возможной атаке противника он смог совершить боевое задание и посадку.